NAI: 525
Línea de Acción: Energía.
Semana: 17
Tema Eje: Primera ley de la Termodinámica.
Región: Callao.
Actividad: Día Nacional del Ceviche.
Categoría: Manejo Ambiental.
Titulo: Empleo del sistema de purificación de agua a base de osmosis inversa en el rio Chillón .
Objetivo: Emplear el sistema de purificación de agua a base de osmosis inversa y así disminuir la contaminación en el rio Chillón producto de aguas servidas y relaves mineros.
Variables:
Independiente: Empleo del sistema de purificación de agua a base de osmosis inversa.
Dependiente: Disminución de la contaminación del rio chillón.
Hipótesis: Si se emplea el sistema de purificación de agua a base de osmosis inversa se disminuirá la contaminación en el Rio Chillón producto de aguas servidas y relaves mineros.
Resumen: El tema eje que toco esta semana es Primera ley de la termodinámica. La Primera ley de la termodinámica enuncia que cuando cierta cantidad de calor (dado por el símbolo Q) es absorbido (en este caso Q positivo), o cedido (en este caso Q negativo) por un sistema, y un trabajo T es realizado por dicho sistema (en este caso T es positivo) o sobre él (en este caso T es negativo), la variación de la energía interna, (dado por ∆U), del sistema está dada por: ∆U=Q-T.
En pocas palabras la primera ley de la termodinámica nos explica si es que se realiza un trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiara, es decir es ley permite definir el calor como energía. Dependiendo de este enunciado se pudieron ver los casos cuando un sistema o un cuerpo, puede absorber calor de su alrededor o bien cederle el calor de dicho sistema o cuerpo.
-La relación con el tema eje es que en el capitulo nos explica sobre las aplicaciones de la primera ley de la termodinámica, donde se encuentran las trasformaciones adiabática y isotérmica (temperatura constante). Entonces para que el agua pase por la membrana semipermeable, con la finalidad de que el agua pase de la mas compuesta (agua contaminada) a una mas diluida ( agua purificada) se necesita una presión mayor que la normal por lo cual es denominada osmosis inversa, este proceso se podría denominar transformación adiabática ya que es una transformación en la cual el sistema no intercambia calor con su vecindad, si es que un gas u otro compuesto o sustancia (en este caso el agua) sufre una expansión o compresión rápida a un cuando las paredes del sistema o aparato no se han aislantes no podrá recibir o sedar calor de su vecindad. Pero hay casos donde la compresión o expansión es demasiada acelerada por la cual el sistema si podría recibir o ceder calor con sus vecindad pero sería muy pequeña la cantidad de calor (caso que no ocurre en la osmosis inversa ya que este proceso se toma su tiempo para purificar un 99% el agua).
Otro punto que se puede tomar como relación con el tema eje pero que tiene que ver con el rio Chillón es que actualmente está siendo afectado por el calentamiento global en lo que son sus glaciares que se encuentran en donde empieza a nacer, lo cual se relaciona ya que el rio chillón está recibiendo calor del sol (que en este caso sería su vecindad).
-La relación con la región es que el distrito de Ventanilla (Callao) tiene como límite natural por el lado sur, 4 kilómetros de cauce del río chillón, forma parte de la Cuenca baja, iniciándose el sector jurisdiccional desde el puente del Inka (límite de Puente Piedra y San Martín de Porres), hasta su desembocadura en el Océano Pacífico (jurisdicción del Callao y Ventanilla).
-La relación con la actividad que es día Nacional del Ceviche que tiene como objetivo fomentar y difundir este plato de bandera y estimular su consumo a nivel nacional e internacional. Por lo cual lo relación ya que el río Chillón es un recurso natural con un típico ecosistema fluvial, cuya flora y fauna abundante en décadas pasadas, pues ya está casi en extinción por los elevados niveles de contaminación de la Cuenca por actividades antrópicas que han degradado sus hábitats y paisajes naturales, esta contaminación afecta también a los peces y camarones que se encuentran en el lugar. Como se sabe los peses son uno de los elementos principales para la preparación de este plato, estos animales marinos están siendo afectados en una gran porcentaje por la contaminación que se produce en el rio Chillón hasta un punto en que casi ya no existe una gran variedad de peses como en décadas anteriores.
