Medio Ambiente

Sistema de PET para el aprovechamiento de agua de lluvia.

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Medio Ambiente
  • Asesor: LUZ AMELIA OJEDA GARCÍA
  • Autor: Christopher Javier Vivas Sanchez ()

Resumen

El descubrimiento de polietilentereftalato, mejor conocido como PET, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickson. Investigaron los poliésteres termoplásticos en los laboratorios de la Asociación Calicó Printers. durante el periodo de 1939 a 1941.

 

A partir de 1976, se le usa para la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes principalmente para bebidas. Sin embargo, el PET ha tenido un desarrollo extraordinario para empaques. En México, se comenzó a utilizar para este fin a mediados de la década de los ochenta.

 

Los primeros envases de   aparecen en el mercado alrededor del año 1977y desde su inicio hasta nuestros días el envase ha supuesto una revolución en el mercado y se ha convertido en el envase ideal para la distribución moderna. Distintos estudios han demostrado  que el envase de PET es muy competitivo en el consumo de energía y en la generación de residuos en comparación con otros materiales.

 

El hombre comienza a darse cuenta de la importancia del precioso líquido, sin el cual toda forma de vida en el planeta estaría en peligro. Con las medidas preventivas necesarias y el esfuerzo consciente de la humanidad, todavía podemos hacer algo para garantizar el suministro de agua para las generaciones futuras y la conservación de las fuentes naturales que diariamente se ven amenazadas.

 El plástico es uno de los materiales más usados por la industria en todo el mundo, debido a su practicidad y bajo costo. Por eso, gran cantidad de los objetos que utilizamos diariamente están compuestos por él, lo cual representa gran cantidad de residuos que terminan en mares, ríos, océanos y depósitos de desechos a cielo abierto.

La importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones, sobre todo aquellas que no tienen acceso a este vital líquido, en las que esto permite satisfacer las necesidades básicas de la población y ayuda a prevenir la presencia de enfermedades gastrointestinales”, sostiene el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente en su informe sobre los usos y el valor social de implementar estos mecanismos.

 

Pregunta de Investigación

¿Podemos recolectar agua de lluvia mediante un sistema de PET y dar uso doméstico?

Planteamiento del Problema

En la actualidad la falta de agua para las actividades de la vida diaria es un problema al que nos enfrentamos  con mayor frecuencia, el recolectar agua de lluvia mediante un sistema de pet puede ayudar a disminuir las necesidades de este valioso líquido y con ello no solo resuelve la escases de agua sino también ayuda a disminuir en el impacto ecológico al reutilizar material que tarda en degradarse hasta 150 años.

Antecedentes

 

HISTORIA DEL PET

El PET, también conocido como tereftalato de polietileno, fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J. T. Dickson en 1941. La producción comercial de fibra de poliéster comenzó en 1955; desde entonces, el PET ha presentado un continuo desarrollo tecnológico hasta lograr un alto nivel de sofisticación basado en el crecimiento de la demanda del producto a escala mundial y a la diversificación de sus posibilidades de uso.

 

Whinfield y Dickson junto con los inventores W. K. Birtwhistle y C. G. Ritchiethey crearon la primera fibra de poliester llamada Terileno en 1941 (primera producción de Industria Química Imperial o ICI). La segunda fibra de poliéster fue el Dacrón de DuPont.

 

Según DuPont, “en 1920, DuPont estaba en competencia directa con Industria Química Imperial. DuPont e ICI acordaron en octubre de 1929 compartir información acerca de las patentes e investigaciones desarrolladas. En 1952, la alianza de las compañías fue disuelta. El polímero que después llego a ser poliestireno tiene inicios en las escrituras de Wallace Carothers. Sin embargo, DuPont se dedicó a concentrarse en una investigación más prometedora, el nylon. Cuando DuPont reasumió su investigación del poliéster, la ICI había patentado el poliestireno de Terileno. En 1950, una planta piloto en Seaford, Delaware, facilitó la producción del la fibra de Dacrón (poliéster) con la modificación de la tecnología del nylon”.

 

A partir de 1976 se comenzó a usar el PET para la fabricación de envases ligeros, transparentes y resistentes principalmente para bebidas, sin embargo el PET ha tenido un desarrollo extraordinario para empaques.

 

A lo largo de los 20 años que lleva en el mercado, el PET se ha diversificado en múltiples sectores sustituyendo a materiales tradicionalmente implantados o planteando nuevas alternativas de envasado impensables hasta el momento.

Esta diversificación tan importante ha originado que el PET haya experimentado un gran crecimiento en su consumo y que siga siendo el material de embalaje que actualmente presenta las mayores expectativas de crecimiento a nivel mundial.

