CAPITULO I.docx

5/24/2018 CAPITULO I.docx

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CAPITULO IEL PROBLEMA

Planteamiento del problemaSe calcula que en la Tierra hay unos 1.400 millones de km. cbicos de

agua, solamente el 3% de esa agua es agua dulce, es decir 42 millones de

Km. cbicos. De toda el agua dulce, el 80% est formando los polos y zonas

heladas de la Tierra; el 19% es agua subterrnea y el 0,7% est formando

parte de la atmsfera.

El agua dulce disponible en ros y lagos es el 3% del total. Es una

cantidad escasa para toda la humanidad, por lo que es necesario conservarla

y evitar su contaminacin, si queremos que la vida contine sobre este

maravilloso planeta. El hombre al igual que el resto de los seres vivos

requiere del agua para garantizar su existencia, pero no siempre el vital

lquido se encuentra en ptimas condiciones para su uso. Esta limitacin es

consecuencia de las actividades industriales, degradacin y envenenamiento

de suelos, mala disposicin de desechos orgnicos, entre otros, originando la

contaminacin de los cuerpos de agua.

El agua puede contraer grandes concentraciones de iones metlicos,

originando lo que se conoce como agua dura; esta puede perjudicar la salud

del hombre, causando litiasis urinaria o calculo en los riones, adems si

sta, por accin de alguna actividad o uso del hombre hace contacto o

reacciona con trazas o cantidades considerables de detergentes puede

originar precipitados que ocasionen problemas en las tuberas.

En consecuencia, el hombre est en una ardua y constante bsqueda de

materiales, equipos y procesos que permitan mejorar la calidad del agua.


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Para que el agua que captamos en embalses, pozos, lagos, etc. sea

adecuada para el consumo humano, es necesario tratarla convenientemente

para hacerla potable. Este proceso se denomina potabilizacin y se realiza

en las plantas potabilizadoras. Existen diferentes mtodos y tecnologas de

potabilizacin.

Ya sea por contaminacin o ausencia de servicios de acueducto, el agua

sucia e insalubre contina siendo uno de los mayores problemas que

afrontan los habitantes pobres, tanto del campo como de la ciudad, para

quienes resultan prohibitivos los precios de los filtros comerciales. La llegada

del clera y la existencia de otras muchas enfermedades gastrointestinales

provocan cada ao gran nmero de muertes, sobre todo en la poblacin

infantil. En estos casos, no basta con hervir el agua, pues en ella quedan una

serie de partculas slidas que es necesario eliminar.

Para aquellos campesinos que toman el agua de quebradas o charcas

contaminadas o los habitantes de los barrios que se surten por camiones de

reparto, la elaboracin de un filtro casero representa una alternativa vlida y

segura. Construyendo sus propios sistemas de purificacin de agua en una

simple tinaja de barro, colocando capas sucesivas de piedras, grava, arena y

carbn molido.

Esta condicin propicia en los autores de este estudio, la idea de poder

utilizar materiales de bajo costo para fabricar un filtro casero que cumpla con

la funcin de obtener un filtrado de agua apta para el consumo humano, deigual calidad que la proporcionada por los filtros comerciales.

Tales razones conllevan a formular las siguientes interrogantes:

Es posible disear un filtro casero?

Qu mtodo ser ms adecuado para purificar agua a nivel casero?


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Objetivos de la Investigacin

Objetivo GeneralElaborar un Filtro Casero con materiales de bajo costo para la

potabilizacin del agua.


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Objetivos EspecficosDisear un filtro casero.

Elaborar un filtro de gravedad utilizando materiales de bajo costo.

Comparar los resultados del anlisis fsico - qumico del agua antes y

despus de ser filtrada por el filtro experimental y el filtro control.

Justificacin

Esta investigacin se bas en disear y fabricar un filtro con

materiales de bajo costo para la potabilizacin del agua. La importancia de

llevar a cabo este estudio surge por la realidad que embarga a muchas

viviendas en toda la extensin del pas, el hecho de no tener agua potable.

Esta es una realidad muy delicada ya que puede provocar enfermedades y


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otras consecuencias a las personas. La importancia de este proyecto es el

aporte de una alternativa para potabilizar el agua sin la necesidad de los

muy elevados precios de un filtro comercial, obteniendo la misma calidad de

agua filtrada

Igualmente es importante, en cuanto a su alcance, ya que abrir nuevos

caminos para futuras situaciones similares a la que aqu se plantea, como lo

es la elaboracin de un Filtro Casero con materiales de bajo costo con la

finalidad de potabilizar el agua.

Para la institucin es importante porque permitir sentar las bases para

otros estudios que surjan partiendo de la problemtica aqu especificada.

Por otra parte, es importante para los investigadores, adquiriendo una

mayor experiencia que contribuye a su crecimiento profesional. Asimismo,

de estudiar los procedimientos para la elaboracin de un Filtro Casero con

materiales de bajo costo para la potabilizacin del agua.

CAPITULO IIMARCO TERICO

Antecedentes HistricosLa historia de filtros de agua est indeleblemente ligada a la historia del

agua, s. Como la industria humana ha crecido y el agua se ha convertido en

ms contaminados, filtros de agua han surgido a lo largo de los siglos, en

respuesta al creciente reconocimiento de la necesidad de que, limpio de

agua pura para beber y la comprensin de que dichas aguas no se producen

naturalmente.


