Materiales
Tinta a base de hollín
- Categoría: Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)
- Área de participación: Materiales
- Asesor:
- Equipo [ ]: Ian Xavier López Durán(Tikal) , Carlos Emilio Espindola Espinosa(Tikal) , Javier Said Chávez Vázquez(Tikal)
Resumen
El hollín es un contaminante ambiental que da como resultado de la combustión incompleta de los hidrocarburos, se puede observar en los tubos de escape, chimeneas, etcétera. El hollín es una mezcla compleja de diminutas partículas que se forman a través de metales, ácidos y sustancias químicas como el dióxido de sulfuro y óxido de nitrógeno emitidos por las calderas industriales, refinerías de petroleo, vehículos de motor y estufas de leña. Los climatólogos aluden al carbon negro el principal componente del hollin como un “forzador del clima”. Las partículas de hollín absorben la radiación del sol y pueden acelerar el derretimiento de la nieve y la cubierta de hielo en los polos. Con el proyecto realizado se buscó dar una alternativa utilizando los deshecho sólidos provocados por la combustión de diesel y gasolina y algunos provenientes de chimeneas para así disminuir los niveles contaminantes y utilizar los residuos de una manera benéfica para el medio ambiente. Por otro lado el uso de tintas comerciales mayoritariamente elaboradas con petroleo y/o derivados representan un alto nivel de los contaminantes tanto del suelo como de la Capa de Ozono por tanto, la elaboración de este producto será benéfica para el medio.
Pregunta de Investigación
¿Cómo elaborar un filtro para contener los residuos sólidos procedentes de la combustión de diesel? ¿Cómo elaborar una tinta a base de desechos sólidos de la combustión de diesel?Planteamiento del Problema
Actualmente, los problemas ambientales provenientes de la combustión de diesel y gasolina de automóviles representan un importante riesgo a la salud ya que los hidrocarburos, óxidos y monóxidos de carbono provocan problemas cerebrovasculares, cáncer de pulmón,neumopatías crónicas y agudas, entre ellas el asma.
Respecto a los problemas ambientales principales son el deterioro de la capa de ozono en nuestra atmósfera.
Los cambios climáticos y la lluvia ácida provocada por ácidos nitrosos.
Según el Gobierno de la Ciudad de México en el Municipio de Coacalco el nivel de calidad de aire es regular mientras que en localidades de alrededor la calidad es baja.
Por lo tanto al elaborar el filtro captador de partículas sólidas junto con la tinta de éstas mismas evitaremos que dichas partículas se dirijan a la Capa de Ozono y afecten la atmósfera.
Antecedentes
EL HOLLÍN, UN GRAN CONTAMINANTE
La concentración de carbono negro en la atmósfera, resultante del hollín, es la segunda causa más importante del calentamiento climático después de las emisiones de dióxido de carbono, según un artículo publicado el lunes día 24 de marzo por la revista científica británica Nature.
El estudio indica que el carbono negro es una sustancia que absorbe la radiación solar y no permite que la radiación reflejada por la superficie terrestre salga de la atmósfera, por lo que eleva la temperatura del planeta.
[ad#ad-1]El carbono negro puede viajar largas distancias por la atmósfera terrestre en un recorrido en el que se mezcla con otros aerosoles, como nitratos, sulfatos y cenizas. Esta mezcla origina columnas de nubes marrones de tres a cinco kilómetros de espesor que no dejan que la radiación solar visible llegue a la superficie terrestre, lo que daña el ciclo del hidrógeno y calienta la atmósfera.
El hollín se forma especialmente en las combustiones incompletas y con los combustibles Diesel. Está formado por partículas de carbón. Sobre ellas se fijan compuestos, como el benzopireno, que pueden ser cancerígenos.
Se observa hollín en los escapes de autos, colectivos y camiones, que contaminan el aire con nubes negras. También se lo distingue, en las mañanas, sobre los autos que han quedado estacionados a la intemperie, formando una delgada capa negruzca.