 

IMPORTANCIA DEL AGUA

La escasez de agua afecta a todos los continentes y a más del 40 por ciento de la población de nuestro planeta. Para 2025, 1 800 millones de personas vivirán en países o regiones con una drástica falta de agua, y dos tercios de la población mundial podría encontrarse en condiciones de escasez del vital líquido

La falta de acceso a agua en cantidad y calidad adecuada limita la capacidad de producir alimentos y de obtener ingresos suficientes. Limita la capacidad de crear industrias y de producir energía. Sin acceso a agua para beber y mantener una higiene adecuada es más difícil reducir la difusión y el impacto de enfermedades como el Sida. Cada día mueren 3.800 niños por enfermedades asociadas con la falta de agua potable y de saneamiento apropiado.

FACTORES QUE AFECTAN EL SUMINISTRO

El problema de escasez de agua está siendo agravado por el cambio climático, sobre todo en las regiones más áridas del mundo, en las que viven en la actualidad más de 2.000 millones de personas, y la mitad del total de la población pobre. Es necesario abordar el impacto del hombre en el medio ambiente y el clima terrestre para proteger los recursos hídricos a nivel mundial.

 

El cambio climático también ha intensificado las tormentas e inundaciones que destruyen las cosechas, contaminan el agua dulce e inutilizan las infraestructuras que se usan para almacenarla y transportarla.

 

También hay que señalar la imparable urbanización y el cada vez mayor consumo a nivel doméstico e industrial de las personas que viven en las zonas más desarrolladas del planeta.

 

PROBLEMAS POR ESCASES

Con el crecimiento de la población del mundo y el incremento del uso de agua por persona, la demanda de agua dulce está aumentando considerablemente. Los suministros de ésta son limitados y se cierne sobre ellos la amenaza de la contaminación. Para evitar una crisis, muchos países deben conservar agua, reducir los índices y agentes contaminantes, regular el suministro y la demanda y contener el crecimiento de la población.

El número de habitantes continúa aumentando rápidamente, pero la tierra no tiene ahora más agua que 2.000 años atrás, cuando estaba habitada por menos del 3% de la población actual.

Enfermedades relacionadas con el agua, como el paludismo, cólera, fiebre tifoidea y esquistosomiasis afectan y matan a millones de personas todos los años. El uso excesivo y la contaminación de los suministros de agua también están infligiendo serios daños al medio ambiente natural y presentan crecientes riesgos a numerosas especies biológicas.

ALGUNAS PROPUESTAS

Una gran mayoría de los países del mundo pueden evitar la crisis que se aproximan si formulan y aplican a la brevedad políticas y estrategias apropiadas. Sea que el agua se use para la agricultura, la industria o los servicios municipales, existen amplias posibilidades de conservación y de un mejor aprovechamiento. En las estrategias debe considerarse no sólo la forma de regular mejor el abastecimiento de agua sino también cómo regular mejor la demanda.

Para evitar que a la larga se produzca una catástrofe, también es importante actuar ahora mismo y desacelerar el crecimiento de la población a fin de contener el aumento de la demanda de agua dulce. Actualmente, en numerosos países en desarrollo millones de personas quieren planificar sus familias y practicar la anticoncepción. La continuación y ampliación de estos programas también puede ayudar a que el crecimiento de la población se vaya frenando y llegue a niveles sostenibles en relación con el suministro de agua dulce.

SOLUCIONES TECNICAS

Las nuevas tecnologías pueden brindar ayuda, sobre todo reduciendo la contaminación y haciendo que el agua sea reutilizable.

La irrigación por goteo disminuye drásticamente la cantidad de agua necesaria para los cultivos, los rociadores de baja presión representan una mejora e incluso la construcción de depósitos para atrapar el agua de lluvia resulta de gran utilidad.

Algunos países están ahora tratando el agua desechada para que pueda reutilizarse -y hasta beberse- varias veces.

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA

 

Los componentes de un sistema de captación de agua de lluvia para el aprovechamiento del agua de lluvia a nivel familiar y comunitario son:

– Área de captación

– Sistema de conducción

– Infraestructura de almacenamiento

– Filtración y tratamiento

 

El área de captación es la superficie sobre la cual cae la lluvia. Las áreas que se utilizan para este fin son los techos de casas, escuelas, bodegas, invernaderos y laderas revestidas o tratadas con materiales que la impermeabilizan. La superficie debe ser de tamaño suficiente para cumplir la demanda y tener la pendiente requerida para facilitar el escurrimiento pluvial al sistema de conducción.

 

TIPOS DE TECHOS UTILIZADOS EN LA CAPTACION DE LLUVIA

 

Techos: En las zonas urbanas los techos están construidos de concreto, aleación de lámina galvanizada y antimonio; en las zonas periurbanas y rurales, de concreto, láminas de asbesto, lámina galvanizada, madera y paja; también se pueden utilizar las superficies impermeables (canchas, patios, estacionamientos), que no desprendan residuos o contaminantes al contacto con el agua e incrementen el costo del tratamiento para obtener un producto de calidad.