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El agua ha afectado considerablemente la humanidad y la civilizacin

durante milenios. Porque el agua es absolutamente vital para la integridad

fsica de nuestros sistemas, nosotros, como seres vivos, son totalmente

dependientes del agua. De hecho, esta sustancia simple, ms que cualquier

otro factor, guiado a la formacin de la civilizacin. Las primeras

civilizaciones se agruparon en torno a las fuentes de agua, y era el agua que

inici la importante agricultura por primera vez en el Creciente Frtil, dando

lugar a complejos y las civilizaciones ms sedentarios. Durante siglos, la

disponibilidad de agua guiado el tipo de alimentos que podran ser cultivadas

en un rea. El agua fue tambin el impulso y la fuerza de gua detrs de las

cruz-cultural primeras interacciones. Las primeras operaciones fueron

completamente dependientes de agua, para el transporte de mercancas y el

sustento de las personas y animales.

A lo largo de los siglos, como la tecnologa desarrollada, la gente ha ido

ganando un mayor control del agua. Ellos han sido capaces de transportar

agua a las tierras ridas, detener y reorientar los ros, e incluso determinar

cundo, dnde y cunta lluvia caer. Incluso con un mayor control de los

recursos hdricos, el agua todava sigue dominando, econmica, social y

estructura poltica de todas las naciones. Esta afirmacin se puede

comprobar al observar las luchas polticas dentro de los Estados Unidos

sobre los recursos hdricos o en todo el Oriente Medio sobre el acceso al

agua limitada. En cuanto a los conflictos en el Oriente Medio, el ex

vicepresidente del Banco Mundial, Ismail Serageldin, declar en el ao 2000,

"Muchas de las guerras de este 20 siglo [se trata del petrleo, pero las

guerras del prximo siglo sern por el agua" (Smith, A. 2000).En los tiempos modernos, las preocupaciones sobre la calidad del agua

siguen siendo supremas. Con los aos, los cientficos han descubierto y ms

contaminantes ms en fuentes de agua dulce, y estos mismos cientficos han

observado una fuerte correlacin entre la contaminacin del agua potable y

muchos otros problemas de salud significativos. Debido a la impureza


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desenfrenada de agua y el, fisiolgicos necesidad fundamental de que, de

agua dulce potable, tratamiento de varias alternativas han surgido a lo largo

de la historia del tratamiento del agua. Filtracin de agua, uno de los ms

viables e importantes de estas alternativas de tratamiento, tiene algo de un

pasado notable. Los historiadores creen que el uso de filtros de agua de

4000 se inici aos atrs, mucho ms.

Bases tericasTodo proceso de investigacin requiere de ciertos fundamentos que

permitan afianzar las ideas que sern expuestas desde diferentes

perspectivas. Es por ello, que es de suma importancia conocer las bases que

sustentaron el presente trabajo de investigacin, para lograr as una mayor

comprensin de lo que ser el desarrollo de la misma. Debido esto, a

continuacin se describen los diferentes aspectos tericos ms resaltantes

considerados para el desarrollo de la investigacin.

Definicin de FiltroRobert, Sergio (2008), en su trabajo titulado Mtodos normalizados para

el anlisis de aguas potables y residuales, define: Un filtro de agua es un

objeto mediante el cual se realiza una separacin fsica de materiales con los

que el agua este mezclada, como por ejemplo magnesio, calcio, hierro, entre

otros; tambin limpia el agua de bacterias dejndola purificada.(p. 56)

Un filtro de agua es un aparato compuesto generalmente de un material

poroso y carbn activo, que permite purificar este lquido que vienedirectamente del acueducto y llega a travs de los grifos. Al pasar por el filtro,

este atrapa las partculas que el agua trae y pueden ser txicas o

perjudiciales para la salud, algunos de estos elementos son arena, barro,

oxido, polvo, hierro, altas cantidades de cloro y bacterias, entre otros.

Definicin de Filtro de Gravedad


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18Escobar, Hctor (2007) en su trabajo titulado Procesos Fsicos

Unitarios, seala que:

Los filtros de gravedad consisten bsicamente en un lecho

de arena que dispone de sistemas de inyeccin y

recoleccin de agua en su interior. Para facilitar la retencin

de la materia fina suspendida en el agua, suele ser

necesaria la adicin de un floculante (p.e. almina). Los

caudales de recirculacin tpicos en este tipo de filtros son

de 120 litros/minuto y por metro cuadrado de seccin de

paso. Adems de la materia en suspensin, el filtro de arena

tambin es capaz de retener algas y bacterias presentes en

el agua.

Materiales FiltrantesSegn Padrn, Carlos (2010), los materiales con capacidad filtrante ms

utilizados en la composicin de los diversos tipos de filtros son los siguientes:

1 Carbn Activado:El carbn activado es un derivado del carbn que ha sido tratado de

manera de convertirlo en un material extremadamente poroso y por lo tanto

posee un rea superficial muy alta que torna muy eficiente los fenmenos

de adsorcin o las reacciones qumicas. Es un material que se caracteriza

por poseer una cantidad muy grande de micro poros (poros menores que 2

19nanmetros). A causa de su alta micro porosidad, un solo gramo de carbnactivado posee un rea superficial de aproximadamente unos 500 m.

El carbn activado se utiliza en la extraccin de metales (v. gr. oro), la

purificacin del agua (tanto para la potabilizacin a nivel pblico como

domstico), en medicina, para el tratamiento de aguas residuales,

clarificacin de jarabe de azcar, purificacin de glicerina, en mscaras


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antigs, en filtros de purificacin y en controladores de emisiones

de automviles, entre otros muchos usos.

Este se puede producir mediante dos mtodos diferentes, la activacin

qumica una sustancia deshidratante, que puede ser un cido, se mezcla con

la materia prima y se somete a un tratamiento a temperaturas moderadas.

Esta tcnica puede ser problemtica porque, por ejemplo, al usar como

agente deshidratante cloruro de zinc los residuos del zinc pueden

permanecer en el producto final, aun despus de lavado; o por activacin

fsica material carbonizado se trata con una mezcla de gases de combustin

y vapor de agua a una alta temperatura para que se active.