EL CARBONO NEGRO, UN CONTAMINANTE QUE DAÑA LA SALUD E INTERVIENE EN EL CAMBIO CLIMÁTICO
- Este compuesto tiene una vida corta en la atmósfera, que va de horas a días; por ello, mitigar sus emisiones apoya de inmediato la reducción del efecto invernadero, dijo Xochitl Cruz Núñez, del CCA de la UNAM
- La estrategia de fondo para combatir los efectos del daño ambiental es dejar de producir contaminantes, incluidos el metano y el dióxido de carbono, pues este último permanece hasta 150 años, alertó
El humo negro que sale de los vehículos (sobre todo de los que usan diésel), el hollín de las chimeneas industriales, de las estufas de leña y de los incendios forestales es el carbono negro, un contaminante que daña la salud e interviene en el cambio climático del planeta.
Se trata de un compuesto volátil, cuyas pequeñas partículas de 0.1 a 0.5 micras penetran en el tracto respiratorio y afectan sus funciones, afirmó Xochitl Cruz Núñez, investigadora del Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM.
“Entre las partículas que emiten los combustibles fósiles y los biocombustibles figura el carbono negro, un conglomerado de partículas en estados sólido, líquido y gaseoso, que tienen gran cantidad de hidrocarburos y, al ser volátiles, se desprenden y pasan con facilidad a la fase gaseosa”, señaló la maestra en ciencias químicas.
En una charla de divulgación sobre el tema, ofrecida en el auditorio Julián Adem Chahín del CCA, Cruz Núñez destacó que este compuesto tiene una vida corta en la atmósfera, que va de horas a días y, por ello, mitigar sus emisiones apoya de inmediato la reducción del efecto invernadero.
Aunque las emisiones de carbono negro son bajas comparadas con las de otros contaminantes como el dióxido de carbono y el metano, su impacto en el cambio climático es importante, pues una de sus características es que absorbe la radiación solar que emite como radiación infrarroja, lo que contribuye al efecto invernadero.
“En la atmósfera, sus partículas interaccionan con las gotas de agua de las nubes y con el hielo de los glaciares y los polos, oscureciéndolo; además, acelera su derretimiento”, apuntó.
Emisiones de carbono negro y metano
La investigadora, integrante del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), explicó que el bienestar humano y planetario está amenazado por ese fenómeno y por la degradación de la calidad del aire. “El estado de la ciencia actual enfatiza la necesidad urgente de abordar su estudio de manera integral”.
El carbono negro y el ozono troposférico permanecen en la atmósfera por poco tiempo y por ello se consideran Short Lived Climate Forcers (SLFC, agentes climáticos de corta vida).
El primero es emitido por procesos naturales y actividades humanas, por la combustión incompleta de combustibles fósiles, los biocombustibles y la biomasa. “Las fuentes primarias de carbono negro incluyen los motores diésel, pequeñas fuentes industriales, fuentes domésticas de carbono, los biocombustibles sólidos para cocinar y para calefacción y los incendios agrícolas y forestales”, remarcó.
En tanto, el metano (precursor del ozono troposférico) es la segunda causa del calentamiento global, después del dióxido de carbono, y se incluye como uno de los seis gases de efecto invernadero del Protocolo de Kioto.
La universitaria documentó que las concentraciones atmosféricas de metano han aumentado 2.5 veces desde la era agro-industrial, de unas 700 partes por billón en el año 1800 a la concentración global media de mil 770 partes por billón en el 2005, como resultado de la ganadería, el cultivo de arroz, la generación de residuos (rellenos sanitarios, estiércol y aguas residuales), la minería del carbono y sistemas de petróleo y gas.
Asimismo, planteó que la reducción de emisiones de carbono negro y metano se puede obtener con tecnologías existentes y conllevará, en el corto plazo, a beneficios significativos en salud, cultivos, ecosistemas y en el clima.
“A pesar de estos beneficios, la reducción del calentamiento global en el largo plazo requerirá acciones en el presente para aminorar principalmente las emisiones de dióxido de carbono, un contaminante que permanece hasta 150 años en la atmósfera”, destacó.
La única estrategia de fondo para terminar con el cambio climático es reducir la emisión de todos los contaminantes, aunque algunos efectos se vean a corto plazo y otros sólo sean percibidos por las próximas.
Objetivo
- Elaborar un filtro para contener los residuos procedentes de la combustión de diesel.
- Elaborar una tinta a base de deshechos sólidos de la combustión de diesel.
Justificación
Un problema en la actualidad es la emisión de gases contaminantes a la atmósfera y el aire que respiramos. Uno de estos contaminantes es el monóxido de carbono, el cual en concentraciones altas y expuesto por un largo tiempo puede provocar la transformación irreversible de la hemoglobina (la cual se encarga de transportar el oxígeno a todo el cuerpo. Otros contaminantes importantes son los hidrocarburos, que pueden provocar irritaciones en la piel, ojos y conductos respiratorios. Los Óxidos de nitrógeno en combinación con los hidrocarburos forman Ácidos Nitrosos, los cuales posteriormente se convierten en lluvia ácida.Por lo tanto elaborar una tinta con estos contaminantes en su estado sólido será una alternativa benéfica para su uso.
Hipótesis
Si elaboramos una tinta a base de residuos sólidos procedentes de la combustión de diésel y un filtro para recolectarlos, entonces crearemos una alternativa para reducir la contaminación originada por estos gases.
Método (materiales y procedimiento)
Materiales para tinta.
10gr de hollín.
10ml de agua
3ml de alcohol
2ml de glicerina
Una jeringa
Una pluma limpia y sin tinta.
Un recipiente hondo
Una cuchara de metal.
Materiales para filtro.
1 boquilla de escape ancho.
1 filtro de aire para carro.
½ m de manta de cielo
½ m de malla e metal delgada
Pinza para cortar alambre
Cutter
Procedimiento
Procedimiento para tinta
1.-Vaciar el polvo de hollín en un recipiente hondo.
2.- Mezclar el polvo con 10ml de agua
3.-Agregar 3ml de alcohol y 2ml de glicerina hasta que la consistencia de la mezcla sea homogénea y espesa.
4.-Con una jeringa extraer la tinta del recipiente para posteriormente vertirla dentro del tubo contenedor.
Procedimiento para filtro
1.-Cortar la esponja del filtro para auto con ayuda de un cutter del tamaño del diámetro de la boquilla del escape.
2.-Cubrir con manta de cielo la esponja
3.-Cortar la malla de metal con ayuda de las pinzas del tamaño de la esponja filtradora
4.-Introducir el filtro dentro de la boquilla del escape.
Galería Método
Resultados
Al concluir la fase experimental obtuvimos 25 ml de una sustancia líquida de color negro con una textura grasa, con olor parecido a fierro pero de poca intensidad.
el costo por la elaboración de la tinta fue de $15.
Galería Resultados
Discusión
El proyecto fue realizado con el principal objetivo de difundir una alternativa para así, evitar que las partículas sólidas de la combustión de gasolina y diesel sean liberadas a la capa de Ozono y posteriormente la dañen.
Conclusiones
Con el producto que elaboramos daremos un uso a las partículas sólidas de la combustión de la gasolina y diesel evitando que posteriormente estas se liberen al aire y así contaminen la capa de ozono
Bibliografía
UNAM. (19 de Enero de 2015). El carbono negro, un contaminante que daña la salud e interviene el cambio climático. Obtenido de http://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2015_038.html
Vidal, C. (26 de Marzo de 2008). Eco Climático. Obtenido de http://www.ecoclimatico.com/archives/el-hollin-un-gran-contaminante-312
Tinta a base de hollín
Summary
Soot is an environmental pollutant caused by the combustion of diesel and gasoline. This project seeks to provide an alternative to reduce emissions of pollutants into the atmosphere by developing a solid-waste ink based on combustion. Contaminants include carbon monoxide, carbon oxides, nitrous oxides and nitrous acids which can cause irreversible transformation of hemoglobin which is responsible for transporting oxygen throughout the body, they also cause irritation to the eyes, nose, skin and respiratory ducts. Nitrous oxides can cause acid rain. According to the Government of Mexico City and the state of México, in the municipality of Coacalco de Berriozabal the level of air quality is regular and in localities is low. It is for this reason that a soot-based ink would be of great help. The use of commercial inks mostly made with oil and its derivatives represent a high level of contamination in the soil and in the air, therefore, the elaboration of this ink will be a beneficial alternative for the environment.
Research Question
How to develop a filter to contain solid waste from diesel combustion? How to build an ink based on solid waste of diesel combustion?Problem approach
Currently, the environmental problems from the combustion of diesel and gasoline in automobiles represent an important risk to health since hydrocarbons, oxides and carbon monoxides cause cerebrovascular problems, lung cancer, chronic and acute lung diseases, including asthma.
Regarding the main environmental problems are the deterioration of the ozone layer in our atmosphere.
Climate changes and acid rain caused by nitrous acids.
According to the Government of Mexico City in the Municipality of Coacalco the level of air quality is regular while in localities around the quality is low.
Therefore, when preparing the solid particle filter together with the ink of the same, we will avoid that these particles go to the Ozone Layer and affect the atmosphere.
Background
EL HOLLÍN, UN GRAN CONTAMINANTE
La concentración de carbono negro en la atmósfera, resultante del hollín, es la segunda causa más importante del calentamiento climático después de las emisiones de dióxido de carbono, según un artículo publicado el lunes día 24 de marzo por la revista científica británica Nature.
El estudio indica que el carbono negro es una sustancia que absorbe la radiación solar y no permite que la radiación reflejada por la superficie terrestre salga de la atmósfera, por lo que eleva la temperatura del planeta.
[ad#ad-1]El carbono negro puede viajar largas distancias por la atmósfera terrestre en un recorrido en el que se mezcla con otros aerosoles, como nitratos, sulfatos y cenizas. Esta mezcla origina columnas de nubes marrones de tres a cinco kilómetros de espesor que no dejan que la radiación solar visible llegue a la superficie terrestre, lo que daña el ciclo del hidrógeno y calienta la atmósfera.
El hollín se forma especialmente en las combustiones incompletas y con los combustibles Diesel. Está formado por partículas de carbón. Sobre ellas se fijan compuestos, como el benzopireno, que pueden ser cancerígenos.
Se observa hollín en los escapes de autos, colectivos y camiones, que contaminan el aire con nubes negras. También se lo distingue, en las mañanas, sobre los autos que han quedado estacionados a la intemperie, formando una delgada capa negruzca.
EL CARBONO NEGRO, UN CONTAMINANTE QUE DAÑA LA SALUD E INTERVIENE EN EL CAMBIO CLIMÁTICO
- Este compuesto tiene una vida corta en la atmósfera, que va de horas a días; por ello, mitigar sus emisiones apoya de inmediato la reducción del efecto invernadero, dijo Xochitl Cruz Núñez, del CCA de la UNAM
- La estrategia de fondo para combatir los efectos del daño ambiental es dejar de producir contaminantes, incluidos el metano y el dióxido de carbono, pues este último permanece hasta 150 años, alertó
El humo negro que sale de los vehículos (sobre todo de los que usan diésel), el hollín de las chimeneas industriales, de las estufas de leña y de los incendios forestales es el carbono negro, un contaminante que daña la salud e interviene en el cambio climático del planeta.
Se trata de un compuesto volátil, cuyas pequeñas partículas de 0.1 a 0.5 micras penetran en el tracto respiratorio y afectan sus funciones, afirmó Xochitl Cruz Núñez, investigadora del Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM.
“Entre las partículas que emiten los combustibles fósiles y los biocombustibles figura el carbono negro, un conglomerado de partículas en estados sólido, líquido y gaseoso, que tienen gran cantidad de hidrocarburos y, al ser volátiles, se desprenden y pasan con facilidad a la fase gaseosa”, señaló la maestra en ciencias químicas.
En una charla de divulgación sobre el tema, ofrecida en el auditorio Julián Adem Chahín del CCA, Cruz Núñez destacó que este compuesto tiene una vida corta en la atmósfera, que va de horas a días y, por ello, mitigar sus emisiones apoya de inmediato la reducción del efecto invernadero.
Aunque las emisiones de carbono negro son bajas comparadas con las de otros contaminantes como el dióxido de carbono y el metano, su impacto en el cambio climático es importante, pues una de sus características es que absorbe la radiación solar que emite como radiación infrarroja, lo que contribuye al efecto invernadero.
“En la atmósfera, sus partículas interaccionan con las gotas de agua de las nubes y con el hielo de los glaciares y los polos, oscureciéndolo; además, acelera su derretimiento”, apuntó.
Emisiones de carbono negro y metano
La investigadora, integrante del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), explicó que el bienestar humano y planetario está amenazado por ese fenómeno y por la degradación de la calidad del aire. “El estado de la ciencia actual enfatiza la necesidad urgente de abordar su estudio de manera integral”.
