PROTOTIPO
Recolección, Tratamiento, y Reutilización de agua
Residual de la Escuela Secundaria “Arturo Montiel Rojas”, ubicada en el Municipio de Huehueteca


INTRODUCCIÓN
Un Prototipo es un equipo piloto que permite medir la viabilidad de un proyecto aplicandolo en lugares estratégicos con características similares al lugar donde se pretende utilizar.
Éstos permiten testar el objeto antes de que entre en producción, detectar errores, deficiencias, etcétera. Cuando el prototipo esta suficientemente perfeccionado en todos los sentidos requeridos y alcanza las metas para las que fue pensado, el objeto puede empezar a producirse.

En la ciencia y practica de metrología, un prototipo es un objeto fabricado por el humano que se usa como un estandar de medida de alguna magnitud física contra la que medir sus cantidades físicas.

El prototipo de Recolección, Tratamiento, y Reutilización de agua Residual de la Escuela Secundaria “Arturo Montiel Rojas”, ubicada en el Municipio de Huehueteca tiene la finalidad de mejorar el ambiente reutilizando aguas residuales, para el desarrollo de este proyecto es necesario que se hagan una serie de analisis físicos, microbiológicos y químicos para determinar a partir de los resultados el filtro que mejor convenga para tratar el agua


CAPITULO I
REFERENCIA DEL ESCENARIO REAL

1.1 DESCRIPCION DEL CONTEXTO SOCIAL, ECONOMICO Y CULTURAL EN EL QUE SE UBICA EL ESCENARIO REAL

Huehuetoca es un Municipio de una grandiversidad social, cultural e industrial los cuales se basan en las características de su gente, tradiciones y festividades, era una considerada una comunidad rural hasta hace diez años, no había sufrido variación en su población, sin embargo, en los últimos años ha visto incrementado el número hasta en un 100% debido al ingreso de las constructoras con proyectos como el de “Vivienda para todos”, los cuales constituyen alrededor de 40 mil viviendas.
Si tomamos en cuenta el modelo tradicional de familia de cuatro personas consideramos 160,000 habitantes, la unidad habitacional Santa Teresa II es la mas poblada por lo tanto es la zona que mas sufre escases de agua por tal motivo el prototipo se enfoca en las escuelas de la unidad habitacional antes mencionada.
El proyecto se desarrolla en la Secundaria Lic. Arturo Montiel Rojas, el nivel cultura se enfoca en la educación de jóvenes para forjar sus habilidades y prepararlos para un futuro mejor, añadiendo la cultura de la sustentabilidad como separación de basura, ahorro de agua etc.
La economía de la institución esta basada en las aportaciones (colegiaturas) que dan los padres de los alumnos que pertenecen e ingresan a esa institución. Las escuelas se relacionan con la comunidad en la formación de jóvenes que en un futuro cercano seran los ciudadanos que dirigiran el destino del Municipio.


Nivel socioeconómico de la gente en santa Teresa II
El nivel socioeconómico del la ciudad Santa Teresa II puede ser muy variado dependiendo de de algunos factores como lo son la cantidad de hijos, el grado escolar en el que asisten, cuantas personas de el hogartrabajan, el gasto en el mantenimiento de su casa, alimentos y servicios indispensables.

1.2 ORGANIZACIÓN GENERAL

La organización de la institución esta basada de la siguiente manera



1.3. MISIÓN, VISION Y VALORES

En la institución cuenta con una misión, una visión y valores los cuales se difunden a los alumnos para su aplicación dentro y fuera de la institución