Como material de partida se usan varios materiales carbonosos, como

cscaras de nuez, madera, carbn mineral, coco.

El carbn activo saturado se puede regenerar mediante la aplicacin de

calor. Los aerogeles de carbn, que son ms costosos, tienen superficies

efectivas muy altas y encuentran uso similar al carbn activado en

aplicaciones especiales.

Tambin es utilizado en filtros, los filtros con carbn activado seutilizan generalmente en la purificacin de aire, del agua y de gases para

quitar vapores de aceite, olores y otros hidrocarburos del aire y de gases

comprimidos. Los diseos ms comunes utilizan filtros de una o de dos

etapas, donde el carbn activado se introduce como medio filtrante. Tambin

tiene uso para purificacin del agua de lluvias en zonas donde esta es usada

para usos domsticos.

2 GravaSe consideran como gravas los fragmentos de roca con un dimetro

inferior a 15 cm. Agregado grueso resultante de la desintegracin natural y

abrasin de rocas o transformacin de un conglomerado dbilmente

cementado. Tienen aplicacin en mampostera, confeccin de concreto

armado y para pavimentacin de lneas de ferrocarriles y carreteras. Adems


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de las rocas que se encuentran ya troceadas en la naturaleza, se pueden

obtener gravas a partir de rocas machacadas en las canteras.

Como las arenas o ridos finos, las gravas son pequeos fragmentos de

rocas, pero de mayor tamao. Por lo general, se consideran gravas los

ridos que quedan retenidos en un tamiz de mallas de 5mm de dimetro.

Pueden ser el producto de la disgregacin natural de las rocas o de la

trituracin o machaqueo de las mismas.

Todas las condiciones que sealamos que las arenas deban reunir para

los morteros, son aplicables a las gravas. En cuanto a la forma, se prefiere

los ridos rodados, esto es, los procedentes de ros y playas. Los ridos

naturales, de forma ms o menos redondeada, dan hormigones ms dciles

y de ms fcil colocacin que los obtenidos con piedra machacada.

Al concreto se le exige una serie de condiciones segn el tipo de obra el

concreto resulta manejable, fcil de transportar y colocar, sin perder su

homogeneidad, se dice que este concreto es dcil.

3 Arena SliceArena compuesta por granitos de cuarzo de forma angular, son

clasificados en procesos minero industrial, el mineral es de elevada pureza,

producto de una roca intrusiva de color blanco cremoso. La arena de Slice

es un compuesta resultante de la combinacin del Slice con el Oxigeno. Su

composicin qumica est formada por un tomo de slice y dos tomos de

Oxigeno, formando una molcula muy estable: Si O2. El xido de silicio en su

forma cristalizada es conocido como cuarzo.

Esta molcula es insoluble en agua, y en la naturaleza se encuentra en

forma de cuarzo. Si el cuarzo esta cristalizado se denomina Cristal de Roca.Esta tiene diversos orgenes, es en estos orgenes que tienen una influencia

en el tipo y la calidad de la arena. Arena de slice que se ha formado a partir

de agua erosiona la roca en pedazos granulares, con el tiempo, tendern a

tener una forma redonda suave en comparacin con arena de slice minado

que puede tener una forma aguda, de partculas angulares. En su forma


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cruda, los contaminantes (minerales y orgnicos) estn a menudo presentes.

El slice no es un producto peligroso ni toxico, por lo tanto los riesgos son

prcticamente nulos. Esta arena se somete a diferentes procesos, para

obtener un rendimiento ptimo del material tratado en las distintas

granulometras, as como la obtencin de una mayor calidad en el producto

terminado.

Es una materia prima muy importante en la composicin de las frmulas

de detergentes, pinturas, hormigones y morteros especiales, y constituyen la

materia prima bsica para la obtencin del silicio.

A partir de las arenas silceas se pueden producir fracciones

granulomtricas especficas destinadas a mercados industriales tan diversos

como: filtros de agua, Perforaciones, Fundicin, Vidrio, Morteros, Plantas

Potabilizadoras, Arenados, Pisos de cermica, Pinturas, Resinas, Loza,

Epoxi, Campos deportivos (Futbol, Golf, Paddle, Tenis, etc.), Piletas de

natacin.

El AguaEl portal de internet http://www.aula21.net/Nutriweb/agua.htm, seala lo

siguiente acerca del agua:

El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano.

El ser humano no puede estar sin beberla ms de cinco o seis das sin poner

en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca

del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se

encuentra en el interior de las clulas (agua intracelular). El resto (agua

extracelular) es la que circula en la sangre y baa los tejidos.

En las reacciones de combustin de los nutrientes que tiene lugar en elinterior de las clulas para obtener energa se producen pequeas

cantidades de agua. Esta formacin de agua es mayor al oxidar las grasas -

1 gr. de agua por cada gr. de grasa -, que los almidones -0,6 gr. por gr., de

almidn-. El agua producida en la respiracin celular se llama agua

metablica, y es fundamental para los animales adaptados a condiciones


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desrticas. Si los camellos pueden aguantar meses sin beber es porque

utilizan el agua producida al quemar la grasa acumulada en sus jorobas. En

los seres humanos, la produccin de agua metablica con una dieta normal

no pasa de los 0,3 litros al da, el organismo pierde agua por distintas vas. Esta agua ha de ser recuperada

compensando las prdidas con la ingesta y evitando as la deshidratacin.

