Biozono: curando las aguas de San Mateo

Objetivo del proyecto, problema a resolver y principales acciones

El objetivo principal del proyecto fue el de descontaminar las aguas de metales pesados del Río Millotingo en San Mateo, utilizando residuos orgánicos como cáscara de plátano y naranja para beneficiar a los agricultores de la zona.

La pregunta principal que queríamos responder era ¿Cómo curar las aguas del Río Millotingo con cáscaras de plátano y naranja mediante la técnica de la Biorremediación? El problema de la comunidad era que sus aguas estaban contaminadas por metales pesados como plomo, cadmio y zinc afectando sus cultivos. El desafío se identificó a través de entrevistas directas a la comunidad, para evaluar cómo era afectada por esta situación..

Biozono, nace de la observación a la problemática ambiental del agua, en la comunidad de Parac Millotingo. Se ha observado que al río llega relave minero, causando el cambio del suelo y los productos agrícolas como la alfalfa, papa, oca. Un estudio de calidad de las aguas demostró que contienen metales pesados (plomo, cadmio, zinc) por encima de los niveles permisibles, lo cual indica que no es apta para la agricultura. Siendo el agua de este río necesaria para la agricultura (principal actividad económica y de generación de productos para el consumo humano directo de los pobladores de Parac, Millotingo), al encontrarse notables concentraciones en mg/l de metales, el río produce enfermedades como cáncer, según la OMS. Ante esta problemática ambiental observada, podemos afirmar que es necesario implementar una alternativa de solución tecnológica que permita recuperar o remediar el agua de la comunidad. En ese sentido, es necesario revisar los estándares de calidad del agua. Este proyecto se viene trabajando desde 2018 con varios compañeros y se ha ido fortaleciendo

Para planificar el proyecto fue necesario que el grupo se reuniera fuera de las horas de clases en un espacio de ciencias denominado Club de Ciencias, donde los estudiantes analizaban y debatían en equipo problemas de su comunidad para resolverlas mediante propuestas innovadoras. Identificamos el problema de la contaminación del agua saliendo al campo a realizar observaciones y haciendo análisis de la problemática. Cada semana planificábamos el trabajo a realizar en equipo.

El proyecto fue una construcción colectiva, entre los estudiantes y yo.

Acceda a los materiales y referencias disponibilizados por el(a) profesor(a)

Profundización en el tema e involucramiento de la escuela y la comunidad local

Se logró comprender al analizar el problema , buscando información sobre el lugar , se realizó algunas entrevistas a las autoridades locales.

Hasta el momento, se ha logrado identificar el nivel de contaminación por metales pesados en porcentajes, mediante el análisis del agua del río Millotingo. Se ha logrado adsorber estos residuos utilizando la combinación de cáscaras de plátano y naranja que tiene un efecto de ‘curación de agua’, comprobando el resultado mediante un análisis especial pre y post tratamiento de la técnica.

Durante la primera etapa donde se curaba en contenedores de 20 litros, se logró capacitar a los agricultores para el uso de esta técnica, logrando sensibilizarlos y obtener su aprobación y seguir ampliando el proyecto a una escala mayor que siguió su curso en más de 100 metros cúbicos, beneficiando a 700 familias agricultoras.

La comunidad escolar se involucró mediante la motivación desde el club de ciencias “Joel Isidro Arce” por hacer proyecto en favor al medio ambiente, donde participaron estudiantes con sus aportes; los padres en el apoyo económico y la dirección dando apoyo total al proyecto.

El equipo Biozono fundamentó el proyecto en la Municipalidad de San Mateo, ante las autoridades logrando el financiamiento para la obtención de análisis de agua y movilidad. La Comunidad Campesina de San Mateo nos brindó apoyo para curar las aguas.

