Si bebe agua que no ha pasado por un proceso de purificación ("agua cruda"), corre el riesgo de contraer enfermedades transmitidas por el agua derivadas de bacterias como Escherichia coli (E. coli) y parásitos como giardia. Es por eso que la purificación de agua es esencial para todos, y hace que las ideas de proyectos de purificación de agua sean una opción particularmente buena para una feria o presentación de ciencias escolares. Pero antes de lanzarse a un proyecto, es mejor aprender los conceptos básicos de por qué es necesario purificar el agua, diferentes formas en que se puede hacer y cuáles son sus opciones para un "método de purificación de agua" proyecto.
¿Por qué debemos purificar el agua antes de beberla?
En resumen, necesita purificar el agua para estar seguro de que es segura para beber. Los principales riesgos en el agua son los parásitos, las bacterias, los virus y los contaminantes químicos, metales naturales pero tóxicos como el plomo o los productos químicos artificiales. El agua sin tratar probablemente también tendrá un sabor bastante desagradable.
Los dos parásitos más importantes que se encuentran en el agua provienen de las heces. Así es: si bebes agua de fuentes naturales sin tratarla, también beberás un poco de caca. Esto no solo es asqueroso; es la principal fuente de riesgo cuando se trata de agua no tratada.
La giardia es un ejemplo, y se encuentra básicamente en todas las masas de agua de los EE. UU., Provenientes de heces humanas y animales. Si se infecta con giardia, le provocará diarrea, gases y dolorosos calambres estomacales, que comienzan aproximadamente dos o tres días después de la exposición. En términos generales, esto no provocará ningún problema a largo plazo, pero puede hacerlo si está inmunodeprimido.
El otro parásito importante es el Cryptosporidium, que afecta a casi 750.000 estadounidenses cada año. Esto es similar a la giardia en el sentido de que los síntomas tardan entre dos y tres días en aparecer y, por lo general, provoca diarrea y calambres estomacales. Sin embargo, "cripto" (como se le llama a menudo) puede provocar problemas más graves, como síntomas pancreáticos, síntomas similares al cólera en personas inmunodeprimidas e incluso posiblemente conduzcan a la muerte en personas que padecen SIDA. Giardia es fácil de eliminar con filtros o tratamiento con yodo, pero la mayoría de los filtros no detienen la criptografía y necesita un tratamiento con dióxido de cloro o hervir para eliminarla del agua.
Muchos tipos de bacterias pueden estar presentes en el agua cruda, pero E. coli es el más común. Esto puede causar diarrea, calambres, náuseas y vómitos y, además de mantenerse bien hidratado, es posible que necesite antibióticos en casos graves. Los tratamientos de agua más comunes eliminan E. coli y otras bacterias del agua.
En términos de virus, la hepatitis A es el principal riesgo del agua contaminada. Pueden pasar semanas hasta que aparezcan síntomas, que son similares a los comentados anteriormente, excepto con dolor en las articulaciones, calambres, fiebre y piel amarilla además de la habitual diarrea y vómitos. Puede vacunarse si viaja a algún lugar que no trate su agua a fondo, pero si se infecta, el consejo principal es beber muchos líquidos y estará bien en unos días. El tratamiento del agua con yodo, dióxido de cloro o simplemente hirviendo el agua suele protegerte de los virus en el agua.
Por último, una gran variedad de productos químicos podría estar presente en el agua no tratada y pueden causar un efecto similar. amplia gama de síntomas, aunque como es habitual la diarrea, náuseas, calambres y síntomas similares son los más probable. Puede filtrarlos mediante evaporación, pero muchos otros métodos (o incluso mejor, una combinación de métodos) también pueden eliminarlos.
Por lo tanto, a menos que esté inmunodeprimido, probablemente no sufrirá síntomas graves por beber agua sin tratar, pero a menos que desee una semana desagradable de diarrea y cólicos, debe siempre trata tu agua.
¿Cuáles son los métodos de purificación?
Existen diferentes enfoques que podría investigar o probar para un proyecto de "métodos de purificación de agua". Sin embargo, se pueden dividir en grupos bastante simples: ebullición o destilación, filtración y diversos tratamientos químicos.
Hervir es sin duda el método más simple para purificar el agua, aunque se necesita una fuente de calor para hacerlo, y el agua tarda un poco en enfriarse para que pueda usarse. Sin embargo, hervir es un método muy eficaz de purificación, y solo se necesitan tres minutos de ebullición vigorosa para eliminar el riesgo de bacterias, parásitos y virus en el agua. El principal desafío, siempre que tenga el equipo adecuado, es evitar la recontaminación después de que el agua haya sido purificada.
La destilación es muy similar a la ebullición, pero requiere un poco más de equipo y, en general, es más eficaz para eliminar los contaminantes. Pones el agua a hervir y recoges el vapor a medida que se condensa. Esto deja atrás la mayoría de los contaminantes, aunque vale la pena señalar que cualquier contaminante con puntos de ebullición por debajo del del agua (a 100 grados Celsius / 212 grados Fahrenheit al nivel del mar) todavía estarán presentes en el agua condensada, posiblemente con concentraciones mayores que antes de. Otras desventajas son la naturaleza lenta del proceso y el hecho de que generalmente requiere demasiada energía para ser económicamente viable en el tratamiento de agua a gran escala.
La filtración es otro enfoque conceptualmente simple para la purificación del agua, pero no es tan sencillo como podría pensar. El concepto básico es que al forzar el agua a través de espacios pequeños, los contaminantes que no pueden pasar quedan atrás. Es bastante económico, porque se desperdicia muy poca agua en el proceso y no consume mucha energía. Hay muchos filtros diferentes disponibles y los contaminantes que son capaces de eliminar dependen del tamaño de la malla. La gran mayoría de los filtros no pueden eliminar los virus transmitidos por el agua, y la mayoría de ellos son bastante voluminosos, por lo que serían difíciles de transportar. El filtro en sí también debe estar limpio y, como ocurre con muchos métodos, el agua podría volver a contaminarse fácilmente una vez finalizado el proceso.
Los tratamientos químicos dependen de reacciones químicas para eliminar los contaminantes del agua, y diferentes productos químicos son más efectivos para diferentes contaminantes. El yodo es uno de los métodos más antiguos para la purificación química del agua, y las tabletas o soluciones que lo contienen son generalmente eficaces para neutralizar las bacterias y los virus presentes en el agua. Sin embargo, el yodo hace que el agua se vuelva amarilla y deja un sabor y un olor desagradables. Además, solo funciona en agua que ya está clara (por lo que es posible que primero se requiera filtración). El agua a tratar tampoco puede estar fría; por ejemplo, el agua debe estar a 21 C / 68 F para que la giardia se elimine con yodo.
El cloro es el tratamiento químico de agua más utilizado en el mundo y está disponible en forma de tabletas, líquidos y gránulos. A pesar de ser eficaz, debe manipularse con cuidado y deja un sabor desagradable en el agua resultante, muy parecida al yodo, pero como es de esperar, sabe un poco a beber una piscina agua. Alternativas como dicloroisocianurato de sodio (NaDCC) liberan cloro libre, pero la mezcla química es más segura para manejar y no deja sabor en el agua, por lo que estas son las opciones más comunes para la purificación del agua tabletas.
En términos generales, los sistemas de purificación de agua constan de múltiples componentes para garantizar que el agua resultante sea segura para beber y de sabor puro. La aireación es a menudo la primera etapa, permitiendo que los gases atrapados en el agua escapen, seguida de la coagulación, donde la suciedad y otras materias sólidas se adhieren. juntos para que sean más fáciles de eliminar, y la sedimentación, donde las partículas se hunden gradualmente y se separan del agua bajo la influencia de gravedad. Después de esto, el agua se filtra para separar los materiales coagulados (flóculos) y, finalmente, el tratamiento químico garantiza la seguridad de los microorganismos. Si está buscando crear un modelo funcional de una planta de purificación de agua, estas etapas deben incorporarse a su proceso.
¿Cómo se purifica el agua con arena?
Una de las mejores y más fáciles ideas de proyectos de purificación de agua es crear un sistema de filtración de agua a base de arena. Esto es bastante fácil de hacer con artículos que probablemente tenga en la casa. Consiga dos botellas de refresco vacías de 2 litros, una de las cuales corta por la mitad, un filtro de café o papel de filtro, un poco de arena fina y arena gruesa, algunos pequeños guijarros, un par de cucharas, dos tazas, un vaso de precipitados de 1 litro, una goma elástica y una muestra de agua sucia (ya sea recolectada o hecha con tierra y agua del grifo). Obtener algo de sulfato de aluminio y potasio (alumbre) es útil porque coagula el sedimento en la muestra. Si tiene carbón activado, esto puede eliminar componentes adicionales a través de reacciones químicas.