Estructura y propiedades del aguaLa molcula de agua est formada por dos tomos de H unidos a un

tomo de O por medio de dos enlaces covalentes. El ngulo entre los

enlaces H-O-H es de 104'5. El oxgeno es ms electronegativo que el

hidrgeno y atrae con ms fuerza a los electrones de cada enlace. El

resultado es que la molcula de agua aunque tiene una carga total neutra

(igual nmero de protones que de electrones), presenta una distribucin

asimtrica de sus electrones, lo que la convierte en una molcula polar,

alrededor del oxgeno se concentra una densidad de carga negativa,

mientras que los ncleos de hidrgeno quedan parcialmente desprovistos de

sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

Por ello, se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias molculas

de agua, formndose enlaces por puentes de hidrgeno, la carga parcial

negativa del oxgeno de una molcula ejerce atraccin electrosttica sobre

las cargas parciales positivas de los tomos de hidrgeno de otras molculas

adyacentes. Aunque son uniones dbiles, el hecho de que alrededor de

cada molcula de agua se dispongan otras cuatro molculas unidas por

puentes de hidrgeno permite que se forme en el agua (lquida o slida) una

estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamientoanmalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoqumicas.

Calidad del AguaTincopa J. (2005), seala:

El concepto de calidad del agua es usado para describir las


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caractersticas qumicas, fsicas y biolgicas del agua. La

determinacin de la calidad del agua depende del uso que

se le va a dar. No basta con decir: "esta agua est buena," o

"esta agua est mala." Agua apropiada para riego de

jardines puede no ser de buena calidad para agua

potable.(S/N)

El trmino calidad del agua es relativo, referido a la composicin del

agua en la medida en que esta es afectada por la concentracin de

sustancias producidas por procesos naturales y actividades humanas. Como

tal, es un trmino neutral que no puede ser clasificado como bueno o malo

sin hacer referencia al uso para el cual el agua es destinada.

Se conoce al agua como disolvente universal porque tiene capacidad

para disolver lentamente casi cualquier cosa con la que llegara a estar en

contacto. Desde que la lluvia cae a travs de la atmosfera, discurre sobre la

superficie terrestre o se infiltra en ella, esta constantemente disolviendo la

materia.

En la atmsfera durante la condensacin y precipitacin, la lluvia o la

nieve absorben cantidades variables de dixido de carbono y otros gases,

as como pequeas cantidades de material orgnico e inorgnico. Adems,

la precipitacin arrastra sustancias radiactivas a la superficie de la Tierra. El

agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales

componentes disueltos en el agua superficial y subterrnea son los sulfatos,

los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los xidos de calcio y

magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener tambin residuos

domsticos e industriales.Los acuferos poco profundos pueden contener grandes cantidades de

compuestos de nitrgeno y de cloruros, derivados de la agricultura intensiva,

los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos

profundos slo contienen minerales en disolucin. El agua del mar contiene,

adems de grandes cantidades de cloruro de sodio (sal), muchos otros


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compuestos disueltos, debido a que los ocanos reciben las impurezas

procedentes de ros y arroyos. El agua pura se evapora continuamente y el

porcentaje de impurezas aumenta, lo que proporciona al ocano su carcter

salino.

De acuerdo con lo anterior, tanto los criterios como los estndares y

objetivos de calidad de agua variarn dependiendo de si se trata de agua

para consumo humano (agua potable), para uso agrcola o industrial, para

recreacin, para mantener la calidad ambiental, etc.

Dureza del aguaRobert, S. (op. cit), en su trabajo titulado Mtodos normalizados para el

anlisis de aguas potables y residuales, denomina dureza del agua a la

concentracin de compuestos minerales que hay en una determinada

cantidad de agua, en particular sales de magnesio y calcio.(p. 46)

Son stas las causantes de la dureza del agua, y el grado de dureza es

directamente proporcional a la concentracin de sales metlicas.

Tipos de durezaLa dureza del agua tiene una distincin compartida entre dureza

temporal (o de carbonatos). Y dureza permanente (o de no-carbonatos).

Dureza temporal: la dureza temporal se produce por carbonatos y puedeser eliminada al hervir el agua o por la adicin de CaOH (hidrxido de

calcio).

El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua

fra, as que hervir (que contribuye a la formacin de carbonato) se

precipitar el bicarbonato de calcio fuera de la solucin, dejando el agua

menos dura.Los carbonatos pueden precipitar cuando la concentracin de cido

carbnico disminuye, con lo que la dureza temporal disminuye, y si el cido

carbnico aumenta puede aumentar la solubilidad de fuentes de carbonatos,

como piedras calizas, con lo que la dureza temporal aumenta. Todo esto est

en relacin con el pH de equilibrio de la calcita y con la alcalinidad de los


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carbonatos. Este proceso de disolucin y precipitacin es el que provoca las

formaciones de estalagmitas y estalactitas.

Dureza permanente:esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua,es usualmente causada por la presencia del sulfato de calcio y

magnesio y/o cloruros en el agua, que son ms solubles mientras

sube la temperatura. Puede ser eliminada utilizando el mtodo SODA

(Sulfato de Sodio). Tambin es llamada "dureza de no carbonato"

Medidas de la dureza del aguaLas medidas de dureza o grado hidrotimtrico del agua son:

mg CaCO3/l o ppm de CaCO3 Miligramos de carbonato clcico (CaCO3) en un

litro de agua; esto es equivalente a ppm de CaCO3.

Grado alemn (Deutsche Hrte, dH): Equivale a 17,9 mg

CaCO3/l de agua.

Grado americano: Equivale a 17,2 mg CaCO3/l de agua.

Grado francs (f): Equivale a 10,0 mg CaCO3/l de agua.

Grado ingls (e) o grado Clark: Equivale a 14,3 mg CaCO3/l de

agua.

La forma ms comn de medida de la dureza de las aguas es por

titulacin con EDTA. Este agente acomplejante permite valorar tanto la

concentracin de Ca como la de Mg.