-El propósito de este trabajo es disminuir la contaminación en el rio Chillón producto de aguas servidas y relaves mineros, construyendo una planta de tratamiento de agua a base de osmosis inversa ya que puede disminuir en un 77 % a un 98% cualquier agente extraño que se encuentre en el agua.
Problema: La Cuenca Hidrográfica del Río Chillón, se ubica en el Departamento de Lima y la Provincia Constitucional de El Callao. Territorialmente involucra parte de las Provincias de El Callao, Lima Metropolitana y Canta; comprendiendo los distritos de El Callao (Parte Norte), Ventanilla, San Martín de Porres, Los Olivos, Puente Piedra, Santa Rosa, Ancón, Comas, Independencia, Carabayllo, Santa Rosa de Quives, Arahuay, Lachaqui, Carhua, San Buenaventura, Canta y Huaros.
El río Chillón nace de 3 lagunas, en la Cordillera de la Viuda. Recorre el departamento de Lima de Este a Oeste por 126 km, antes de desembocar en el Océano Pacífico, en la Provincia Constitucional del Callao. Los afluentes del río Chillón provenientes de las lagunas convergen frente a la ciudad de Canta. La falta de educación ambiental, así como la ausencia de servicios de desagüe y de recojo de basura, ha hecho que el río Chillón, se haya convertido en colector natural de los residuos de las poblaciones apostadas en sus riberas. Existe una alta contaminación del agua, por las descargas en abundancia de residuos sólidos que los mismos pobladores arrojan.
El río Chillón es ensuciado por los residuos sólidos que colmatan su capacidad e incrementan la posibilidad de una inundación. Además existen desagües clandestinos que arrojan sus aguas a la corriente, y que provienen de empresas textiles y de curtiembre, en los distritos de Carabayllo y San Martín. Eso es lo que hace que se produzca un cambio en el color del agua.
También existe el problema de la quema de desechos, que al final termina contaminando el aire de la zona. Los problemas ocasionados por la contaminación del valle no terminan aquí. Las aguas provenientes de la cuenca media son desviadas en el distrito de San Martín hacia diversas acequias que sirven como canal de regadío para plantaciones de chala y cebolla china, entre otros cultivos de tallo corto. La primera es utilizada para alimentar al ganado bovino, caprino y ovino que se cría por los mismos pobladores de la zona, y cuyo destino son los mercados cercanos y los puestos de
Del mismo modo, tanto en San Martín como en Ventanilla, existe ganado porcino que es alimentado con los restos que se depositan diariamente en las riberas del río Chillón.
Todos los problemas que se resaltan en cada una de estos distritos (Carabayllo, San Martin y Ventanilla) son parte de los agentes que contaminan el rio Chillón para luego llegar a desembocar en el Océano Pacifico, y así de una cierta forma contaminarlo.
-Efectos del Calentamiento global en el rio Chillón:
El calentamiento global como se sabe es el aumento de la temperatura terrestre, que trae consigo varios problemas a la biodiversidad como para los terrenos para el cultivo. El rio Chillón no es ajeno a esto ya que en sus nevados (que se ubican donde empieza este rio) están empezando a derretirse producto del proceso de deglaciación; debido a esto se estima que ya se han perdido el 22% de la superficie glaciar. Debido a esto el agua asciende a cerca de 11000 millones de metros cúbicos, lo que es equivalente al agua que toma Lima en 10 años.
Investigadores estiman que los glaciares ubicados debajo de 5500 msnm podrían desaparecer para el 2015, lo más alarmante es que los glaciares del Chillón están por debajo de los 5500 msnm.
Solución: El sistema de purificación de agua por medio de osmosis inversa es el más utilizado en la actualidad ya que no produce contaminantes y purifica el agua a bajo costo además de utilizarse mucho en las playas para desalinizar el agua de mar para consumo de hoteles y barcos, ya que se utiliza el agua del mar para consumo humano.
-Las etapas para armar una planta de purificación de agua son las siguientes:
Primera: Filtro multietapas o pulidor, este filtro nos sirve para eliminar del agua los sólidos disueltos.
Segunda: Filtro de carbón activado, este filtro nos sirve básicamente para quitar el cloro al agua y materia orgánica que produce mal olor y sabor al agua.
Tercera: Filtro de 1 micra para eliminar sólidos disueltos.