El principio básico de un sistema de purificación de agua de arena es el de un sistema de filtración: enviando el agua a través del material fino, los contaminantes presentes en él quedarán atrapados y no terminarán en el agua que sale del otro lado. En este proyecto, utiliza la mitad superior de una botella de refresco de 2 litros como filtro. Coloque un filtro de café (o papel de filtro) sobre la boca de la tapa de la botella, usando la banda elástica para mantenerlo en su lugar, volteándolo hacia abajo para que la sección cortada apunte hacia arriba. Si tiene carbón activado, agregue aproximadamente una pulgada al fondo y luego agregue un par de pulgadas de grava o guijarros pequeños. Ahora agregue un poco de arena gruesa encima de esto y un poco de arena fina encima de esto, disparando de 3 a 4 pulgadas de arena en total. Coloque esto, con el extremo de la boca hacia abajo, en la parte superior del vaso de precipitados como un embudo.
Pon tu agua sucia en la botella de refresco sin cortar, enrosca la tapa y agita el líquido durante medio minuto para airearlo. Viértela en la mitad inferior de la botella cortada y agrega una cucharada de alumbre si tienes un poco, revolviendo durante cinco minutos. Deje el agua durante unos 20 minutos, permitiendo que el sedimento coagulado se hunda. Mientras hace esto, haga correr suavemente 2 litros de agua limpia del grifo a través de su sistema de filtro, teniendo cuidado de no mover la arena en la parte superior. Esto llevará algo de tiempo, pero prepara el filtro para que funcione con el agua sucia. Vacíe el vaso de precipitados cuando sea necesario, y una vez que lo haya hecho y el agua sucia se haya separado parcialmente, puede pasarla por el filtro.
Compare el agua filtrada con una muestra del agua del estanque original. ¿Qué tan bien ha sido purificado?
Advertencias
Es importante tener en cuenta que sin un tratamiento químico del agua (incluso si usó un filtro de carbón), es poco probable que el agua sea completamente segura para beber. Solo inspecciónelo visualmente, ¡no lo pruebe!
¿Cómo se hace un experimento con un filtro de agua?
El proyecto de la última sección se puede utilizar para un experimento de purificación de agua de feria de ciencias con bastante facilidad. Puede utilizar diferentes técnicas de filtración en muestras de la misma agua sucia y comparar los resultados. Por ejemplo, puede probar el proyecto con el método descrito anteriormente y compararlo con un sistema de filtración de agua disponible comercialmente, o podría investigue la diferencia que hacen los componentes específicos del sistema de filtración, por ejemplo, comparando el resultado final con y sin la adición de alumbre. ¿Podría usar algo como una esponja o arroz como filtro en lugar de arena y grava, y funcionará también?
Proyecto de métodos de purificación de agua
La mejor idea para un experimento de purificación de agua para la escuela secundaria, o simplemente un proyecto, sería comparar los diferentes enfoques para la purificación de agua. Puede probar fácilmente varios métodos, siendo la ebullición, la filtración y el tratamiento químico bastante fáciles de probar. Puede usar un sistema de filtración de arena como el descrito anteriormente o uno disponible comercialmente, y también puede encontrar tabletas de purificación de agua para probar.
Un enfoque simple para un proyecto sería obtener una muestra de agua sucia, usando la misma agua para todas las pruebas, para minimizar las variables, y tratar de purificarla usando cada método. Pruebe la eficacia de los diferentes enfoques utilizando un kit de prueba de agua potable en el hogar si desea ser lo más profesional posible. Sin embargo, también puede inspeccionar visualmente el agua para ver si está clara y hacer una prueba de bacterias usando una placa de Petri y un medio de cultivo como una rodaja de papa hervida. Ponga un poco de papa en cada placa de Petri y agregue una gota de agua de cada método de purificación, junto con una muestra sin filtrar y una muestra de agua del grifo limpia para usar como control. Etiquete cada plato en consecuencia, cúbralos y déjelo durante unos días para que las bacterias tengan la oportunidad de crecer.
¿Qué método fue el más eficaz? ¿Podría combinar uno o más métodos para producir un mejor resultado? ¿Cuáles son las fortalezas de los diferentes enfoques?