Eliminacin de la durezaUn proceso para la eliminacin de la dureza del agua, es la

descalcificacin de sta mediante resinas intercambiadoras de iones.

Lo ms habitual es utilizar resinas aninicas que intercambian iones

sodio por los iones calcio y magnesio presentes en el agua.La dureza se puede determinar fcilmente mediante reactivos. La dureza

tambin se puede percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber si el

agua es agua dura, ya que la dureza puede provocar depsitos

de carbonatos en conducciones de lavadoras, calentadores, y calderas o

en las planchas.


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Si ya se han formado hay productos antical, aunque un mtodo muy

vlido para diluir los carbonatos es aplicar un cido dbil (actico, ctrico etc.)

en los depsitos. El proceso de reduccin de la dureza del agua se

denomina ablandamiento del agua.

Problemas de saludAlgunos estudios han demostrado que hay una dbil relacin inversa

entre la dureza del agua y las enfermedades cardiovasculares en

los hombres, por encima del nivel de 170 mg de carbonato de calcio por litro

en el agua. La organizacin mundial de la salud ha revisado las evidencias y

concluy que los datos eran inadecuados para permitir una recomendacin

acerca de un nivel de dureza.

Purificacin de las aguasSegn Silva, L. (s/f) en su trabajo Purificacin del agua seala que en la

actualidad se han desarrollado varios mtodos para purificar el agua; los de

eleccin dependern de la clase de fuente de abastecimiento que se

trate.(s/n)

En algunas localidades, el agua puede tener tan buena calidad que tan

solo la desinfeccin es suficiente, mientras que en otras comunidades, el

agua debe de pasar por varios procesos antes de que su apariencia y su

sabor sean agradables y se le considere como potable. A continuacin se

describirn solo algunos de los mtodos.

Importancia de la Potabilizacin del AguaEl agua potable es imprescindible para el mantenimiento de la vida. El

agua ha sido definida imperfectamente, como un caldo que ayud a mejorar

la convivencia. Hoy salvo en raros casos, el agua como se encuentra en lanaturaleza, no puede ser utilizada directamente para el consumo humano ni

para usos industriales, dado que no es lo suficientemente pura

biolgicamente ni qumicamente.

El hecho de que su curso ocurre por el suelo, por la superficie de la tierra

e inclusive a travs del aire, el agua se contamina y se carga de materias en


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suspensin o en solucin como por ejemplo partculas de arcillas, residuos

de vegetacin, organismos vivos (plancton, bacterias, virus), sales diversas,

cloruros, sulfatos, carbonatos, materia orgnica, cidos hmicos, residuos de

fabricacin, gases, etc.

El Prof. Lomazz, J. (2007) en su Manual tcnico del agua define:

Se llama agua potable a la que se puede beber y aguas

minerales a las que brotan generalmente de manantiales y

son consideradas medicinales para ciertos padecimientos.

Las aguas duras se caracterizan porque, si se hierven, dejan

en el fondo del recipiente un residuo calcreo; no sirven para

beberlas y como no producen espuma con el jabn tampoco

sirven para lavar.(p. 56)

El agua potable es indispensable para la vida del hombre, pero escasea

en la medida que la poblacin aumenta y porque lamentablemente es

desperdiciada por personas ignorantes y carentes del sentido de

responsabilidad y solidaridad humana. Despus del aire, el agua es el

elemento ms indispensable para la existencia del hombre. Por eso es

preocupante que su obtencin y conservacin se est convirtiendo en un

problema crucial; por ello debemos empezar a actuar.

Sistemas de VariablesVariable Independiente:Elaboracin del filtro casero con materiales debajos costos

Variable Dependiente:Potabilizacin del aguaVariable Interviniente: Material filtrante32Tabla N 1 Operacionalizacin de las variables

VARIABLES DIMENSIONES IINDICADORES

INDEPENDIENTE Elaboracin del filtro casero con

materiales de bajos costos

Filtro

Costo de los materiales


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INTERVINIENTES Material filtrante

Arena slice

Carbn activado

Arena de grava gruesa

y mediana

DEPENDIENTE Potabilizacin del agua

Calidad organolptica

del agua de consumo

Componentes

inorgnicos

Fuente: Los Investigadores (2001)

33Definicin de Trminos

- Abrasin: es la accin mecnica de rozamiento y desgaste que

provoca la erosin de un material o tejido.

- Acueductos: es un sistema o conjunto de sistemas de irrigacin que

permite transportar agua en forma de flujo continuo desde un lugar en

el que sta accesible en la naturaleza, hasta un punto de consumo

distante

- Cloracin: procedimiento de desinfeccin de aguas mediante el

empleo de cloro o compuestos clorados. Se puede emplear gas cloro,

pero normalmente se emplea hipoclorito de sodio (leja) por su mayor

facilidad de almacenamiento y dosificacin

- Cloraminas: son un tipo de aminas orgnicas que se producen

cuando el amonaco y el cloro (en forma de cido hipocloroso)

reaccionan entre s.- Coagulacin: es el proceso, por el cual, la sangre pierde su liquidez,

tornndose similar a un gel en primera instancia y luego slida, sin

experimentar un verdadero cambio de estado

- Conglomerado: es algo obtenido por conglomeracin (juntar,

amontonar, unir fragmentos). De esta manera, el conglomerado puede


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surgir a partir de la unin de una o varias sustancias mediante un

conglomerante, de manera tal que resulte una masa compacta.

- Corrosin: se define como el deterioro de un material a consecuencia

de un ataque electroqumico por su entorno. De manera ms general,

puede entenderse como la tendencia general que tienen los

materiales a buscar su forma ms estable o de menor energa interna.

34- Decantacin: es un mtodo fsico de separacin de mezclas

heterogneas estas pueden ser formadas por un lquido y un slido o

por dos lquidos.