Cuarta: Osmosis Inversa, esta consiste en unas membranas que a alta presión le quitan al agua bacterias, sales y sólidos finos es importante que el agua no tenga cloro.
Quinta: Protección del agua contra bacterias con cloro o ozono.
-Concepto:
1º.-Para entender el proceso de la ósmosis inversa, primero se debe saber cómo es la osmosis natural, que es mecanismo de transferencia de nutrientes en las células de los seres vivos a través de las membranas que la recubren. En tal sentido, cuando se ponen en contacto dos soluciones de diferentes concentraciones de un determinado soluto (por ejemplo sales), se genera un flujo de solvente (por ejemplo agua) desde la solución más diluida a la más concentrada, hasta igualar las concentraciones de ambas, el agua que atraviesa la membrana es "empujada" por la presión osmótica de la solución más salada y el equilibrio del proceso se alcanza cuando la columna hidrostática iguala dicha presión osmótica.
2º.-En el caso de la osmosis inversa es todo lo contrario (de una solución más concentrada a una mas diluida), el interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno, para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor, cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla. El principal aparato de este proceso es la membrana semipermeable que permite que el agua rechace sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.
-Los resultados del proceso del osmosis inversa son:
• Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos) disueltos en el agua (hasta el 99%).
• Remueve los materiales suspendidos y microorganismos.
• Realiza el proceso de purificación en una sola etapa y en forma continua.
• Es una tecnología extremadamente simple, que no requiere de mucho mantenimiento y puede operarse con personal no especializado.
•El proceso se realiza sin cambio de fase, con el consiguiente ahorro de energía.
• Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad excepcional en cuanto al tamaño de las plantas: desde 1 m3/día, a 1.000.000 m3/día.
Requerimientos: Los requerimientos para la construcción de una planta de osmosis inversa son:
-Buena relación área de membrana/volumen del elemento.
- Diseño que le permite ser usado sin dificultades de operación en la mayoría de las aplicaciones, ya que admite un fluido con una turbiedad más de 3 veces mayor que los elementos de fibra hueca.
Conclusiones: Se llego a la conclusión que empleando el sistema de purificación de agua a base de osmosis inversa se disminuirá la contaminación del rio Chillón producto de aguas servidas y relaves mineros.
Investigación Futura: Emplear el método de la osmosis inversa en otras regiones del Perú ya sea instalando una planta misma de tratamiento de a agua a base de este proceso, y si ya se tiene una planta de tratamiento de agua emplear este método ya que es un método que permite purificar el agua hasta un 985, incluso hasta un 99%.
Alfabetización Funcional (FODA):
-Fortaleza: Disminución en un 99% la contaminación del rio Chillón producto de aguas servidas y relaves mineros que a esta la fecha siguen siendo los índices alarmantes.
-Oportunidades: Que los pobladores que se especialicen en la crianza de ganado tanto de aves de corral, vacuno y caprino (estos dos en menor medida) igual para las personas que se dedican a la agricultura ya no tendrían problemas en sus rumbos como en el caso de los agricultores ya no tendrían la preocupación de contaminar sus cultivos debido a estas aguas del rio Chillón y en el caso de las personas que se dediquen al rubro de ganadería ya no tendrían el miedo de que sus animales pudieran sufrir enfermedades productos de la contaminación de este rio.
-Debilidades: La principal debilidad es la energía que jala este aparato que es de 3000 y 4000 watts de electricidad por hora, muy difícil de que un lugar de esta energía pero si se planea bien podría ser que si se pueda ya que es una de las soluciones factibles para descontaminar el agua.
-Amenaza: La principales amenazas son dos: Una es la falta de conocimiento sobre este método de purificación del agua y la segunda es el lugar donde se va emplear este método de purificación ya que debe ser en una forma estratégica, y a la vez de qué forma utilizar este método.
Origen y Motivo de la Investigación: El origen de esta investigación es la alarmante contaminación que se produce en el rio Chillón que tiene una conexión con el distrito de Ventanilla debido al recorrido que debe hacer para desembocar en el Océano Pacífico; y el motivo es darle una solución a este problema que si no se hace algo pronto puede ser la contaminación de este rio se extienda más de lo que ya es , y quien sabe tal vez debido a esto tendrían que vender los pescados en una forma nueva ya que si la contaminación llega hasta el punto crítico, donde la gran mayoría del sector del Océano Pacifico que recubre el distrito de Ventanilla este contaminado.