Techos cuenca: Son estructuras diseñadas para la recolección directa del agua de lluvia compuesta básicamente de dos secciones: el techo, que funciona como un área de contribución y retardador de evaporación; y el tanque o cisterna de almacenamiento.

 

El techo está formado por dos superficies que convergen en un canal central, lo cual permite que el agua de lluvia se conduzca directamente por gravedad a la cisterna. Para indicar el nivel de almacenamiento se instala un piezómetro en la pared externa del tanque. El sistema de conducción del agua consiste de una válvula de salida, continuada por una tubería para terminar en una llave para el uso público.

 

SISTEMAS DE CONDUCCION

 

 

El sistema de conducción se refiere al conjunto de canaletas o tuberías de diferentes materiales y formas que conducen el agua de lluvia del área de captación al sistema de almacenamiento a través de bajadas con tubo de PVC.

 

Las canaletas se instalan en los bordes más bajos del techo, en donde el agua de lluvia tiende a acumularse antes de caer al suelo; el material debe ser liviano, resistente, fácil de unir entre sí, debe combinar con los acabados de las instalaciones (zonas urbanas), que no contamine con compuestos orgánicos o inorgánicos; por lo que se recomienda que se coloquen mallas que detengan basura, sólidos y hojas, para evitar la obstrucción del flujo en la tubería de conducción; asimismo, realizar en los techos labores de limpieza a inicio de la época de lluvias.

 

ESTRUCTURA PARA EL ALMACENAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA

 

 

Son cisternas o tanques donde se almacena el agua de lluvia captada, que puede utilizarse previo al tratamiento para uso doméstico durante todo el año.

 

 

Los materiales utilizados para la construcción de las cisternas o tanques de almacenamiento pueden ser los siguientes:

 

 

Plásticos: Fibra de vidrio, polietileno y PVC.

 

Metales: Barril de acero (se corroe y oxida), tanques de acero galvanizado (se corroe y oxida).

 

Concreto: Ferrocemento (se fractura), piedra (de difícil mantenimiento) y bloque de concreto (se agrieta).

 

Madera: Madera roja, abeto, ciprés (es eficiente pero cara).

 

La mayor parte de los objetos de plástico están formados a partir de hidrocarburos (especialmente petróleo, uno de nuestros recursos no renovables) que al momento de arrojarse, perjudican el medio ambiente. Además, las botellas de plástico tardan entre 100 a 700 años en degradarse, desprendiendo sustancias y elementos tóxicos que dañan el suelo, y la vida.

IMPORTANCIA DE FILTRO CASERO DE AGUA

El suelo es la capa que forma la superficie de la Tierra.

En ella viven las raíces de las plantas y también algunos animales. Está compuesto por una gran cantidad de elementos: arena, arcilla, piedras, sales, restos de seres vivos, aire y agua.

Su formación se debe a que el agua de lluvia penetra entre las rocas y, al congelarse, se rompen formando piedras más pequeñas.

Las raíces de las plantas continúan desmenuzando las rocas aún más y los microorganismos ayudan a formar el suelo produciendo humus.

Los microorganismos son animales microscópicos que viven en la tierra.Se alimentan de hojas secas y restos de seres vivos.

El humus está formado por tierra húmeda, aireada y con muchas sustancias que enriquecen el suelo.

 

Aunque estemos en el Siglo XXI, actualmente aún quedan regiones del mundo donde no se dispone de una red de acceso público de agua saneada. Es por eso que muchas veces se hace necesario elaborar formas de fabricar filtros caseros de agua que pueden servir en estas zonas del planeta o, simplemente, porque en tu casa, el agua sale con pequeñas impurezas.

 

Los filtros caseros de agua pueden simular lo que ocurre en la naturaleza, donde el agua es filtrada de forma natural mediante materiales como la arena y la grava, y emanan de forma limpia a través de los manantiales.

 

Por esto, este tipo de filtros usan la acción mecánica de estos materiales para eliminar las impurezas que posee el agua y junto con el carbón y microorganismos benignos, es posible también eliminar patógenos perjudiciales para nuestra salud, como Vibrio cholerae, bacteria causante del cólera.

Al pasar por estos materiales, si es que se hace correctamente, el agua se va deshaciendo de sus impurezas, saliendo al final limpia y apta para el consumo.

Objetivo

Captar y acumular el agua de lluvia en un muro construido de pet, con la finalidad de que en las zonas con escases de agua, puedan contar con el valioso líquido para sus diversos usos.