El desarrollo de la solución

• Paso 1: Observación: Se identificó las aguas contaminadas por metales pesados, que perjudican a los agricultores que la utilizan para sus cultivos.
• Paso 2: Análisis de agua: para la experimentación y demostración, se utilizó 1 litro de agua, como muestra para el análisis en los laboratorios de la UNALM. Los resultados demostraron la presencia de los metales pesados: plomo 1.012 mg/l, Cadmio 2.016 mg/l, Zinc 3.120 mg/l, con valores por encima de los límites permisibles según MINAM – OMS.
• Paso 3: Búsqueda de antecedentes e información para fundamentar este estudio, como artículos científicos y tesis.
• Paso 4: Recolección de cáscaras de naranja y plátano, para deshidratación en temperatura ambiente y obtención del polvillo, mediante uso de un molino manual.
• Paso 5. Pruebas de Funcionamiento del polvillo de plátano y naranja: se realizaron 3 pruebas por ensayo y error, de 5 gr/litro de agua,10 gr/litro y 20 gr/ por litro. En la prueba 1 se logró adsorber el 75%; en la prueba 2 el 99% y en la prueba 3 el 99% de plomo, cadmio y zinc. En cada prueba la comprobación fue con análisis de agua midiendo cantidad de metales pesados, llegando a determinar el uso de 10gr. por litro de agua para este proyecto.
• Paso 6: Proceso de Curación de agua: El proceso de bioadsorción empieza en 2 horas y completa su máximo en 24 horas, la naranja contiene pectina y mucílago, el plátano celulosa y lignina, que, al contacto con el H2O, forman quelatos. Estos grupos funcionales tienen cationes y los metales pesados tiene aniones; la interacción que se produce se adhieren formándose una cadena galacturónica nueva, reemplazando el acetato de etileno, el hidroxilo y carboxilo por plomo, cadmio y zinc logrando la bioadsorción de estos metales.
• Paso 7: Comprobación de resultados: Pasada las 24 horas, se extrajo un litro de agua para llevarlos al laboratorio de la UNALM. Los resultados obtenidos fueron: (plomo <0.001 mg/l.), (cadmio <0.005 mg/l (zinc 0.040 mg/l.), concentraciones por debajo de los límites permisibles.
• Paso 8: Análisis de datos porcentuales: Para comprobar el funcionamiento se realizaron 3 pruebas de bioadsorción combinando las cáscaras.

• Paso 9. Conclusiones: La combinación de cáscaras de naranja y plátano, por sus propiedades químicas (compuestas por pectina y celulosa) obtuvieron mejores efectos, logrando reducir los niveles de plomo, Cadmio y Zinc. La utilización de 10gr. de polvillo de cáscara de plátano y naranja por litro de agua, tiene mayor efectividad en la absorción de metales pesados; el tiempo de bioadsorción es más efectiva en 24 horas, donde alcanza su máximo poder de absorción. Esto está comprobado con los resultados obtenidos en la experimentación y la escalabilidad del proyecto es viable, porque biozono funciona desde un litro de agua hasta más de 100m3.
• Paso 10. Implementación de la alternativa de solución tecnológica
  • Inicialmente a cada familia se le entregó una fuente de 20 litros y 200 gr. de polvillo de cáscara de plátano y naranja para descontaminar las aguas de metales pesados.
  • Actualmente se ha implementado en tanques 1100 litros de agua por 10 kilos de polvillo.
  • Se implementará en una poza de 100 m3, con el apoyo de los aliados estratégicos, donde cada familia agricultora entregará 1 ½ kg. de polvillo para ejecutar a mayor escala y se le capacitará para uso de la técnica biozono.

La construcción del prototipo

Si bien se ha indagado otras investigaciones donde han utilizado las cáscaras de manera individual, el equipo Biozono ha determinado su propia fórmula de bioadsorción de metales logrando utilizar la combinación de dos residuos orgánicos: cáscara de plátano y naranja, los cuales han generado mayor eficacia en el proceso de curación.. Esta nueva receta fue seleccionada a partir de ensayos de prueba y error; se utilizaron diversas combinaciones y se obtuvo los mejores resultados con la combinación de 10 gr de polvillo de cáscara por litro de agua contaminada. Esta combinación tiene un mayor poder de adsorción de metales. Otro factor, es el tiempo máximo de bioadsorción de metales en 24 horas. Los principios científicos que sustentan los resultados son los antecedentes y artículos científicos realizados por otros investigadores que solo usan 5 gramos de polvillo de una sola fruta y en 2 horas adsorben metales.

Paso 11. Impacto

• Impacto ambiental de la alternativa de solución tecnológica: Contribuye a la recuperación de aguas contaminadas con metales pesados.
• Impacto económico de la alternativa de solución tecnológica: Contribuye al mantener la economía familiar y en la comunidad comercializar los productos agrícolas.
• Impacto social de la alternativa de solución tecnológica: Contribuye al buen vivir de la comunidad cuidándose toda su salud, y generando compromiso en las personas hacia el cuidado del ambiente.

Evaluación del proceso y de la solución desarrollada

Cada mes se hizo la evaluación del proyecto en equipo, donde se corregían los errores y mejorábamos el proyecto con la participación de todos los estudiantes.

 

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