El carbono negro y el ozono troposférico permanecen en la atmósfera por poco tiempo y por ello se consideran Short Lived Climate Forcers (SLFC, agentes climáticos de corta vida).
El primero es emitido por procesos naturales y actividades humanas, por la combustión incompleta de combustibles fósiles, los biocombustibles y la biomasa. “Las fuentes primarias de carbono negro incluyen los motores diésel, pequeñas fuentes industriales, fuentes domésticas de carbono, los biocombustibles sólidos para cocinar y para calefacción y los incendios agrícolas y forestales”, remarcó.
En tanto, el metano (precursor del ozono troposférico) es la segunda causa del calentamiento global, después del dióxido de carbono, y se incluye como uno de los seis gases de efecto invernadero del Protocolo de Kioto.
La universitaria documentó que las concentraciones atmosféricas de metano han aumentado 2.5 veces desde la era agro-industrial, de unas 700 partes por billón en el año 1800 a la concentración global media de mil 770 partes por billón en el 2005, como resultado de la ganadería, el cultivo de arroz, la generación de residuos (rellenos sanitarios, estiércol y aguas residuales), la minería del carbono y sistemas de petróleo y gas.
Asimismo, planteó que la reducción de emisiones de carbono negro y metano se puede obtener con tecnologías existentes y conllevará, en el corto plazo, a beneficios significativos en salud, cultivos, ecosistemas y en el clima.
“A pesar de estos beneficios, la reducción del calentamiento global en el largo plazo requerirá acciones en el presente para aminorar principalmente las emisiones de dióxido de carbono, un contaminante que permanece hasta 150 años en la atmósfera”, destacó.
La única estrategia de fondo para terminar con el cambio climático es reducir la emisión de todos los contaminantes, aunque algunos efectos se vean a corto plazo y otros sólo sean percibidos por las próximas.
Objective
To prepare a filter to contain solid wastes from diesel combustion.
To develop an ink based on solid-wastes from diesel combustion.
Justification
A problem today is the emission of polluting gases into the atmosphere and the air we breathe. One of these pollutants is carbon monoxide, which at high concentrations and exposed for a long time can cause the irreversible transformation of hemoglobin (which is responsible for transporting oxygen throughout the body.) Other important pollutants are hydrocarbons, They can cause irritations in the skin, eyes and respiratory passages.Nitrogen oxides in combination with hydrocarbons form Nitrous Acids, which later turn into acid rain.Therefore elaborate an ink with these contaminants in their solid state will be a beneficial alternative for its use.
Hypothesis
If we elaborate an ink based on solid-wastes from diesel combustion and a filter to collect them, then we will create an alternative to reduce the pollution caused by these gases.
Method (materials and procedure)
Ink materials.
10gr soot.
10ml of water
3ml alcohol
2ml of glycerin
A syringe
a clean, ink-free pen.
A deep bowl
a metal spoon.
Filter materials.
1 Wide exhaust nozzle.
1 air filter for car.
M Sky blanket
M mesh e metal thin
clamp for cutting wire
Cutter
Procedure
Procedure for Ink
1.-Pour soot dust into a deep container.
2.-Mix the powder with 10ml of water
3.-add 3ml of alcohol and 2ml of glycerin until the consistency of the mixture is homogeneous and thick.
4.-Using a syringe, remove the ink from the container and then pour into the container tube
Procedure for filter
- Cut the sponge filter from the car with the help of a cutter the size of the diameter of the exhaust nozzle.
2.-Cover with Sky blanket the
3.-Sponge-cut the metal mesh using the tweezers the size of the filter Sponge
4.-Insert the filter into the
exhaust nozzle.
Method Gallery
Results
At the conclusion of the experimental phase we obtained 25 ml of a black liquid substance with a greasy texture, with a smell like iron but of low intensity.
the cost for making the ink was $ 15.
Results Gallery
Discussion
Conclusions
With the product we elaborate we will use the solid particles of the gasoline and diesel combustion to avoid that then they released to the air and contaminate the ozone layer.
Bibliography
UNAM. (19 de Enero de 2015). El carbono negro, un contaminante que daña la salud e interviene el cambio climático. Obtenido de http://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2015_038.html
Vidal, C. (26 de Marzo de 2008). Eco Climático. Obtenido de http://www.ecoclimatico.com/archives/el-hollin-un-gran-contaminante-312
