Diseño de prototipo de un filtro para disminuir el consumo humano de agua contaminada por microplásticos en los hogares

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Diseño de prototipo de un filtro para disminuir el consumo humano de agua contaminada por microplásticos en los hogares.

Greta Dominique Martell Vasconcelos

Melannye Michelle Martínez Martínez

Dalila Valencia Salazar

Luis David Ortega Ramírez

Ingeniería Industrial, Instituto Tecnológico Superior de Xalapa

Taller de investigación I

Mtra. Leslye Yamileth Garrido Quintero

23 de septiembre del 2023

1. Planteamiento del problema

Hoy en día los elementos que contribuyen para la mejora de la problemática que lo vivimos en el mundo como lo es la contaminación ha sido tema de importancia, el diseño de prototipos da comienzo a la búsqueda de soluciones para evitar o recuperar aquellos entornos o recursos que sufren de esta problemática.

La contaminación del agua es uno de los temas de más relevancia dentro de la búsqueda de su recuperación y de evitar que esta siga ocurriendo, en el planeta solo el 3% del agua existente es apta para el consumo humano y menor del 1% de esta cantidad es accesible para las poblaciones según datos de la ONU. (Naciones Unidas, 2023)

La contaminación del agua puede proceder de diversas fuentes. Puede penetrar en el agua directamente o de plantas de tratamiento de aguas imperfectas. Los vertidos y las fugas de los oleoductos o las operaciones de fracturación hidráulica (fracking) pueden degradar los suministros de agua. El viento, las tormentas y el vertido de basura, especialmente de residuos plásticos, también pueden enviar desechos a las vías fluviales. De este último origen de contaminación se ha detectado un nuevo tipo de contaminación al agua el cual se ha denominado contaminación del agua por microplásticos, este es un problema grave de toxicología ambiental, ya que en todo el mundo la basura en los océanos está dominada por plásticos; de ocho millones de toneladas de residuos sólidos que se vierten solo a los océanos cada año, 90% son plásticos. México ocupa el lugar número 12 en el mundo por su consumo de plásticos y el lugar 11 por su producción. (Fernández Guasti, 2022)

Los microplásticos provienen de la degradación de piezas de plásticos más grandes y en su definición se menciona que los microplásticos son cualquier partícula sólida sintética o matriz polimérica, de forma regular o irregular, con tamaños comprendidos entre 1 μm y 5 mm. (Acosta González, Carrillo Rosales, & Caballero Vázquez, 2022)

Al situar las enormes cantidades de basura plástica encontradas en océanos, mares y ríos se deduce que la presencia de los microplásticos es excesiva y de acuerdo a la investigación de López (2022) estos representan una seria amenaza para la salud humana, la biodiversidad y los ecosistemas terrestres.

Existen pocos estudios referentes a las cantidades y formas de consumo de este tipo de agua contaminada, pero existen artículos donde se menciona que el agua embotellada contiene la presencia de microplásticos, según la página de National Geographic un estudio realizado por la universidad del estado de Nueva York en Freedonia para el proyecto periodístico Orb Media demostró que se hallaron hasta 10,000 partículas de plástico por cada litro de agua embotellada.

El estudio abarcó 259 botellas de 11 marcas diferentes en 9 países donde en promedio se detectaron 325 partículas por cada litro de agua embotellada analizada. (Rodríguez H. , 2022)

Por ello y ante el problema que representa este nuevo tipo de contaminación se busca disminuir esta situación con el diseño de un prototipo adaptable a los garrafones de agua de 19 litros que permita filtrar en su mayoría estas partículas denominadas microplásticos para evitar en primera instancia su consumo en los hogares que adquieran estos tipos de productos y prever futuras enfermedades.

1. Justificación

En la actualidad se ha detectado un nuevo tipo de contaminación en el agua, tanto la que es considerada de consumo como la que no lo es, esta es referente a los microplásticos la cual según diversos estudios están siendo consumidos por el humano a través de agua embotellada que llega a sus hogares.

Para la gran mayoría de tipos de contaminación presente en el agua ya existen métodos y herramientas para evitar y para lograr su consumo, en este caso potabilizar el agua, pero los filtrados de materiales solidos no contemplan las partículas microscopias que se están generando por los plásticos causantes de tal contaminación y existe la necesidad de evitar su consumo.

En el presente trabajo se propondrá un prototipo de filtro el cual tendrá la capacidad de retener los materiales sólidos llamados microplásticos y disminuir su consumo a través del agua de garrafón.

Con este prototipo el beneficio de evitar el consumo de estos micro materiales se extendería a cada hogar que consuma agua por medio del tradicional garrafón de agua purificada, este prototipo puede ser mejorable en base a futuras investigaciones o mejoras en el diseño que pueda tener ya que cualquier sistema o prototipo es perfectible.

Al conocer poco del tema de la contaminación del agua por microplásticos toda la población está en riesgo de sufrir los daños que esta provocaría, el proponer una medida para evitar el consumo de este vital líquido es una manera de remediar problemas de salud futuros.

1. Objetivo general

Diseñar un prototipo de filtro con el fin de disminuir el consumo de microplásticos presentes en el agua de consumo humano.

1. Objetivo especifico

• Informar sobre la contaminación por microplásticos en el agua.
• Nombrar los principales materiales que conforman a los microplásticos y su origen.
• Identificar materiales con capacidad de filtración para los microplásticos presentes en el agua de consumo humano.

1. Alcances y limitaciones

1. Alcances

• El prototipo a desarrollar es aplicable a los garrafones de agua purificada presentes en los hogares de la cuidad de Xalapa.
• Se identificarán materiales óptimos para la realización del trabajo requerido para el filtrado de microplásticos.
• La propuesta del material de filtrado es aplicable a cualquier filtro con el rediseño del equipo de filtrado.

1. Limitaciones

• La investigación cuenta con un lapso límite de 6 meses para su realización.
• Capacidad de realizar el diseño y adquisición de materiales para la prueba del prototipo y verificar el cumplimiento en las características buscadas del mismo.

1. Marco Teórico

1. Contaminación ambiental

1. Definición

La contaminación ambiental, “es el ingreso de sustancias químicas nocivas en un entorno determinado. Este fenómeno repercute en el equilibrio de dicho entorno y lo convierte en un ambiente inseguro.” (Aquae Fundación, 2021)

Se debe tener en cuenta que la contaminación ambiental es la degradación del medio ambiente por sustancias tóxicas, los cuales alteran a la naturaleza de manera drástica, convirtiéndola en un lugar menos apto para los seres vivos.

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