MISION:
Los alumnos de la Escuela Secundaria Arturo Montiel Rojas alcancen una formación integral, entendiendo esto como el desarrollo de competencias (habilidades, aptitudes, destrezas y valores) que seran parametro para integrarse a la sociedad actual de manera independiente.
VISION:
Somos una Institución Educativa, líder a nivel regional, propicia aprendizajes de calidad, con infraestructura adecuada; personal comprometido con la actualización que coadyuve a la formación integral de la personalidad de los alumnos y al desarrollo de sus competencias, en un clima de trabajo colaborativo, fomentando la transversalita en los valores que se reflejaran en el progreso de la sociedad.
VALORES
En la siguiente tabla se muestran algunas de las actividades que pueden ayudar a fomentar la practica de los valores.
Actividades que promueven la practica de los valores.
Valores que se pueden enseñar y practicar.
Reglamento de grupo
Respeto, tolerancia, empatía, fraternidad, amistad, justicia, equidad, etc.
Línea de vida
Identidad, historicidad, auto-conocimiento, creencias.
Analisis de noticias en los periódicos.
Criticidad, re flexibilidad, equidad, solidaridad, etc.
Examinar situaciones controversiales.
Tolerancia, respeto, moralidad,empatía, interculturalidad, etc.
Uso de roles (simulaciones
Dignidad, igualdad, solidaridad, empatía, justicia, tolerancia, respeto, responsabilidad, etc.
Observación del proceso grupal (identificación de roles en el grupo
Reflexión, auto-regulación, auto-control, auto-juicio.
Analisis de ejemplos y no ejemplos
Respeto, tolerancia, democracia, igualdad, honestidad, fraternidad, interculturalidad, etc.
Dramatizaciones.
Dignidad, igualdad, solidaridad, empatía, justicia, tolerancia, respeto, responsabilidad, equidad, honestidad, etc.
Nuevas palabras.
Se pueden manejar todos los valores como definición de nuevas palabras.
Deliberación (debates).
Respeto, tolerancia, honestidad, igualdad, re flexibilidad, etc.
Discusión de dilemas.
Respeto, tolerancia, honestidad, igualdad, re flexibilidad, igualdad, empatía, moralidad, etc.
Comunidad justa.
Respeto, reciprocidad, tolerancia, justicia, paz, amor, fortaleza, tolerancia, solidaridad, etc.
Teatro participativo.
Todos los valores en diferentes enfoques, mostrando los valores y anti-valores.
Mapas conceptuales.
Tolerancia, respeto, etc.
Actividades de investigación con recursos de tecnologías de la información.
Todos los valores, llevandolos a la practica.
Elaboración de trípticos.
Respeto, tolerancia, legitimidad, etc.
Elaboración de documentos colaborativos.
Tolerancia, solidaridad, respeto, autenticidad, responsabilidad, etc.
Escalas auto-evaluativas.
Todos los valores llevados al sujeto que se esta evaluando.
Escalas co-evaluativas.
Todos los valores aplicados a los demas.
Observación sistematica.
Todos los valores aplicados a toda1.4. CROQUIS DE LA UBICACION DE LA ESCUELA


CAPITULO II
REFERENCIAS DEL PERFIL PROFESIONAL

2.1. DESCRIPCIÓN DE LA CARRERA TÉCNICA CURSADA.

Dado que el mundo laboral es cambiante y esta en constante crecimiento la carrera de Técnico Laboratorista Químico presenta una alternativa de salidas profesionales, funciones, actividades y un esbozo de sus perspectivas laborales que puede desempeñar o realizar un técnico Laboratorista Químico-Clínico profesional. Ademas tiene la opción de continuar sus estudios en nivel superior dado el caracter bivalente del bachillerato tecnológico.
Este técnico desempeñara en el sector salud y/o industrial, de cualquier tipo de empresas u organismos, públicos o privados. Llevara a cabo las funciones de analistas de laboratorio y/o supervisor en las aéreas de: laboratorio, calidad, innovación de nuevos productos, producción y ventas. La formación académica del programa de la carrera de técnico Laboratorista Químico-Clínico se desarrolla en 97 horas las cuales estan comprendidas en cinco Módulos, en las que se incluyen las herramientas fundamentales para el técnico profesional egresado de esta carrera pueda destacarse en los distintos ambitos.
Estos conocimientos se inicia a partir del segundo semestre con el Modulo I, identifica los principios de calidad seguridad, higiene e instrumentación de laboratorio, en el tercer semestre el Módulo II denominado aplica los principios de uso de laboratorio en analisis cualitativos y microbiológicos generales, en el cuarto semestre Módulo III denominado opera instrumentos y equipos para los analisisquímicos y/o clínicos, en el quinto semestre Módulo IV planea, organiza y opera el trabajo en el laboratorio atreves de diferentes tipos de analisis y finalmente en el sexto semestre se cursa el Módulo V denominado estructura un plan empresarial o una microempresa.
Cada modulo servira de apoyo para el desarrollo de los subsecuentes, mismos que generan los conocimientos, habilidades, de estresa y actitudes necesarias en el egresado para que pueda insertarse en el mercado laboral y así responder a las tendencias tecnológicas que demanda el sector industrial y/o de salud para desarrollar procesos productivos independientes, según las necesidades de su entorno. La estructura de la carrera permitira al alumno insertarse en el sector productivo o de servicios desde que culmina el segundo semestre como auxiliar de laboratorio y al finalizar su formación profesional técnica se incorporara como técnico analista Químico-Clínico.
A la par los componentes de formación basica y propedéutica fortalecen el propósito de la carreara Técnico Laboratorista Químico-Clínico si como la formación integral de los al
La descripción de la carreara expresa la justificación de su creación con respecto a las necesidades de formación que den respuesta alas de mandas del sector productivo y social, los módulos profesionales que lo integran, así como sudoración por semestre.
El plan de estudio del bachillerato tecnológico, establece la estructura curricular de la materia del componente basico y propedéutico así como los módulos profesionales del componente de formación profesional, organizados en seis semestres y el total dehoras/semanas/mes a cubrir, con el propósito de definir las posibles rutas de formación que el alumno elija con forme a sus necesidades e intereses académicos.
El perfil de ingreso determina competencias recomendables que el estudiante debe demostrar al ingresar al bachillerato tecnológico con el propósito de obtener información para ajustar tanto contenido, como estrategias didacticas y formas de evaluación de los resultados de aprendizaje.
El perfil de egreso describe el repertorio de competencia profesional basica y extendidas que el alumno demostrara al concluir su formación y transferir al desempeño de sus función productiva.
La relación de los módulos profesionales de cada carrera técnica con las normas de competencia empleadas como referente para la elaboración de cada programa de estudio y la identificación de los sitios de inserción en el mercado de trabajo, sirve para contextualizar como los estudiantes los estudiantes los requerimientos de formación profesional que demanda el sector productivo.