Justificación

Este proyecto se realiza con el fin de tratar dos problemáticas ambientales, estas son: Aprovechamiento de agua de lluvia y recolección de PET, para la reducción de contaminación que estos provocan con la implementación del sistema recolector de PET. Buscando el beneficio al implementar dicho sistema en las distintas comunidades con escases de agua

Hipótesis

Si logramos diseñar un sistema de PET recolector de agua para aprovechar el agua de lluvia, entonces lograremos aprovecharla y reducir así el impacto ecológico que genera el desperdicio de PET.

Método (materiales y procedimiento)

CONSTRUCCION DEL MURO DE PET

 

  • Para realizar este proyecto es necesario el uso de los siguientes materiales:
  1. Botellas de pet vacías y limpias
  2. Tubo de ½ pulgada de PVC
  3. Codos de ½ pulgada de PVC
  4. Coples de ½ pulgada de PVC
  5. Llave de agua

 

  1. Silicón
  2. Pegamento para PVC
  3. Taladro
  4. Googles de seguridad
  5. Serrucho
  6. Metro

 

 

 

 

  • El primer paso a seguir es reunir todo el material necesario limpio y ordenado.

 

 

 

  • Tomar las medidas el tubo de PVC para realizar los cortes correspondientes en cada uno de ellos.

 

 

  • Perforar los envases de PET por la parte de abajo y de la tapa rosca.

 

 

  • Realizar las uniones para formar la base del sistema solo con ayuda de tubería de PVC

 

  • Ensamblar las botellas de PET con la base de PVC y sellarla para evitar fugas de agua
  • Colocar el filtro al final del sistema y antes de la llave de salida final

 

  • Verificar que todo este colocado correctamente y dejar secar el sistema por lo menos 24 hrs para logar una mayor impermeabilidad.

 

 

CONSTRUCCCION DEL FILTRO

Para realizar el filtro casero del muro de PET necesitamos los siguientes materiales:

  1. Botella de PET
  2. Arena
  3. Piedras rugosas
  4. Piedras lisas (redondas)
  5. Carbón activado
  6. Una malla

 

  • Elegir una botella de PET grande
  • Limpiarla
  • Con ayuda de la malla colar la arena para lograr tener 2 tipos de arena una fina y otra más gruesa.
  • Separar ambas arenas
  • Colocar en el siguiente orden los componentes del filtro de abajo hacia arriba teniendo en cuenta que de cada componente tendremos al menos 8 cm de grosor

 

 

Galería Método

Resultados

Nos encontramos que para la recolecion del agua de lluvia, necesitamos cumplir con los siguientes requisitos:

 

  1. El techo para la recolección tiene que tener un pequeño desnivel para así lograr un mayor aprovechamiento del agua.

 

  1. Los techos deben de permanecer limpios y libres de basura que pueda tapar los conductos del muro de recolección

 

 

  1. Dependemos de la cantidad de lluvia para tener una mayor eficiencia del sistema.

 

El sistema debe de permanecer perfectamente libre de fugas; pero también deben de  ser fácilmente sustituibles algunas botellas de PET en caso de corrosión o desgaste por las condiciones ambientales.

 

 

  1. El filtro colocado al final del sistema solo nos ayuda para grandes y medianas impurezas del agua, es decir no es agua potable para consumo humano.

 

  1. Solo es útil, el sistema en la temporada de lluvia

 

  1. Este sistema no sustituye por completo el uso de agua para las labores domésticas, o el riego de jardines, huertos domésticos, ya que la cantidad recolectada no es suficiente; pero si podemos dar uso más eficiente al agua.

 

 

  1. Ayuda en comunidades donde la escases de agua es un problema de todos los días.

 

  1. Es importante que en lugares donde hay escases de agua y temporada de lluvia muy abundante se pueda colocar de manera adicional un depósito grande para así de esta manera lograr tener mayor cantidad de este vital líquido para las tareas diarias.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El Sistema de recolección de agua es una medida preventiva en las grandes urbes para evitar un desabasto del vital líquido y coadyuvar al desperdicio del mismo.

 

El Sistema de recolección de agua en comunidades con escases de agua puede ser de gran utilidad sobre todo en temporada de lluvia e incluso si se realiza a gran escala para almacenar mayores cantidades de agua y al terminar el temporal sigan contando con el suministro del mismo, adecuando los desinfectantes adecuados para su mayor conservación.

Bibliografía

Biotecnología moderna para el desarrollo de México en el siglo XXI, México D.F, 2002, encuadernadora Progreso S:A,. pp 187-193

Desarrollo Sustentable, Estado de México, 2003, Sevilla editores S:A de C.V, pp 396-397

Como ser un experto en reciclaje, Buenos Aires, 2007, Establecimiento Grafico LIBRIS, pp145.



Sistema de PET para el aprovechamiento de agua de lluvia.

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography