UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALINTEGRANTES:

PAOLO HIDALGO GOMEZ JOSE MANRIQUE VALDIVIA ALEXANDER BAZAN ARRIETA ANTONIO CALDERON PAUCAR

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA E INFORMATICA

ESCUELA DE INGENIERIA MECATRONICA

CURSO: QUIMICA TEMA: POTABILIZACION DEL AGUA CON DIOXIDO DE TITANIO LUGAR: VILLA EL SALVADOR

20111

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INDICE Introduccin Antecedentes bibliogrficos Planteamiento del problema Marco Terico Justificacin e Importancia Resultados y discusin Conclusiones Cronograma de Investigacin Presupuesto Referencia Bibliogrfica Encuestas 4 5 6 6 10 11 13 14 15 15 16

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DESINFECCIN FOTO-CATALTICA DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO USANDO LUZ SOLAR Y DIXIDO DE TITANIO (TiO2) INMOVILIZADO

INTRODUCCIN: Esta investigacin coadyuv a mejorar el proceso de desinfeccin solar (SODIS) del agua para consumo humano a nivel domstico, en lugares en los que la poblacin consume agua contaminada por microorganismos patgenos, como una alternativa de solucin simple, de bajo costo y ambientalmente sostenible.

La investigacin implementa un reactor solar con TiO2 inmovilizado como catalizador para llevar a cabo el proceso de desinfeccin oxidativo solar de agua microbiolgicamente contaminada, para reducir el tiempo de exposicin a la radiacin solar e incrementar la eficiencia de la inactivacin de coliformes totales y fecales, utilizados como indicadores de la calidad del agua. Lo anterior para dar cumplimiento a la Norma NOM-127-SSA1-1994 "Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-lmites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilizacin", respecto a la calidad microbiolgica.

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ANETECEDESNTES BIBLIOGRAFIOCOS:

http://www.invdes.com.mx/tecnologia/776-simplifican-proceso-depotabilizacion-en-zonas-rurales-

http://www.cinntec.misiones.gov.ar/index.php? option=com_content&task=view&id=78&Itemid=87

http://www.uaemex.mx/Red_Ambientales/docs/memorias/Extenso/TA/EC/TAC17.pdf

La empresa Unitek (especialistas de ingeniera en tratamiento de Agua) nos apoyo con informacin y asesoramiento en la potabilizacin del agua a travs del dixido de titanio.

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PLANTAMIENTO DEL PROBLEMA El problema radica en potabilizar el agua en lugares utilizando la energa solar y el dixido de titanio. Eliminando seres patgenos que habitan en estas aguas reduciendo costos asequibles para la poblacin. La poblacin estudiada se encuentra en Villa Mara del Triunfo donde potabilizan el agua a travs del dixido de titanio siendo una tcnica econmica y confiable.

MARCO TEORICO La metodologa que se llev a cabo para lograr desinfectar el agua para consumo humano usando luz solar y dixido de titanio inmovilizado fue realizada en cuatro etapas, las cuales se explicarn con detalle a continuacin:

a. Inmovilizacin de dixido de titanio sobre varillas de vidrio: El mtodo para producir dixido de titanio inmovilizado sobre varillas de vidrio es llamado Dip-Coating (Kim, 2004). Este procedimiento fue utilizado en la Universidad de California, San Diego para la fijacin de dixido de titanio en pequeos tubos para la experimentacin con un reactor foto-cataltico, con el objetivo de determinar la cintica qumica en la degradacin del cido benzoico que sirvi como diseo de una planta de remediacin de agua residual. Se inmovilizaron 49 varillas con dixido de titanio TiO2.

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b. Desinfeccin solar con diferentes concentraciones de TiO2: Para la realizacin de esta investigacin se tomo la muestra de agua de una comunidad rural ubicada en villa el salvador. El agua es de un ojo de agua natural que utiliza la comunidad para consumo y uso humano de la propia comunidad. Posterior a la fijacin del TiO2 en varillas de vidrio mediante el mtodo de DipCoating (Kim, 2004). Se agreg agua (de villa el salvador) a de la capacidad de una botella de 2.5 l, se tap y agit vigorosamente 1 minuto para aumentar el oxgeno disuelto. Se introdujo una varilla de vidrio con el TiO2 inmovilizado y se termin de llenar la botella. Se expuso al sol la botella en forma horizontalinclinada y se determinaron coliformes totales y fecales a intervalos de una hora. Finalmente se determino coliformes totales y fecales de cada muestra por el mtodo del sustrato cromognico.

VILLA EL SALVADOR 7

RECOJIENDO LA MUESTRA

MUESTRA

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Este mtodo se fundamenta en el uso de sustratos cromognicos hidrolizables para la deteccin de enzimas de bacterias coliformes. Cuando se utiliza esta tcnica, el grupo se define como todas las bacterias que poseen las enzimas D-galactosidasa y capaces de romper el sustrato cromognico, dando como resultado una liberacin del cromgeno. A diferencia del mtodo de fermentacin de lactosa que permite el crecimiento de muchos organismos aerbicos y elimina o suprime algunos no-coliformes con inhibidores qumicos, esta tcnica provee nutrientes que son ms selectivos y especficos para el crecimiento de coliformes.

c. Comparacin de la velocidad de inactivacin de coliformes totales y coliformes fecales usando SODIS y SODIS/TiO2 inmovilizado: Despus de haber determinado la concentracin ptima de TiO2 para inactivar el agua de coliformes totales y fecales, se procedi a comparar el mtodo de SODIS con SODIS/TiO2 para ello se utilizaron botellas de plstico de dos litros y medio de capacidad y cada tratamiento se realiz por triplicado. Finalmente se realizaron paralelamente experimentos por el mtodo SODIS y SODIS con el TiO2 inmovilizado para comparar los resultados.

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d. Recrecimiento de coliformes totales en el proceso SODIS y SODIS con TiO2 Una vez desinfectada el agua, se determinaron coliformes totales, a diferentes intervalos de tiempos para observar posible recrecimiento de microorganismos. Lo anterior se hizo con la finalidad de determinar tiempo recomendado para consumir el agua despus de desinfectarla. La primera muestra se obtuvo despus de 24 horas de la desinfeccin, la segunda despus de 48 h. y as sucesivamente durante siete das se realiz el monitoreo.

JUSTIFICACION E IMPORTANCIA

Este mtodo de potabilizacin del agua es importante porque elimina seres patgenos del agua hacindola inicua para el consumo humano aun bajo precio y asequible a la poblacin.

Nos ayuda a tener accesibilidad de agua potable a lugares donde no hay fuentes hidrogrficas cercanas al centro poblado.

Tener una poblacin ms sana y libre de parsitos.

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RESULTADOS Y DISCUSIN

En este captulo, se expondrn los resultados de la concentracin de dixido de titanio inmovilizado en diferentes varillas, as como la variacin de la desinfeccin solar con diferentes concentraciones de TiO2 y la comparacin de estos resultados con el proceso de desinfeccin solar tradicional (SODIS). Con respecto a la calidad del agua, se presentan los resultados de los anlisis microbiolgicos y la comparacin de stos con la norma que rigen los lmites mximos permisibles de la calidad del agua para consumo humano.

a. Resultados de la inmovilizacin de TiO2 sobre varillas de vidrio.

Se inmovilizaron 49 varillas con dixido de titanio TiO2 por el mtodo de DipCoating, se registr el peso inicial y final de cada una de las varillas y por diferencia de pesos se obtuvo la cantidad de TiO2 inmovilizado y adems se determin el espesor logrado para cada una de las varillas. Con base en los resultados obtenidos del TiO2 inmovilizado sobre las varillas de vidrio, se obtuvo un espesor promedio de TiO2 de 0.0043 mm. En la figura 2 siguiente se observa el espesor obtenido en cada varilla.

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b. Resultados de la desinfeccin solar con diferentes concentraciones

de TiO2 Despus de tener las varillas fijadas con TiO2 se procedi a colocarlas en reactor batch que consisti de botellas de PET de 2.5 litros de volumen. A cada botella se le adiciono tres cuartos del agua en estudio y se agit vigorosamente, posteriormente se llen de agua y finalmente fueron expuestas al sol, durante diferentes intervalos de tiempo se tomaron muestras de agua y se le determinaron la temperatura, coliformes totales y fecales.

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Reactor batch con varillas de vidrio fijas con TiO2

CONCLUSIONES

Al aplicar el mtodo Dip-Coating para cubrir las varillas con TiO2 result uniformidad en el espesor en promedio 0.0043 mm en doce repeticiones de la impregnacin de varillas.

Al utilizar estas varillas con la prueba para desinfectar el agua a diferentes concentraciones de TiO2 (0.288, 0.5011 y 1.0073 mg/ml) se observa que no hay una diferencia significativa ya que en todas las concentraciones a las 2h de exposicin solar el resultado en coliformes totales y fecales dan como resultado un valor menor a 1.1 NMP /100 ml.

Con la prueba comparativa del efecto de utilizar SODIS y SODIS con TiO2, se concluye que, al utilizar el foto-catalizador, el proceso de desinfeccin es ms eficiente que el SODIS convencional. En la inactivacin de Coniformes totales se requieren de 2 h para SODIS con TiO2 y para SODIS de 4 h, esto representa un 50% menor en el tiempo de exposicin solar para desinfectar el agua.

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Utilizar SODIS con TiO2 tambin garantiza que cuando se almacena el agua por un periodo de siete das no hay recrecimiento de coliformes totales. Como puede suceder con SODIS convencional.

CRONOGRAMA DE INVESTIGACION:

15/08 Investigacin en qu lugar donde se ejecuta el mtodo investigado.

16/08 Buscamos asesoramiento especializado en el tema (UNITEK)

17/08 Investigamos el mtodo y los pasos a realizar. Plantemos nuestro plan a seguir.

18/08 Investigacin del lugar y encuestas a los habitantes de dicha zona.

19/02 Redactando el trabajo a presentar.

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PRESUPUESTO: El dixido de titanio es muy econmico y asequible a la poblacin usufructuando entre 10 a 14 soles el kilogramo y el montaje del potabilizador cuesta por lo menos unos 300 soles.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA http://www.invdes.com.mx/tecnologia/776-simplifican-proceso-depotabilizacion-en-zonas-rurales-

http://www.cinntec.misiones.gov.ar/index.php? option=com_content&task=view&id=78&Itemid=87

http://www.uaemex.mx/Red_Ambientales/docs/memorias/Extenso/TA/EC/TAC17.pdf

http://www.sedapal.com.pe/

www.munivmt.gob.pe/

La empresa Unitek (especialistas de ingeniera en tratamiento de Agua) nos apoyo con informacin y asesoramiento en la potabilizacin del agua a travs del dixido de titanio.

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Lambert M Surhone, Mariam T Tennoe, Susan F Henssonow - 2011 - 104 pg.

ENCUESTAS: De una poblacin de 100 personas encuestadas:

El 84% de la poblacin confirmo no haber tenido problemas gastrointestinales en los ltimos 3 meses.

El 10% de la poblacin dijo haber tenido nauseas o diarreas por lo menos unas sola en los ltimos 3 meses.

Un 1% dijo haber tenido tifoidea en los ltimos 3 meses.

De lo cual llegamos a la conclusin que la potabilizacin del agua con dixido de titanio es igual de confiable que el agua potabilizada por el cloro.

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