2.2. Objetivo de la carrera

El bachillerato tecnológico Jaime Keller Torres dentro de la carrera técnico Laboratorista químico; trabaja con el objetivo de formar en el alumno actitud y aptitud competente dentro del sector salud y/o industrial para una buena función en la aplicación de sus habilidades, cono cimientos y destrezas.

2.3. Perfil de egreso

El perfil profesional e la carera de técnico Laboratorista Químico establece actitudes con sentido crítico y reflexivo en su actividad profesional de manera multi disciplinada dirigido a la aplicación de la química clínica donde el estudiante egresado aplica elproceso enseñanza-aprendizaje de los conocimientos, aptitudes y destrezas basicas requeridas para desempeñar en diversos ambitos: salud, industria química, alimentaria, farmacéutica, vinícola así como también como el control microbiológico en aguas.
Habilidades
Identifica los principios de calidad, seguridad, higiene e instrumentación de laboratorio.
Opera instrumentos y equipo para los analisis químicos y/o clínicos siguiendo las normas de calidad, seguridad e higiene establecida.
Planea, organiza y opera el trabajo en el laboratorio clínico y/o industrial atreves de diferentes tipos de analisis.
Procesa la técnica para el diagnostico clínico y/o industrial.
Observación y analisis.

Conocimientos.
Identifica las areas específicas y laborales del laboratorio clínico y/o químico, así como su funcionamiento y procedimientos.
Aplica los procedimientos y técnicas para el manejo de reactivos, materiales y equipo de laboratorio con base en normas oficiales mexicanas (NOM), internacionales (ISO) y de competencia laboral (conocer).
Realiza los procedimientos y técnicas para obtención de diferentes tipos de muestras biológicas y/o químicas con base en normas oficiales mexicanas (NOM), internacionales (ISO) y de competencia laboral (conocer).
Procesar muestras biológicas y/o químicas utilizando las técnicas cualitativas y cuantitativas.
Maneja las tecnologías de la información y de la comunicación en sus actividades laborales.
Aplica los lineamientos de ecología y protección al medio ambiente, para interactuar en su ambito laboral.
2.4. ANALISIS DE LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES DESARROLLADAS DE ACUERDOAL PERFIL DE EGRESO.


En el transcurso de la carrera de Técnico Laboratorista Químico se desarrollan las competencias profesionales genéricas, atributos y las disciplinares.

Competencias Genéricas

C1. Se conoce y valora a sí mismo y aborda problemas y retos teniendo en cuenta los objetivos que persigue.
C2. Es sensible al arte y participa en la apreciación e interpretación de sus expresiones en sus distintos géneros.
C3. Elige y practica estilos de vida saludable.
C4. Escucha, interpreta y emite mensajes coherentes en distintos contextos mediante la utilización de medios, códigos y herramientas apropiadas.
C5. Sustenta una postura personal sobre temas de interés y relevancia general, considerando otros puntos de vista de manera crítica y reflexiva.
C7. Aprende por iniciativa e interés propio a lo largo de la vida.
C8. Participa y colabora de manera efectiva en equipos diversos.
C10. Mantiene una actitud respetuosa ante la interculturalidad y la diversidad de creencias, valores, ideas y practicas sociales.