- Disgregacin: Desunin de las partes de un todo que era compacto

- Disolucin: es una mezcla homognea, la cual a nivel molecular o

inico de dos o ms especies qumicas que no reaccionan entre s;

cuyos componentes se encuentran en proporcin que vara entre

ciertos lmites. Toda disolucin est formada por un soluto y un medio

dispersante denominado solvente.

- Dosificacin: Fijacin de la cantidad de una sustancia que debe

aadirse en cada etapa de un proceso.

- Eutrofizacin: Enriquecimiento de las aguas con nutrientes a un ritmo

tal que no puede ser compensado por su eliminacin definitiva por

mineralizacin, de manera que el exceso de materia orgnica

producida hace disminuir enormemente el oxgeno en las aguas

profundas.

- Floculacin: es un proceso qumico mediante el cual, con la adicin

de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias

coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma sudecantacin y posterior filtrado.

- Nanmetro: es la unidad de longitud que equivale a una

milmillonsima parte de un metro.

- Ozonizacin: es una buena alternativa a la cloracin, (principalmente

en la pre oxidacin), cuando en el agua hay fenoles y otras sustancias


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orgnicas precursoras de trihalometanos.

- Patgeno: significa que produce enfermedad. En este sentido, la

salud y la enfermedad tiene mltiples concepciones

-- Polielectrolito: es, cualquier polmero que posea grupos electrolitos.

35- Propiedades organolpticas: son el conjunto de descripciones de las

caractersticas fsicas que tiene la materia en general.

36CAPITULO III

MARCO METODOLGICO

Tipo de Investigacin

Arias, F. (2006), define a la investigacin experimental como "un proceso

que consiste en someter a un objeto o grupo de individuos a determinadas

condiciones, estmulos o tratamiento (variable independiente), para observar

los efectos o reacciones que se producen (variable dependiente).(p. 25)

El presente estudio fue una investigacin experimental, porque se dise

y elabor un filtro de gravedad casero con materiales de bajo costo para la

obtencin de agua potable de igual calidad que la filtrada por un filtro

comercial, todo bajo el control de las variables intervinientes.

Diseo de Investigacin

La investigacin explicativa experimental es aquella donde el investigador

selecciona en forma aleatoria a un grupo de individuos y los incluye, tambin

aleatoriamente, en uno de dos grupos: grupo estudio (experimental) o grupo

control y analiza la informacin respecto al factor de riesgo, medida

teraputica o preventiva que se desea estudiar. Su caracterstica principal es

que permite al investigador controlar rigurosamente las condiciones en que

se desarrolla y manipula la(s) variable(s) independiente(s) para observar omedir las modificaciones que se producen en la variable dependiente,

controlando adems las variables intervinientes.

37Arias, F. (op. cit), seala que mediante este tipo de investigacin, que

requiere la combinacin de los mtodos analtico y sinttico, en conjugacin

con el deductivo y el inductivo, se trata de responder o dar cuenta de los


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porqu del objeto que se investiga. (p.31)

Con diseo explicativo, de corte transversal, Explicativo porque a travs

del experimento se especifica el funcionamiento del filtro casero en la

obtencin de agua apta para el consumo humano .Y de corte transversal

porque los resultados del estudio fueron obtenidos de un nico experimento

en un solo corte del tiempo.

Poblacin y Muestra

Poblacin

Una poblacin segn Tamayo y Tamayo M. (2003), es definida como

la totalidad del fenmeno a estudiar en donde las unidades de poblacin

poseen una caracterstica comn, la cual se estudia y da origen a los datos

de la investigacin. (p. 92).

La poblacin involucrada en este estudio estuvo conformada por el

filtro casero y el de control y los materiales filtrantes. En este sentido,

Hernndez, Fernndez y Baptista (1999), sealan que la calidad de un

trabajo estriba en delimitar claramente la poblacin con base a los objetivos

del estudio (p. 211). A todas estas, la poblacin no es ms que un

determinado grupo de personas o elementos, cuya interaccin se est

investigando.

38Muestra

Tomando en cuenta las caractersticas cuantitativas de la poblacin y

de acuerdo con lo pequeo y manejable de la misma, se considerar en su

totalidad, lo que significa que no se le aplic tratamiento muestral, quedando

constituido por el 100 % de los sujetos en estudio, tal como lo afirma

Balestrini (1997), cuando las caractersticas de la poblacin es pequea yfinita se tomarn como unidades de estudio e indagacin a todos los

individuos que la integran. (p. 130).

La muestra es nica y se encuentra representada por el agua que se

obtiene luego de pasar por el lecho filtrante.

Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de Datos


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Las tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos tal como Tejada

(1.997) expresa es una las fases ms transcendentales en el proceso de

investigacin cientfica (p. 95). Lo que ha de suponer uno de los ejes

principales de una investigacin ya que de ella se desprende la informacin

que va ser analizada para la divulgacin de los resultados obtenidos de

cualquier investigacin.

Tcnicas De Recoleccin De Datos

Observacin Directa:

39Tamayo y Tamayo (op. cit), en cuanto a la observacin directa seala

que es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos

mediante su propia observacin. (p.122).

Los hechos son percibidos directamente por el investigador,

colocndose ante la situacin tal como sta se presenta naturalmente.

Es as como esta tcnica permitir visualizar directamente los

elementos o caracteres en los cuales se presenta la situacin problema

detectado en la Fabricacin del Filtro Casero. A travs de la observacin

directa se evaluar y conocer la realidad de disear un filtro casero,

elaborar un filtro de gravedad utilizando materiales de bajo costo y luego se

Compararan los resultados del anlisis fsico - qumico del agua antes y

despus de ser filtrada por el filtro experimental y el filtro control., permitiendo

definir los datos ms importantes que se tuvieron que recolectar mediante un

diagnostico y que guardan relacin con el tema de investigacin.

