Equipo [Equipo Numero 7 Pastilla purificadora a base de nopal] Cesar Ayoria Varela Hernandez[Cozumel], Luis Angel Josue Santoyo Gudiño[Cozumel], Oscar Miguel Castro Luna[Cozumel]
La CNN en Español en octubre del 2021 publicó que en México hay entre 12.5 y 15 millones de habitantes que no cuentan con el acceso al agua potable, la UNAM ratifica estos datos informando que estos datos representan el 10% de la población, los Doctores Agustín Felipe Breña Puyol y José Agustín Breña Naranjo indican que 35 millones de mexicanos viven con escasez extrema de agua y arriba de 43 millones con disponibilidad baja, por lo que al realizar la investigación para nuestro proyecto quisimos elaborar algo que pudiera ayudar. El Centro de Investigación en Política Pública publicó que en el 2021 se registraron 8,491 sequías, de las cuales el 71% fueron severas, 26% fueron extremas y el 3% fueron sequías excepcionales lo que origina que en muchas comunidades no tengan acceso al agua potable debido a la sobreexplotación, mala optimización, fugas, etc. Elaboramos una pastilla purificadora está hecha a base del mucílago de nopal; desde hace más de dos siglos los pueblos indígenas han utilizado el nopal como un purificador de agua para consumo humano, en diferentes estudios realizados en la Universidad del Sur de Florida se comprobó que además de lograr la sedimentación y posible decantación, se pudo eliminar el 98% de bacterias, por lo que resulta la opción ideal para lugares donde el agua potable es escasa.
En la actualidad hay mucha gente con agua contaminada o falta de agua potable, en el artículo “Disponibilidad de agua en México” publicado por Agustín Felipe Breña Puyol y José Agustín Breña Naranjo indica que “Más de 35 millones de mexicanos viven con escasez extrema de agua; arriba de 43 millones con disponibilidad baja. De continuar los actuales esquemas de uso y aprovechamiento ineficiente de los recursos hídricos, el futuro de México se ve seriamente amenazado.”, este artículo fue publicado en el año 2019, lo que significa que en la actualidad ha aumentado esta cantidad. Otra consecuencia de la falta de agua potable son las enfermedades que produce la CNN en octubre del 2021 publicó que: Entre 12,5 y 15 millones de habitantes no tienen acceso a agua potable en México, según la Universidad Nacional Autónoma de México, lo que representa a aproximadamente el 10% de la población. Entre quienes sí acceden, casi un 30% no cuenta con la cantidad ni la calidad suficiente.
Situación de agua en México
México ya experimenta los efectos negativos de la falta de agua. Durante los últimos años, las regiones centro y norte del país han vivido escasez de agua debido al aumento de las sequías. De acuerdo con datos del Banco Mundial, en el país la disponibilidad promedio anual per cápita pasó de 10 mil metros cúbicos (m3) en 1960 a 4 mil en 2012. Se estima que para 2030, esta disponibilidad en México descienda debajo de los 3 mil m3 por habitante al año.
Por su importancia para el desarrollo económico, ambiental y social, el Instituto Mexicano para la Competitividad (IMCO) realizó un estudio con el objetivo de ofrecer un diagnóstico de la situación actual del agua en el país, desde entender a los cuatro grupos consumidores hasta los retos que enfrentan los tipos de los recursos hídricos en México. Con ello se realizaron propuestas que abonen al desarrollo de lineamientos de política pública a nivel nacional que resuelvan los problemas actuales y prevean los riesgos futuros en la materia.
Para garantizar la demanda futura, el Estado mexicano requiere actualizar los marcos legales y regulatorios que rigen el manejo del agua, así como modernizar la infraestructura hidráulica del país. Es necesario tomar en consideración las distintas características técnicas -en particular las geofísicas- y desafíos que presenta actualmente el país en materia hídrica, tales como el aumento poblacional, el crecimiento de la mancha urbana, la evolución de las sequías, así como la variación en las precipitaciones.
¿Qué sabemos de la situación del agua en México?