COMPETENCIA(S) DISCIPLINAR(ES) BASICA(S) A DESARROLLAR:

Aplica las competencias profesionales de la carrera técnica en el escenario real, de acuerdo a su desempeño profesional.
Reconoce los fundamentos teórico practico del ejercicio profesional de la carrera técnica, con base a las necesidades del escenario real.
Emplea la estructura metodológica de la opción de titulación elegida, mediante la investigación realizada durante la estadía para el desarrollo del proyecto académico laboral.
Competencias profesionales que posee el estudiante de estadías o en su defecto que estadesarrollando

Competencias profesionales

Clasifica y manipula el material de laboratorio, interpreta instrucciones para el cuidado, almacén y mantenimiento de reactivos y equipo.
Aplica las normas y reglamento para el manejo de reactivos, material y equipo de laboratorio.
Aplica normas internacionales (ISO). Normas oficiales mexicanas (NOM). Relativas a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo para el manejo, transporte y almacenamiento de reactivos químicos peligrosos.
De muestra el entendimiento de hechos a través de la estructura, descripción y organización para la elaboración de la guía de observación.
Aplica estandares y herramientas estadísticas en los resultados de los analisis químicos y microbiológicos con base a la normatividad vigente.
Analiza cualitativa mente los componentes de una muestra atreves de la aplicación de métodos analíticos.
Identifica microorganismos a través del analisis microbiológico.
Obtiene muestras biológicas del cuerpo humano, atendiendo al paciente con bioética, desarrolla técnicas parasitológicas.
Analiza cuantitativa mente los componentes de una muestra a través de métodos volumétricos y complejo métricos.
Aplica técnicas microbiológicas. Analiza productos alimenticios, agua y vinos con métodos microbiológicos.
Determina la estructura administrativa y el proceso de producción del desarrollo tecnológico, producto o servicio.
Realiza técnicas inmunohematologicas. Realiza biometría hematica y química sanguínea.
Cuantifica los elementos obtenidos de una muestra, aplicando el proceso de gravimetría a diversas muestras.
Analiza diferentes tipos demuestra con métodos físico-químicos y bioensayos para identificar el posible daño toxico de diversas sustancias.
Comercializa el producto en la feria regional.
Procesa técnicas de valoración del metabolismo.

CAPITULO III
Arquitectura del proyecto tecnológico

Nota: en donde se colocarían los subtítulos 3.1 que corresponden a descripción de los pasos para la construcción del `prototipo 3.2 especificaciones técnicas y de precisión que se requieren para su construcción
Fundamento teórico
Para determinar el tamaño del contenedor (capacidad de agua) se realizo un estudio específico para calcular el gasto, tiempo y velocidad del agua que se desperdicia por persona en un receso.
Al determinar el consumo personal se hizo un recuento del gasto de agua en un grupo de personas.
De acuerdo a los resultados obtenidos se determino las características del filtro y de los contenedores para una mayor resistencia (al contener el agua) y mejor flujo (en el momento de filtrado).
Los analisis realizador dieron los siguientes resultados
GASTO POR PERSONA
VOLUMEN DEL AGUA
TIEMPO
GASTO
150 ml
15s mínimo y maximo 1 min
2.30 L

GASTO POR GRUPO
VOLUMEN DEL AGUA
TIEMPO
GASTO
3750 ml
10 hrs (4 semanas 3 días en receso)
365 L

Partículas
Las partículas pueden existir en cualquier tamaño y pueden ser partículas sólidas o gotas líquidas. El tamaño no es la única diferencia, cada tipo de partículas estan formadas de diferente material y provienen de diferentes lugares.
El tamaño de partícula categoriza cualquier tipo de polvo según su tamaño en: Muy grueso: Cuando seobtienen partículas mayores a 1000 µM. Grueso: Cuando se obtienen partículas entre 355 – 1000 µM. Moderadamente fino: Cuando se obtienen partículas entre 180 – 355 µM. Fino: Cuando se obtienen partículas entre 125 – 180 µM. Muy fino: Cuando se obtienen partículas entre 90 – 125 µM.
Medida del tamaño de partícula Para determinar el tamaño y la distribución de frecuencia de las partículas se dispone en primera medida de: Métodos directos, en los cuales se separan las partículas visualizadas en fracciones por tamaño o por peso referente a una escala. Métodos indirectos, la medida del tamaño se basa en la medición de una propiedad física (eje. volumen equivalente, volumen de sedimentación, masa, densidad, viscosidad, etc.) relacionada con el tamaño de las partículas.
Haciendo hincapié en que van a quedar atrapados las partículas en este filtro permitiendo el flujo libre después en la tubería del liquido reduciendo el riesgo de incrustaciones y obstrucciones en ella. En este caso se tomara de referencia
Aclaración que es un método de separación de fluido de partículas sólidas. A menudo durante la aclaración, las partículas sólidas se hunden mas rapido a la parte inferior del envase, mientras que la clarificación de líquidos se obtiene a partir de la superficie que esta libre de partículas sólidas. El engrosamiento es lo mismo, salvo la aclaración inversa. Sólidos que se depositan en el fondo y el líquido se obtienen se rechaza de la superficie.
La diferencia de estos métodos puede ser demostrada con los métodos utilizados en el tratamiento de aguas residuales.
La duración que toman las partículas sólidas paraestablecerse en la parte inferior se puede ilustrar con la ley de Stokes':
v = (ρ '- ρ) g x ² / (18 μ)
Cuando
v = velocidad de hundimiento / flotación (cm / s)
ρ '= densidad de las partículas sólidas (g / cm ²)
ρ = densidad del líquido (g / cm ²)
g = aceleración de la fuerza gravitacional de la tierra (9,81 m / s ²)
x = diametro de las partículas sólidas (cm)
μ = viscosidad del líquido (g / cm)