Revisin Documental

Otra de las tcnicas de recoleccin de datos empleada y que permitir

obtener informacin del problema en estudio es la revisin bibliogrfica, quesegn lo descrito por los autores Palella y Martins (2004), lo describen como

el anlisis documental que permite la consulta de las fuentes bibliogrficas y

documentales para explorar y conocer lo que otros han hecho en relacin al

problema elegido (p. 84).

La revisin bibliogrfica a travs de las fuentes documentales, escritas


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y digitales sobre normas y reglamentos permite a los investigadores

40fundamentarse tericamente para la justificacin de los antecedentes y las

bases tericas del sistema en estudio.

Instrumentos de Recoleccin de Datos

Al respecto Arias (op. cit), explica que un instrumento de recoleccin de

datos es cualquier recurso, dispositivo o formato (en papel o digital), que se

utiliza para obtener, registrar o almacenar informacin. (p. 69)

Dentro de los instrumentos que permitieron la recoleccin de datos en la

presente investigacin se encuentran:

- Una libreta en la que el investigador anota todo lo

observado.

- Computadoras de escritorio y porttiles con sus respectivas

unidades para almacenaje de informacin: disco duro y CD.

- Dispositivo tal como pendrive.

TCNICAS DE PROCESAMIENTO Y ANLISIS DE DATOS

En esta parte de la investigacin la informacin se procesa y analiza,

lo que implica el cmo ordenar y presentar de la forma ms lgica e

inteligible los resultados obtenidos con los instrumentos aplicados, se

proceder a usar tcnicas lgicas para analizar y clasificar la informacin

recabada, la cual facilita el uso y manejo de la misma. Al respecto, Arias (op.

cit), comenta que para el anlisis de datos se definirn las tcnicas lgicas

como lo son: induccin, deduccin, anlisis, sntesis.

41Al llevar a cabo esta investigacin ser preciso el desarrollo de los

objetivos especficos de la siguiente manera:

recoleccin de datos que consiste en la observacin directa, la cual

permitir mediante la revisin documental investigar y escoger un

diseo de filtro casero para la fabricacin del mismo.

En este objetivo se utilizar revisin documental, la cual permitir en


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detalle el anlisis de los distintos componentes que debe tener un

filtro para que el agua que filtre, sea apta para consumo humano. Y

por consiguiente, los procedimientos adecuados para la fabricacin

del filtro casero.

- qumico del agua

antes y despus de ser filtrada por el filtro experimental y el filtro

control: Para lograr este objetivo se emplear como primera tcnica

de recoleccin de datos, la revisin documental, la cual permitir el

acceso a las diferentes fuentes documentales, escritas y digitales.

Para el anlisis fsico-qumico se tomar una muestra de agua antes

del filtrado y una muestra de agua filtrada por cada tipo de filtro de

2500ml, identificadas del siguiente modo: M1 como el agua sin filtrar,

M2 el agua filtrada por el filtro experimental y M3 representada por el

agua filtrada por el filtro control.

4243CAPITULO IV

Anlisis de los Resultados

En este captulo, se van a lograr en una forma ordenada los objetivos

planteados para el cumplimiento del proyecto. Para ello, se aplicarn las

tcnicas de recoleccin de datos y anlisis presentadas en el captulo

anterior.

directa y revisin documental, permitieron disear un filtro casero

para su elaboracin, obteniendo como resultado un filtro casero

sencillo, de bajo costo comparado con los filtros elaborados porempresas e industrias en el pas.

costo: Mediante la tcnica de recoleccin de datos, revisin

documental, se elabor un filtro casero a travs del siguiente

procedimiento:


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a) Materiales: Los materiales necesarios para la elaboracin del filtro

experimental son los siguientes:

1 lamina de vidrio de 5mm de grosor y 20 cm x 20 cm de

superficie.

4 laminas de vidrio de 5mm de grosor y 20 cm x 40 cm de

superficie.

44Silicn frio.

Carbn activado 2800ml.

Piedras de grava 5600ml.

Arena slice 6000ml.

Llave de

Cuello de

Pega industrial montada

ngulos lumnicos

4 tubos de metal

1 plancha

b) Elaboracin del filtro Casero (Experimental): Los procedimientos

necesarios con los cuales se logr la elaboracin del filtro experimental.

Se dise un recipiente de vidrio de dimensiones externas de 20cm de

ancho por 40cm de alto con una base cuadrada de 20cm, por motivos de

seguridad el grosor del vidrio utilizado es de 5mm.

Luego se cortaron 5 lminas de vidrio de las cuales 3 con medidas de

40 cm x 20 cm una de 40 cm x 20 cm con una abertura de pulgada en

la parte inferior

Las 5 laminas fueron dispuestas y pegadas con silicn formando un

recipiente con un volumen de aproximadamente 16 litros con una altura

de 40 cm; de base un cuadrado de 20 cm y con la parte superior del

recipiente descubierta.

La abertura de la lamina de 1/2 fue sellada con cuello y llave con


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silicn y quedando una entrada para el agua de .

45Cuidadosamente se fue rellenando el recipiente con el lecho filtrante

en el siguiente orden: grava gruesa, grava mediana, arena slice, y

carbn activado.

El filtro casero represent el filtro experimental y el filtro comercial el

control.