En el país existen cuatro grupos consumidores de las concesiones de agua:
Los recursos hídricos en México enfrentan distintos retos dependiendo de su tipo (superficial o subterráneos), así como del tipo de fenómenos climatológicos (precipitaciones o sequías):
México debe abordar la problemática del agua con datos y evidencia. A partir de este diagnóstico, el IMCO Propone una serie de recomendaciones de política pública que abordará a detalle en estudios posteriores que atiendan la problemática del agua desde los ángulos de regulación, infraestructura y gestión. Propuestas:
Tratemos de imaginar un mundo sin agua, es muy difícil concebir un mundo así. Piensa en las distintas formas en que diario usas el agua; para beber cocinar, lavar y fregar. El consumo promedio de 4 personas utiliza a diario unos 300 L de agua o aproximadamente 300 kg, más que la masa promedio de 4 personas. El agua también está dentro de ti, tu cuerpo está conformado por el 60% de agua en peso. De hecho, casi todas las reacciones químicas se producen en tu cuerpo suceden en un ambiente acuoso, es decir solución acuosa.
Fuente de abastecimiento de aguas.
Un agua limpia, por naturaleza proviene exclusivamente de una fuente o cuenca limpia. Por consiguiente, los dirigentes de obras hidráulicas deben conocer profundamente en el área de computación de su abastecimiento, así como si existen corrientes y lagos extensos u obras subterráneas de suministros, con alcance de la creencia hasta distancias considerables de la fuente.
Conor de la calidad del agua
El control del agua interviene en todas las fases de la administración técnica de las obras hidráulicas. Se inicia con la preparación, supervisión y mantenimiento de las áreas de captación de las fuentes abastecedoras; continua otra vez de los ductos, plantas de purificación y sistemas de distribución; y alcanza hasta los accesorios domésticos y equipos de manufactura a los que se suministra el agua.
El agua es única El agua puede ser una sustancia común en la tierra pero sus propiedades no lo son tanto. Esas propiedades lo hacen indispensable para la vida, tal vez te preguntas porque una sustancia como el agua puede tema tales propiedades vitales si, después de todo, un molécula es tan solo dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno unidas por un enlace covalente, aunque las moléculas no sean más que H2O la simpleza de esta composición es sólo aparente
Pastillas purificadoras
Son pastillas efervescentes que se usan para matar los microorganismos en el agua para prevenir el cólera, la fiebre tifoidea, la disentería y otras enfermedades que son transmitidas por el agua.
Es posible encontrarlas en distintos tamaños, así como de forma líquida y en polvo. Además, el tamaño dependerá de la cantidad de agua que quieras tratar.
Una vez que hace efecto, el agua ya está lista, al parecer, para el consumo humano. Suelen estar hechas de cloro. Y es muy fácil de usar: solo debes introducir una pastilla en el agua (usualmente una pastilla para un litro de agua), y esperar entre 20 y 30 minutos a que se deshaga.
Las desventajas de las pastillas purificadoras de agua contienen cloro y son de fácil acceso: económicas y se pueden encontrar en todos lados. Su desventaja principal es que le puede dar un sabor raro al agua, dependiendo de su composición. Además, por lo mismo, no es recomendable usarlas tanto para evitar problemas de salud.
Además, especialistas recomiendan hervir el agua de todas maneras, aunque se les haya puesto las pastillas, ya que no se eliminan todos los contaminantes, y por qué el uso de las pastillas potabilizadoras del agua en medida desproporcionada puede provocar alteraciones intestinales.
Si la gente coloca más pastillas de las debidas en el agua para su consumo, puede tener una intoxicación porque la píldora contiene químicos para desintoxicar el agua. Su mal uso puede agravar un problema gastrointestinal o provocar alteraciones hidroelectrolíticas.
Las pastillas tienen la ventaja de que son baratas y fáciles de utilizar (100 pastillas cuestan aproximadamente 25 euros), pero tienen el inconveniente del mal sabor en algunos casos. También puede ser molesto esperar a que la pastilla haga efecto.
¿Qué se dice del agua?
Los requisitos básicos del agua para beber, el saneamiento el baño y la preparación de alimentos es de 50 litros por persona por día (18.25 metros cúbicos al año).Una persona que vive en una ciudad de un país desarrollado utiliza ,en promedio de 520 a 633 litros de agua al día que se distribuye la siguiente manera. El uso que se hace del agua disponible. Los 6,420 millones de habitantes del planeta ya se han adueñado del 54 por ciento del agua dulce disponible en ríos, lagos y acuíferos subterráneos.
Las pastillas potabilizadoras, también conocidas como purificadoras de agua, son tabletas efervescentes que desinfectan, tratan y potabilizan el agua. Es decir, se encargan de matar los microorganismos presentes en el agua, por lo cual son muy útiles y demandadas en lugares en donde el agua necesita ser tratada antes de ser consumida.
Debido a su objetivo, estas tabletas previenen enfermedades como el cólera, la fiebre tifoidea, la disentería y otras enfermedades transmitidas por el agua.
Composición de las pastillas potabilizadoras
Estas pastillas se componen básicamente de cloro, sodio y sus derivados: Dicloroisocianurato de sodio (DCCNA), Dicloroisocianurato sódico (NaDCC), iones de plata (Ag +) y de trocloseno sódico.
Dependiendo del fabricante llevarán uno u otros ingredientes, pero como venimos diciendo, la base siempre será el cloro y el sodio.
Purificador de luz ultravioleta
El tratamiento con rayos UV es otro sistema de filtrado o tratamiento del agua para que se vuelva potable y apta para el consumo humano. Sobre el purificador de luz ultravioleta, cabe destacar que es del tamaño de un rotulador y se compone de una lámpara que emite luz ultravioleta.
Además, es eficaz y seguro al 100 %, pues elimina todo tipo de microorganismos. Otra de sus ventajas es que funciona con pilas recargables.
Desventajas de hervir el agua
Es importante señalar que las pastillas purificadoras no son la única medida que toman muchas personas para tener agua limpia.
La más común es hervir el agua.
Aun así, hervir el agua tampoco te asegura tener agua totalmente libre de contaminantes, sin contar que el sabor muchas veces no suele ser tan agradable. Además, tienes que esperar a que hierva y enfríe.
Una pastilla puede potabilizar un litro de agua. La utilización es sencilla: se limpia el agua de objetos grandes como ramas u otros elementos, se introduce la pastilla, se deja que se deshaga durante unos minutos (el tiempo depende de cada pastilla, pero suele ser entre 20 y 30 minutos) y ya se puede beber el agua.
– El tratamiento es rápido y poco costoso, y su puesta en práctica, relativamente sencilla. Hay una interesante variedad de posibilidades.
– Puede utilizarse a escala individual, familiar o colectiva.
– Normalmente, el agua tratada por cloración está protegida frente a microorganismos y gérmenes durante unos días.
Uso de cloro para purificar agua
Desinfecte el agua con lejía de uso doméstico si no puede hervir agua, Solo use productos a base de lejía de cloro sin olor que sean aptos para desinfección e higiene, según se indica en la etiqueta. La etiqueta debería indicar que contiene 6 u 8,25 % de hipoclorito de sodio. No use lejía con aroma, para ropa de color ni con limpiadores agregados. Si el agua está turbia, permita que se asiente y fíltrela haciéndola pasar por un paño limpio, servilleta de papel o filtro de café.
Busque un gotero limpio del gabinete de medicamentos o del equipo de insumos de emergencia.
Busque la lejía líquida que haya estado guardada a temperatura ambiente durante menos de un año.
Use la tabla que está a continuación como una guía para decidir la cantidad de lejía debe agregar al agua; por ejemplo, agregue 8 gotas de lejía de 6% o 6 gotas de lejía de 8.25%, por cada galón de agua. Duplique la cantidad de lejía si el agua está turbia, tiene algún color o está muy fría.
Mezcle y deje reposar durante 30 minutos. El agua debería tener un olor suave a cloro. De lo contrario, repita la dosis y deje en reposo durante otros 15 minutos antes de usar.
En caso de que el sabor a cloro sea demasiado intenso, vierta el agua de un recipiente limpio a otro y deje reposar durante algunas horas antes de usarla.
Si no tiene lejía líquida, puede usar alguno de los otros métodos de desinfección que se describen a continuación.
Hipoclorito de calcio granulado. El primer paso es preparar una solución de cloro que usará para desinfectar el agua. Por su seguridad, hágalo en un área ventilada y use protección para los ojos. Agregue una cucharadita colmada (aproximadamente ¼ de onza) de hipoclorito de calcio (HTH) granulado de alta resistencia a dos galones de agua y mezcle hasta que las partículas se hayan disuelto. De la mezcla se obtendrá una solución de aproximadamente 500 miligramos por litro. Para desinfectar el agua, agregue una parte de solución de cloro por cada 100 partes de agua que está en tratamiento. Esto es casi lo mismo que agregar 1 pinta (16 onzas) de solución de cloro a 12,5 galones de agua. En caso de que el sabor a cloro sea demasiado intenso, vierta el agua de un recipiente limpio a otro y deje reposar durante algunas horas antes de usarla. PRECAUCIÓN: El HTH es un oxidante muy potente. Siga las instrucciones de la etiqueta sobre la manipulación y el almacenamiento seguros de esta sustancia química.
Desventajas
– La fiabilidad de estos tratamientos es buena, pero puede fallar.
– Los productos no están disponibles en todas partes, y en ocasiones las indicaciones sobre concentraciones no son seguras.
– Tratar cantidades grandes de agua resulta difícil.
– La dosis de cloro no es siempre fácil de determinar.
– La cloración del agua puede crear subproductos (compuestos organoclorados) considerados nocivos desde el punto de vista sanitario.
Mucílago de nopal
El mucílago del nopal es un polisacárido fibroso, altamente ramificado, cuyo peso molecular oscila alrededor de 13 x 106 g/mol. Contiene aproximadamente de 35 a 40 % de arabinosa, 20 a 25% de galactosa y xilosa cada una, y de 7 a 8% de ramnosa y ácido galacturónico cada uno.
El nopal mexicano y su fruto, la tuna, poseen numerosas propiedades nutricionales y ayudan en la producción de diferentes derivados, incluyendo un novedoso polvo para purificar agua y azúcar natural para personas con diabetes, respectivamente.
Ambos productos, presentes en la historia de México desde la antigüedad, fueron estudiados por la bióloga Blanca Olguín, catedrática del Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos de Hidalgo, institución de nivel medio superior, en el poblado de Poxindeje del municipio de San Salvador de ese estado del centro de México.
La investigadora contó que con el nopal partieron de un conocimiento empírico ya que, en el Valle del Mezquital, región árida emblemática del estado de Hidalgo, “la población recuperaba el agua de lluvia, y lo sigue haciendo”, para posteriormente poner en el agua nopales picados antes de beberla.
Por ello, Olguín decidió investigar las propiedades del nopal en 2011 y dos años después, luego de decenas de experimentos, diseñó junto con alumnos “un proceso químico para obtener el mucílago o baba del nopal y convertirlo en polvo, el cual sirve para purificar el agua”.
Tras la obtención de mucílago, este se deshidrata y se convierte en polvo. “Por cada litro de agua se necesitan 0,4 gramos de mucílago, que se agrega directamente al agua, se agita, se deja reposar”, explicó.
Dijo que el efecto del mucílago es englobar bacterias y materia orgánica en suspensión, y posteriormente se da la floculación, proceso mediante el cual se aglutinan sustancias dispersas, y luego se procede a la filtración, y es cuando el agua ya está purificada y potable.
El mucílago, del que se obtienen 1,2 gramos por cada kilo de nopal, elimina metales pesados, bacterias coliformes, sales como cloruros, fluoruros y sulfatos, y mediante estudios se busca obtener más gramos.
Al ser el Valle del Mezquital un lugar donde se dan mucho el nopal y la tuna, la materia prima se sobreproduce, tanto que un kilo de nopal cuesta 1,5 pesos (0,07 centavos de dólar). “El proceso dura 24 horas y el proyecto es viable”, apuntó la bióloga.
Desde hace más de dos siglos, los indígenas mexicanos han utilizado el nopal como purificador de agua para consumo humano. Sin embargo, no fue sino hasta fechas recientes que se ha comprobado que la baba de nopal podría ser uno de los mejores purificadores de agua del mundo, ya que elimina las toxinas.
Investigadores de la Universidad del Sur de Florida en Tampa realizaron pruebas con aguas contaminadas con sedimentos y grandes cantidades de bacterias.
Como resultado, observaron que, al mezclar estas muestras de agua con baba de nopal, los sedimentos se unieron y se fijaron al fondo, lo cual ayudaría a la decantación de agua purificada. En cuanto a las bacterias, se combinaron y fijaron, con lo cual se eliminó 98% de las mismas.
De acuerdo con Norma Alcantar, responsable de la investigación, cualquier persona puede recurrir a este método de purificación. Solo basta con que se hierva un pedazo de nopal en agua para extraer la goma o baba, posteriormente puede ser utilizado como purificador. Para ello, es necesario agregar la goma al agua contaminada y esperar a que sedimente.
“La amplia presencia del cactus, su accesibilidad y aceptación cultural, lo convierten en una alternativa atractiva de materia natural para tecnologías de purificación del agua.”
Por su parte, en 2019 Shirley Kimberly Enríquez, estudiante de Ingeniería en Energía y Desarrollo por la UVM, desarrolló Noptec, una cápsula de mucílago (sustancia vegetal viscosa). Para deshidratar el nopal, Shirley utilizó una estufa solar desarrollada por la misma institución educativa. Por ello, la producción de Noptec está libre de emisión de contaminantes. Cada cápsula puede purificar hasta un litro de agua de sales, minerales y bacterias.
La eficacia del mucílago es igual a la otorgada por el óxido de aluminio, mineral que se utiliza en las plantas de tratamiento de aguas residuales y albercas para evitar la formación de gérmenes y algas.
“El mucílago es una red de carbohidratos, lo que hace es atrapar las sustancias orgánicas disuelta. En algunos estudios nacionales se ha descubierto que en nuestro organismo limpia las impurezas, forma una red molecular que las atrae; incluso, el agua podría consumirse con todo y esta sustancia, pero lo ideal es eliminarlo”, mencionó Olguín Gálvez.
La arabinosa se utiliza en medios de cultivo para algunas bacterias. Sirve como componente de biopolímeros como hemicelulosa y pectina.
La arabinosa es una fuente de energía y de carbono para la bacteria. Los genes bacterianos que codifican las enzimas para degradar la arabina no se expresan cuando no hay arabina en el medio. Pero cuando hay arabinosa, los genes se activan, volviéndose a inactivar cuando se agota la arabinosa.
La galactosa compone la mitad de la lactosa, el azúcar que se encuentra en la leche. Si a un bebé con galactosemia se le da leche, los derivados de la galactosa se acumulan en el organismo del bebé. Estas sustancias dañan el hígado, el cerebro, los riñones y los ojos.
La xilosa, también conocida como D-xilosa, es un tipo de azúcar que el cuerpo normalmente absorbe con facilidad a través de los intestinos. La prueba de xilosa mide los niveles de xilosa en la sangre y en la orina.
La ramnosa, un azúcar vegetal natural, es un monosacárido y un ingrediente activo fundamental de la gama Liftactiv Supreme. Se dosifica en un 5 % en la crema del día y en un 10 % en el Serum 10 Supreme
El ácido galacturónico es uno de los ácidos orgánicos que se forman durante el proceso de fermentación en la bebida kombucha. Su importancia se debe a sus propiedades detoxificantes, antioxidantes y digestivas.
El mucílago, del que se obtienen 1,2 gramos por cada kilo de nopal, elimina metales pesados, bacterias coliformes, sales como cloruros, fluoruros y sulfatos, y mediante estudios se busca obtener más gramos, elimina metales pesados, bacterias coliformes, sales como cloruros, fluoruros y sulfatos.
Elaborar una pastilla purificadora a base de mucílago de nopal para desinfectar agua y así quitar las bacterias del agua sucia
Escogimos este tema para ayudar a las personas que no cuentan con la posibilidad de beber o tener agua potable, sabemos ya que en México además de la escasez de agua, también hay escasez de agua que sea
para consumo humano. Elegimos el nopal ya que existen estudios realizados por la Universidad del Sur de Florida en Tampa en donde observaron que al mezclar el nopal con agua los sedimentos se unen y se fijan
al fondo lo que ayuda que por decantación se separe el agua purificada, y en cuanto a las bacterias se eliminaron el 98%, el fácil acceso que tienen a esta planta facilitará su aplicación a esta técnica.
Si logramos elaborar una pastilla a base de nopal entonces podrá desinfectar el agua para consumo humano
Materiales
– 2 Nopales (120 gr aproximadamente)
– Cuchillo,
– Molcajete
– Fuente emisora de calor
– Mortero y pistilo
– Cápsula de 1.2 gr
– Caja petri
– Agar Agar
Procedimiento
Paso 1: Cortar el nopal en rodajas.
Paso 2: Calentar en el microondas por 10 minutos a 180°C
Paso 3: Se deberá estar verificando para evitar que se queme
Paso 4: Voltear el nopal cada 5 minutos
Paso 5: Macerar el nopal con el mortero hasta pulverizar.
Paso 6: Colocar 1.2 gr en cada cápsula
Paso 7: Se realiza la preparación de agar
Paso 8: Se coloca en una caja petri
Paso 9: Se coloca la muestra de agua sin pastilla purificadora
Paso 10: Se coloca la muestra de agua con pastilla purificadora
La pastilla quedó con la consistencia pulverizada¿ que se esperaba, de dos nopales de 120 gr se obtuvieron solo 25 gr de polvo por lo que solo se lograron llenar 20 pastillas, al colocar las muestras en petri hubo una disminución de bacterias en cada muestra sin embargo logramos observar que aun se presentan una pequeña cantidad de bacteria.
Al inicio del proyecto se intentó cristalizar el mucílago de nopal por medio del templado del mucílago, es decir, calentarlo y enfriarlo de forma rápida pero los resultados no fueron los esperados, por lo que al continuar investigando decidimos deshidratar el nopal con una fuente de calor (microondas), se debe verificar que no se queme para evitar que esto influya en el sabor del agua obteniendo el resultado que esperábamos.
Podemos concluir que aunque el deshidratado y pulverizado de nopal puede dar los resultados esperados en el caso de nuestra cápsula falto mas cantidad de calor ya que al realizar la prueba en muestras aun se observan un poco de bacterias. Sin embargo ésta es una buena opción para utilizarla en casa. Es darle a la gente diferentes opciones de tener agua lo mas purificada posible de forma económica en casa.
Edén, E. (2022, November 21). Es mejor una pastilla purificadora o un purificador de agua para casa. Edén Agua. https://www.edenagua.com/las-pastillas-purificadoras-de-aguarealmente-purifican-elagua/#:~:text=%C2%BFQu%C3%A9%20son%20las%20pastillas%20purificadoras,son%20transmitidas%20por%20el%20agua.
Barrera, A. (n.d.). Estudiante de UVM desarrolla cápsula de mucílago de nopal para purificar agua. https://laureate-comunicacion.com/prensa/estudiante-de-uvm-desarrolla-capsula-demucilago-de-nopal-para-purificar-agua/#.Y7wbwStBzrc
Barrera, A. (n.d.-b). Estudiante de UVM desarrolla cápsula de mucílago de nopal para purificar agua. https://laureate-comunicacion.com/prensa/estudiante-de-uvm-desarrollacapsula-de-mucilago-de-nopal-para-purificar-agua/#.Y7wbwStBzrc
(n.d.). Disponibilidad de agua en el futuro de México. https://www.amc.edu.mx/revistaciencia/index.php/77-vol-58-num-3-julio-septiembre2007/agua/123-disponibilidad-de-agua-en-el-futuro-demexico#:~:text=M%C3%A1s%20de%2035%20millones%20de,M%C3%A9xico%20se%20ve%20seriamente%20amenazado.
The CNN en Español in October 2021 published that in Mexico there are between 12.5 and 15 million inhabitants who do not have access to drinking water, the UNAM ratifies these data reporting that these data represent 10% of the population, doctors Agustín Felipe Breña Puyol and José Agustín Breña Naranjo indicate that 35 million Mexicans live with extreme water scarcity and above 43 million with low availability, so when we did the research for our project we wanted to come up with something that could help. The Center for Public Policy Research published that in 2021 there were 8,491 droughts, of which 71% were severe, 26% were extreme and 3% were exceptional droughts which causes that in many communities do not have access to drinking water due to overexploitation, poor optimization, leaks, etc. We develop a purifying tablet is made from nopal mucilage; for more than two centuries indigenous peoples have used the nopal as a water purifier for human consumption, in different studies conducted at the University of South Florida it was found that in addition to achieving sedimentation and possible decantation, 98% bacteria were removed, making it the ideal choice for places where drinking water is scarce.