Los elementos que intervienen en la filtración son: 
Un medio filtrante. Un fluido con sólidos en suspensión. Una fuerza. Una diferencia de presión que obligue al fluido a avanzar. Un dispositivo mecanico, llamado filtro que sostiene el medio filtrante, contiene el fluido y permite la aplicación de la fuerza.

 Los medios filtrantes se pueden dividir en dos grupos: 
Los que actúan formando una barrera delgada que permite el paso sólo del fluido y no de las partículas sólidas en suspensión en él.
Los que actúan formando una barrera gruesa al paso del fluido

Carbón activado
Describe una familia de adsorbentescarbonaceos altamente cristalinos y una estructura porral interna extensivamente desarrollada. Existe una amplia variedad de productos de carbón activado que muestran diferentes características, dependiendo del material de partida y la técnica de activación usada en su producción.1
Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de microporos (poros menores a 1 nanómetro de radio). A causa de su alta microporosidad, un solo gramo de carbón activado puede poseer un area superficial de 500 m² o mas.
El carbón activado se utiliza en la extracción de metales (v. gr. oro), lapurificación de lagua (tanto para la potabilización a nivel público como doméstico), en medicina para casos de intoxicación, en el tratamiento de aguas residuales, clarificación de jarabe de azúcar, purificación de glicerina, en mascaras antigas, en filtros de purificación y en controladores de emisiones de automóviles, entre otros muchos usos.
Producción
Generalmente se produce por dos métodos diferentes
1. Activación química: una sustancia deshidratante, que puede ser un acido, se mezcla con la materia prima y se somete a un tratamiento a temperaturas moderadas. Esta técnica puede ser problematica porque, por ejemplo, al usar como agente deshidratante cloruro de zinc los residuos del cinc pueden permanecer en el producto final, aun después de lavado.
2. Activación física o del vapor: el material carbonizado se trata con una mezcla de gases de combustión y vapor de agua a una alta temperatura para que se active.
Como material de partida se usan varios materiales carbonosos, como cascaras de nuez, madera, coco.
Características
El carbón activado puede tener un area superficial mayor de 500 m²/g, siendo facilmente alcanzables valores de 1000 m²/g. Algunos carbones activados pueden alcanzar valores superiores a los 2500 m²/g. A modo de comparación, una cancha de tenis tiene cerca de 260 m².
Bajo un microscopio electrónico, la estructura del carbón activado se muestra con una gran cantidad de recovecos y de grietas. A niveles mas bajos se encuentran zonas donde hay pequeñas superficies planas tipo grafito, separadas solamente por algunos nanómetros, formando microporos. Estos microporos proporcionan las condiciones paraque tenga lugar el proceso de adsorción. La evaluación de la adsorción se hace generalmente mediante la adsorción nitrógeno gaseoso a 77 K bajo alto vacío.
El carbón activo saturado se puede regenerar mediante la aplicación de calor. Los Aero geles de carbón, que son mas costosos, tienen superficies efectivas muy altas y encuentran uso similar al carbón activado en aplicaciones especiales.
Sus principales características son
Area superficial
Es la extensión de la superficie de los poros desarrollada dentro de la matrix del carbón activado. Se mide usando nitrógeno (N2). Es el indicador primario del nivel de actividad, asumiendo que a mayor area superficial, mayor número de puntos de adsorción disponibles.
Radios porrales
La determinación de la distribución de los tamaños de los poros es una forma extremadamente útil de conocer el comportamiento del material. La IUPAC define la distribución de radios porrales de la siguiente forma:
Microporos r < 1 nm
Mesoporos r ≈ 1-25 nm
Macroporos r > 25 nm
Los macroporos son la vía de entrada al carbón activado, los Mesoporos realizan el transporte, y los microporos la adsorción.
Número de yodo
Es una medida de la porosidad mediante adsorción de yodo en solución.
Actividad de tetracloruro de carbono
Es una medida de la porosidad mediante adsorción de vapor saturado de tetracloruro de carbono.
Dureza
La dureza es un factor importante en el diseño del sistema, la vida útil de los filtros y la forma de manipulación. Presenta grandes variaciones, dependiendo del material original y su nivel de actividad.
Densidad
La densidad bulk debe considerarse cuidadosamentecuando se deban llenar volúmenes fijos; puede tener implicaciones comerciales. La densidad limpiado y secado siempre muestra un valor menor, debido a la película de agua entre las partículas de carbón activado.
Tamaño de las partículas
Cuanto mas fino es el tamaño de las partículas de un determinado carbón activado, mejor es el acceso al area superficial y mas rapida es la tasa de cinética de adsorción. En sistemas de fase vapor, esto se debe considerar junto con la caída de presión, que afecta los costos energéticos. Una elección cuidadosa del tamaño de las partículas puede proveer significativos beneficios operativos.

Uso en Filtros para aire, gas comprimido y purificar el agua
Los filtros con carbón activado se utilizan generalmente en la purificación de aire, agua y gases, para quitar vapores de aceite, sabores, olores y otros hidrocarburos del aire y de gases comprimidos. Los diseños mas comunes utilizan filtros de una o de dos etapas, donde el carbón activado se introduce como medio filtrante. También tiene uso para purificación del agua de lluvias en zonas donde esta es usada para usos domésticos. Para su aplicación en tratamiento de agua se requiere 1 a 3 pies de carbón activado para tratar 1 millón de litros de agua, siempre y cuando, la concentración de cloro libre sea igual o menor a 1 ppm (parte por millón). Existen filtros de carbón activado a los que se les agrega plata para que no se desarrollen bacterias en él, circunstancia no verifica de manera independiente. Ademas de que se corre el riesgo de que la misma plata contamine el agua.
Los filtros con partículas mas pequeñas de carbón activadotienen generalmente una mejor tasa de absorción. Por otro lado, la acidez y temperatura del agua a filtrar influyen en el desempeño del filtro de carbón activado. A mayor acidez y menor temperatura del agua, el desempeño de los filtros de carbón activado mejora. El asbesto no puede ser eliminado del agua a través de un filtro de carbón activado. Un filtro de carbón activado debe ser remplazado entre cada 2,800 y 3,750 litros de agua filtrada, lo cual es solo un referente pues la capacidad de filtración y vida del filtro dependeran de la calidad del agua que se filtra. El tamaño del poro del carbón activado y el tamaño de las partículas a filtrar también influyen en la vida y capacidad de filtración del filtro de carbón activado. Por lo que la única forma de saber si un filtro de carbón activado ha dejado de funcionar es hacer un analisis del agua resultante del filtro, pues ni el sabor u olor pueden ser un referente certero. Una vez que se ha saturado un filtro de carbón activado, el agua que pase por él, resultara mas contaminada que si no se filtrara. Los filtros de carbón activado que son colocados al final del grifo tienen un desempeño inferior respecto a los que son colocados debajo del lavabo o tarja debido al poco volumen de carbón activado que contienen. Asimismo se recomienda remplazar los filtros de carbón de activado a una tasa del doble de lo que recomiendan los fabricantes. Los filtros que 'avisan' el momento de cambiar el filtro son inexactos y la saturación y consecuente contaminación del agua puede ocurrir mucho antes de que avise.
Hidraulica

Es una rama de la física y la ingeniería que seencarga del estudio de las propiedades mecanicas de los fluidos. Todo esto depende de las fuerzas que se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma.
Las civilizaciones mas antiguas se desarrollan a lo largo de los ríos mas importantes de la Tierra, como el Tigris e Indo. La experiencia y la intuición guiaron a estas comunidades en la solución de los problemas relacionados con las numerosas obras hidraulicas necesarias para la defensa ribereña, el drenaje de zonas pantanosas, el uso de los recursos hídricos, la navegación.
En las civilizaciones de la antigüedad, estos conocimientos se convirtieron en privilegio de una casta sacerdotal. En el antiguo Egipto los sacerdotes se transmitían, de generación en generación, las observaciones y registros, mantenidos en secreto, respecto a las inundaciones del río, y estaban en condiciones, con base en éstos, de hacer previsiones que podrían ser interpretadas facilmente a través de adivinaciones transmitidas por los dioses. Fue en Egipto donde nació la mas antigua de las ciencias exactas, la geometría que, según el historiador griego Herodoto, surgió a raíz de exigencias catastrales relacionadas con las inundaciones del río Nilo.
Con los griegos la ciencia y la técnica pasan por un proceso de desacralización, a pesar de que algunas veces se relegan al terreno de la mitología.
Tales de Mileto, de padre griego y madre fenicia, atribuyeron al agua, el origen de todas las cosas. La teoría de Tales de Mileto, al igual que la teoría de los filósofos griegos subsecuentes del período jónico, encontraría una sistematización de sus principios en la física de Aristóteles.Física que, como se sabe, esta basada en los cuatro elementos naturales, sobre su ubicación, sobre el movimiento natural, es decir hacia sus respectivas esferas, diferenciado del movimiento violento. La física antigua se basa en el sentido común, es capaz de dar una descripción cualitativa de los principales fenómenos, pero es absolutamente inadecuada para la descripción cuantitativa de los mismos.
Las primeras bases del conocimiento científico cuantitativo se establecieron en el siglo III a. C. en los territorios en los que fue dividido el imperio de Alejandro Magno, y fue Alejandría el epicentro del saber científico. Euclides recogió, en los Elementos, el conocimiento precedente acerca de la geometría. Se trata de una obra única en la que, a partir de pocas definiciones y axiomas, se deducen una infinidad de teoremas. Los Elementos de Euclides constituiran, por mas de dos mil años, un modelo de ciencia deductiva de un insuperable rigor lógico. Arquímedes de Siracusa estuvo en contacto epistolar con los científicos de Alejandría.
Arquímedes realizó una gran cantidad de descubrimientos excepcionales. Uno de ellos empezó cuando Hierón II reinaba en Siracusa. Quiso ofrecer a un santuario una corona de oro, en agradecimiento por los éxitos alcanzados. Contrató a un artista con el que pactó el precio de la obra y ademas le entregó la cantidad de oro requerida para la obra. La corona terminada fue entregada al rey, con la plena satisfacción de éste, y el peso también coincidía con el peso de oro entregado. Un tiempo después, sin embargo, Hierón II tuvo motivos para desconfiar de que el artista lo había engañado sustituyendouna parte del oro con plomo, manteniendo el mismo peso. Indignado por el engaño, pero no encontrando la forma de demostrarlo, solicitó a Arquímedes que estudiara la cuestión. Absorto por la solución de este problema, Arquímedes observó un día, mientras tomaba un baño en una tina, que cuando él se sumergía en el agua, ésta se derramaba hacia el suelo. Esta observación le dio la solución del problema. Saltó fuera de la tina y, emocionado, corrió desnudo a su casa, gritando: “Eureka! Eureka!” (Que, en griego, significa: '¡Lo encontré, lo encontré!').
Arquímedes fue el fundador de la hidrostatica, y también el precursor del calculo diferencial: recuérdese su célebre demostración del volumen de la esfera, y en conjunto con los científicos de Alejandría no desdeñó las aplicaciones a la ingeniería de los descubrimientos científicos, tentando disminuir la brecha entre ciencia y tecnología, típica de la sociedad de la antigüedad clasica, sociedad que, como es bien sabido, estaba basada en la esclavitud.
En el campo de la hidraulica él fue el inventor de la espiral sin fin, la que, al hacerla girar al interior de un cilindro, es usada aun hoy para elevar líquidos.

Gasto

El gasto es aquel que nos permite determinar el tamaño del contenedor mediante una serie de calculos, para determinarlo se tiene que medir la cantidad de agua y el tiempo que tarda una persona en higienizarse las manos, también se tomara en cuenta si el agua es ocupada para cubrir otro tipo de necesidades como mojarse el cabello, de ahí se realiza un conteo por la cantidad de personas que ocupan el agua, debido a esto se toma como referencia elreceso a causa de que es en el momento en el que mayor número de alumnos y docentes ocupan el servicio de sanitario.
El gasto nos ayudara a que se determine la capacidad de nuestro contenedor para el almacenamiento de agua para que este no se llegue a saturar y evitar los derrames del mismo y así no atiborre el filtro y este pueda cumplir con el parametro de calidad para la adecuada caracterización de filtración de agua.

CAUDAL
El caudal corresponde a una cantidad de agua que pasa por un lugar (canal, tubería, etc.) en una cierta cantidad de tiempo, o sea, correspondiente a un volumen de agua (litros) por unidades de tiempo (segundos, minutos) las unidades de medidas son :
Litros por segundo= L/S
Litros por minuto= L/min
Litros por hora= L/h
Metros cúbicos por hora= m3/h
El caudal se puede medir por un método volumétrico el cual permite medir pequeños caudales de agua, como los de riego. Para ello es necesario contar con un contenedor de volumen conosido en el cual se conecta el agua, anotando el tiempo que tardo en llenarse esta operación puede repetirse dos o tres veces y se promedia con el fin de asegurar una mayor exactitud

Medición del caudal utilizando balde y cronometro
El método de la trayectoria es otra forma de medir el caudal en tuberías y bombas. Con el es posible obtener una aproximación aceptable cuando se usa en forma adecuada se debe utilizar una escuadra midiendo del lado y aprox. 25 cm, la medición se realiza deslizando la escuadra asta que el extremo inferior (mango) roce el chorro de agua que sale del tubo, el lado x del tubo debe quedar paralelo y apoyado ene l tubo, para asimedir la distancia que hay desde el punto donde el chorro toca la regla a la boca de salida de la tubería una vez realizada la medición en el lado x se mide el diametro interno del tubo con estos dos valores se determina el caudal.