- qumico del agua antes

y despus de ser filtrada por el filtro experimental y el filtro control:

De los anlisis realizados a las muestras tomadas de los diferentes filtros,

como lo fueron filtro de control (M3), filtro experimental (M2) y agua sin filtrar

(M1), se obtuvieron los siguientes resultados:

a) Comparacin de pH del agua

46Lo que indica que los valores de pH estn dentro de lo que establece las

normas sanitarias de la calidad del agua potable, publicada en gaceta oficial

N 36.395 de fecha 13/02/1998. La cual indica que los rangos para que el

agua sea apta para el consumo humano sean de 6.5 a 8.5. Lo que

demuestra la tendencia, que el agua filtrada por el filtro experimental es apta

para el consumo humano porque esta dentro del rango que establece dicha

Norma.

b) Comparacin de Precios

Cuadro N 2 Comparacin de precios

47Filtro Precio Bs.

Control 1.250,00 a 1.600,00

Experimental 500,00

Lo que demuestra que el filtro casero (experimental) es ms econmico,

que un filtro control, se tom como referencia los Filtros Tecnologa Pasteur,

el cual se consigue en el mercado de Bs.1.250, 00 a Bs. 1.600,00. Y el filtro

casero (experimental) tiene un costo de Bs. 500,00; tomando en cuenta que


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se realiz en vidrio para que se pueda observar el proceso de filtrado.

48CAPITULO V

Conclusiones y Recomendaciones

Conclusiones

El objetivo fundamental del presente trabajo de investigacin es

Elaborar un Filtro Casero con materiales de bajo costo para la potabilizacin

del agua.

El aporte principal de esta investigacin fue estudiar si es factible la

elaboracin de un filtro de agua con los siguientes elementos: grava

mediana, grava fina, slice, y carbn activo, los cuales son materiales de bajo

costo que sirvieron para disear y elaborar un filtro de gravedad, que cumpla

con la funcin de obtener un filtrado de agua apta para el consumo humano,

de igual calidad que la proporcionada por los filtros comerciales. Igualmente,

luego de su elaboracin se compararon los niveles de pH en el agua filtrada

por los filtros de control y experimental, as como establecer la comparacin

del precio de ambos.

La informacin se recolect a travs de la observacin directa y la

revisin documental, las cuales fueron el instrumento de recoleccin de datos

de la investigacin; lo que permiti determinar que es factible la elaboracin

de un filtro casero fabricado con materiales de bajo costo que filtrar el agua

eficazmente y ser apta para el consumo humano.

49Por lo antes expuesto se concluye:

La muestra de agua antes de filtrar (M1) no es apta para el consumo

humano, ya que no era agua filtrada, la cual tiene un pH de 8,6 y las

muestras de agua filtradas por ambos filtros (M2 y M3) estaban aptaspara el consumo humano y dentro de lo que establecen las Normas

Sanitarias de la calidad del agua potable, la cual es de 6,5 a 9.

El filtro casero es ms accesible que un filtro comercial, ya que se

fabric con materiales de bajo costo con un precio de 500,00 Bs. Y el

filtro comercial tiene un precio que oscila desde Bs.1.250, 00 hasta


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Bs.1.600, 00. Cumpliendo as la misma funcin del filtro comercial.

50Recomendaciones

De las conclusiones presentadas, se hace necesario elaborar

recomendaciones para completar las mejoras propuestas:

El uso de un filtro de carbn es un primer paso para quienes estn

interesados en mejorar la calidad del agua, ya que su efectividad principal

sobre el cloro limpia el agua de uno de sus principales txicos.

Una lmpara ultravioleta, a la venta en cualquier tienda de lmparas y

bombillos, es un buen complemento por su accin bactericida.

El carbn activado utilizado para purificar el agua de las peceras, que se

puede adquirir en las tiendas de mascotas, ayuda a eliminar qumicos

perjudiciales del agua.

Fabricar el filtro con un lecho filtrante casero para que este sea aun ms

econmico.

Elaborar el filtro de una forma cilndrica para que tenga ms resistencia a

la presin de agua.

Elaborar el filtro en sistema de tren; a pesar de que puede ser un poco

ms costoso podra producir una mejor calidad del agua filtrada.

Aplicar este proyecto de investigacin en alguna zona rural que carezca

de agua potable.

51Referencias Bibliogrficas

ARIAS, F, (2006). El proyecto de investigacin: Introduccin a la

metodologa cientfica. (5. ed.) Caracas - Venezuela: Episteme.

BALESTRINI, M. (1997) "Cmo se Elabora el Proyecto de Investigacin".

BL Consultores Asociados, Caracas.HERNNDEZ, FERNNDEZ Y BAPTISTA (2000). Metodologa de la

Investigacin. 3 Edicin. Editorial McGraw Hill. Mxico.

LOMAZZ, J. (2007) Manual Tcnico del Agua Artculode Internet, pg.

WEB: http://www.portalplanetasedna.com.ar/el_agua.htm [consulta 2011,

Abril 19]


29/30

PADRN, C. (2010) Evaluacin del Uso de Enzimas y Filtracin por

Gravedad Artculo de Internet, pg. WEB:

http://www.agro.unalmed.edu.co/pdf [consulta 2011, Abril 19]

PALELLA, S: y MARTINS, F. (2004) Metodologa de la Investigacin

Cuantitativa. Caracas: FEDEUPEL

ROBERT, S. (2008) Mtodos normalizados para el anlisis de aguas

potables y residuales Editorial Daz de Santos.

52SILVA, L. (2009) Purificacin del agua Artculo de Internet, pg. WEB:

http://www.monografias.com/trabajos12/agua/agua.shtml [consulta 2011,

Abril 19]

TAMAYO Y TAMAYO, M. (2003) Diccionario de investigacin Editorial

LlMUSA, S.A.

TEJADA, J. (1997) El proceso de investigacin cientfico. Barcelona:

Fundacin LA Caixa

TINCOPA, J. (2005) La calidad del Agua Artculo de Internet, pg. WEB:

www.eumed.net [consulta 2011, Abril 19]

53ANEX


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