Viabilidad de la región: La Viabilidad de la región es que como ya especifique en otros trabajos existen el Lima una empresa que puede otorgar el sistema de osmosis inversa provisto con todo lo que se necesita para que funcione, en el caso de Ventanilla si es accesible su compra a pesar de que ventanilla es un distrito que tiene un porcentaje de 15,66% en desnutrición y en pobreza un 32.5%, ya la Municipalidad de Callao podría ayudar en la compra de este aparato ya que como se sabe el callao es una región que tiene una buena economía ya que es el primer puerto marítimo del país y el más importante debido a esto él arriban buques de todo el mundo.
Palabras Claves (5 mínimos):
-Osmosis inversa: En pocas palabras la osmosis inversa es todo lo contrario que la osmosis normal (de una solución más concentrada a una mas diluida), el interés en el tratamiento es obtener una corriente de agua lo más diluida posible deberemos invertir el fenómeno, para ello hay que vencer la presión osmótica natural mediante la aplicación en sentido contrario de una presión mayor, cuando se logra invertir el fenómeno estamos en presencia de ósmosis inversa o invertida como se ha dado en llamarla. El principal aparato de este proceso es la membrana semipermeable que permite que el agua rechace sulfatos (98 %), Arsénico (99 %), Fluoruros (97 %), Nitratos (91 %), Bacterias, Virus y hongos más del 98 %.
-Rio Chillón: El río Chillón es un mediano río de la vertiente del Pacífico, localizado en la costa central del Perú, en la región de Lima. Sus aguas provienen de los glaciares de la cordillera de los Andes y desembocan en el océano Pacífico. El volumen del río se incrementa durante los meses del verano austral (de diciembre a marzo). Su valle es fértil, como se evidencia por la presencia de varios asentamientos humanos desde épocas prehispánicas hasta la actualidad, en la que su valle junto con el valle del Rímac y Lurín forma parte de la ciudad de Lima.
-Transformación Adiabática: Es una transformación en la cual el sistema no intercambia calor con su vecindad a pesar de que sus paredes no sean aislantes del calor.
-Aguas Servidas: A las aguas residuales también se les llama aguas servidas, fecales o cloacales, están constituidas por todas aquellas aguas que son conducidas por el alcantarillado e incluyen, a veces, las aguas de lluvia y las infiltraciones de agua del terreno.
-Distrito de Ventanillas: El Distrito de Ventanilla es el distrito más grande de la Provincia Constitucional del Callao (Perú) y el segundo en población. El distrito de Ventanilla tiene como límite natural por el lado sur, 4 kilómetros de cauce del río chillón, forma parte de la Cuenca baja, iniciándose el sector jurisdiccional desde el puente del Inka (límite de Puente Piedra y San Martín de Porres), hasta su desembocadura en el Océano Pacífico (jurisdicción del Callao y Ventanilla).
Páginas Web de Consultas:
http://columbanosperu.org/cms/2009/10/26/calentamiento-global-y-la-cuenca-del-rio-chillon/
http://www.municallao.gob.pe/webcallao/html/el_callao/actividadeconomica.html
http://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADo_Chill%C3%B3n
http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://4.bp.blogspot.com/_f1C4_yWW6oI/Sv8LFQHd1GI/AAAAAAAAAA4/hgdeiGVs0TY/s320/membrana-osmosis-inversa.bmp&imgrefurl=http://agua-purificacion.blogspot.com/&usg=__HUydPSrgqU_fr9I0rP2YvJPix4Q=&h=232&w=320&sz=20&hl=es&start=13&sig2=zN6DTrSe4gIwgu6Vb_MvjQ&um=1&itbs=1&tbnid=7jeW0u6cgXwWBM:&tbnh=86&tbnw=118&prev=/images%3Fq%3Dplanta%2Bde%2Btratamiento%2Bde%2Baguas%2Ba%2Bbase%2Bde%2Bosmosis%2Binversa%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DN%26tbs%3Disch:1&ei=DLQnTJqhNYmJnAffkfC8Bg
http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Ventanilla#El_R.C3.ADo_Chill.C3.B3n
Datos Personales:Apellidos y Nombres: Claudio Domínguez Joao Hans
Año de estudio: 2de Secundaria.
Correo Electrónico: joaoclaudio.dominguez@gmail.com