Caudal en L/s para varios diametros de tuberia





Medición de caudal en una tubería llena horizontal, utilizando el método de la trayectoria






VOLUMEN
Es una magnitud escalar definida como el espacio ocupado por un cuerpo. Es una función derivada ya que se halla multiplicando las tres dimensiones.
En matematicas el volumen es una medida que se define como los demas conceptos métricos a partir de una distancia o tensor métrico.
En física, el volumen es una magnitud física extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos o materiales.
La unidad de medida de volumen en el Sistema Internacional de Unidades es el metro cúbico, aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la vida practica.
La capacidad y el volumen son términos que se encuentran estrechamente relacionados. Se define la capacidad como el espacio vacío de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u otras cosas. Se define el volumen como el espacio que ocupa un cuerpo. Por lo tanto, entre ambos términos existe una equivalencia que se basa en la relación entre el litro (unidad de capacidad) y el decímetro cúbico (unidad de volumen).

3.1 Diseño del filtro
El diseño del prototipo (filtro), esta basada en los resultados de los analisis realizados al agua residual para caracterizarla, el filtro fue diseñado para cubrir las especificacionesrequeridas en la normatividad vigente que permita ser utilizado como agua de riego. A continuación se presentan los resultados obtenidos en la caracterización del agua residual.
MUESTRA
DENSIDAD
pH
Cl (ppm
BACTERIOLOGICOS
DUREZA TOTAL (ppm)
1
.6
7.56
.7
Negativo

2
.7
7.52
1.7
Negativo

3
MC
6.92
1.7
Negativo

4
.8
7.35
MC
Negativo

5
.6
7.38
MC
Negativo

6
MC
7.05
1.05
Negativo

7
.7
7.01
3.15
Negativo

8
MC
7.32
MC
Negativo

9
.7
6.81
1.7
Negativo

10
.7
7.11
MC
Negativo


De acuerdo a los resultados obtenidos se determino que el filtro adecuado para la obtención de agua de riego es físico. Comprobando y comparando los parametros obtenidos en cada uno de los analisis. Se manifestaron las características y los tipos de partículas que se utilizarían para la filtración del agua, con el único propósito de ayudar a que las impurezas que puedan existir en el agua se filtraran con mayor facilidad y así se puedan garantizar la calidad y que al mismo tiempo respete las normas adecuadas para el agua de riego.
Es esencial que se respetara las características que le dan las propiedades adecuadas para uso adecuado y no llegue a afectar la permanencia de las plantas. Y al mismo tiempo no afecte la salud de los alumnos y al personal de intendencia que reinciden en la institución.














Los tipos de piedra a utilizar son
Tezontle, Piedra pómez, Grava, Arena (no muy fina), Carbón activado.
Hay que tomar en cuenta que se coloca una maya ultra fina debajo del filtro para capturarlas impurezas mas pequeñas.



















CAPITULO IV
IMPACTO SOCIO AMBIENTAL











4.1 TRANSENDENCIA AMBIENTA.




















4.2 BENEFICIOS DE SU SERVICIO.


Este proyecto tiene un beneficio ambiental muy productivo debido a que se reutiliza el agua residual ayudando a que esta sirva como agua de riego.
Normalmente se desperdicia el agua residual de los baños de la escuela Arturo Montiel y también hay un gasto considerable para el riego de las plantas de la misma institución. De acuerdo a esto se hicieron los analisis correspondientes para poder determinar el filtro y así mejorar la calidad del agua para que cumpla con las nomas adecuadas para que se convierta en agua de riego y no afecte a los alumnos ni a las plantas.













ANEXOS





En esta parte se explicara la metodología usada para los analisis con el fin de establecer la calidad del agua y así precisar el tipo de filtro a realizar.
ANALISIS MICROBIOLOGICO


















DETERMINACION DE CLORO
Objetivo: determinar el cloro por el método argento métrico en el agua residual
Material
Vaso de precipitado Pipeta Bureta Soporte universal
Cromato de potasio al 5% Muestras Nitrato de plata al 0.1 acido bórico

DETERMINACION DE Ph
Objetivo: determinar el ph mediante el equipo para obtener una mayor exactitud en el resultado.
Material
Ph metro
Vaso de precipitado
Buffer de ph conocido
Agua destilada