FÍSICA


ECO-FRIENDLY: LAVADORA PORTÁTIL.

Imagen 1.
OBJETIVO:

Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sustentable en los hogares de bajos recursos y/o que no cuenten con el recurso necesario para satisfacer sus necesidades, así como hogares que tengan un buen nivel de vida pero quieran mejorar y preservar el ambiente, de esta manera disminuir  la contaminación de este recurso por actividades domésticas puesto que al hacer uso de este medio de forma constante en la vida cotidiana, la mayoría de las personas tienden a desperdiciar y a contaminar dicho recurso.

PROBLEMÁTICA:

La escasez de agua es una problemática demasiado importante para el desarrollo humano, ya que es el elemento vital para el funcionamiento de nuestro organismo, así como para los animales y resto de seres vivos en el planeta tierra. Según la OMS una persona debe consumir un promedio 100 L de agua al día para satisfacer las necesidades de salud e higiene, pero por persona aproximadamente se consumen hasta 250 L de agua al día, lo que provoca una cantidad enorme de desperdicio de agua. 

El consumo excesivo de esta por parte de la población mundial es tanto que llega a ocasionar problemas ambientales afectando así a la salud. Algunas de las consecuencias que tiene la contaminación del agua radican en los efectos tan tóxicos en los organismos marinos que están rompiendo la cadena trófica, elementos tan importantes para mantener el equilibrio de mares y océanos ya que algunos productos para el hogar se han hallado en el interior de los organismos de los animales marinos.

Otra consecuencia que poco se ha tomado en cuenta es el lavar la ropa la cual contiene químicos como la tricloroanilina y el nonilfenol causando el cambio de la fórmula química del agua. 
Alteración del agua al disminuir el oxígeno en su composición causa de la deforestación, que origina la aparición de sedimentos y bacterias bajo el suelo y la consiguiente contaminación del agua subterránea.
Por último y no menos importante la escasez de agua. Además de que en estos casos también se afecta a la sociedad con bajos recursos, ya que por estar marginados no cuentan con un adecuado tratamiento para el agua y esto los hace formar y estar expuestos a la contaminación. Y ya que es uno de los niveles más vulnerables a percibir las consecuencias de este problema. 

SOLUCIÓN:

Ante las consecuencias mencionadas anteriormente es necesario poner en marcha algunas soluciones. En su estudio, la organización ecologista Greenpeace propone varias medidas, pero la solución más viable e importante es la reducción del consumo de agua, por eso el proyecto en marcha está pensado para el uso doméstico ya que nos percatamos de que existe un desecho de agua y contaminación de esta misma al realizar dichas actividades.
Por lo tanto, la construcción de una lavadora portátil podrá utilizarse en los hogares sirviendo como una alternativa para lavar ropa sin necesidad de gastar tanta agua. A su vez, disminuye la cantidad de agua contaminada por detergentes que es desechada al usar una lavadora común, debido a que al ser menor la cantidad de agua que se utiliza también reduce la cantidad de agua contaminada.
Esta lavadora estará construida con materiales reciclables y de fácil acceso, asimismo al sustituir una lavadora común por una lavadora portátil se reducirá el presupuesto que se tenía, además de que se podrá encontrar al alcance de todo el público. 
Para su funcionamiento se creará un circuito, el cual hace que la lavadora sea amigable con el medio ambiente ya que no utiliza electricidad, debido a que una lavadora común consume entre 1500 y 2200 kW, lo cual hace que gastemos demasiada electricidad cada vez que es utilizada.  

Y será implementada en una casa o comunidad marginada para que puedan realizar su aseo de ropa sin gastar tanta agua ya que el escaseo de este recurso en las zonas marginadas es muy común, además de que podrán realizar una limpieza sin tener que asistir a algún río, lago o manantial para llevar a cabo está práctica y poder así hacerlo desde su hogar. 
Además de que si este proyecto puede llegar a avanzar puede ser implementada en más lugares con lo cual podremos ahorrar más agua y ayudar a personas o familias que más lo necesiten. Ya que este puede estar basado en 3 tipos para poder funcionar con lo cual no existirá algún impedimento para llevarlo a cabo. 

PRINCIPIOS FÍSICOS: Principio de centrifugación.

El principio físico en que se basa el funcionamiento de la Centrifugadora se puede ilustrar examinando el proceso de sedimentación de un puñado de arena introducido en un recipiente con agua. Al agitar la mezcla de agua y arena, la fuerza de atracción que ejerce la tierra actúa sobre los granos de arena con más intensidad que sobre las partículas de agua, porque la masa de aquellas es mayor. Los granos de arena son atraídos hacia el fondo de la vasija y cuando, después de transcurrido cierto tiempo, el sistema llega a alcanzar el estado de reposo, se pueden distinguir en ellas dos capas bien distintas, a saber, una inferior de arena y otra superior de agua que la cubre.

Este proceso de separación se puede realizar también en una Centrifugadora, un cuyo caso el efecto se acelera, al actuar sobre las partículas una fuerza centrífuga que es superior a la fuerza de atracción gravitatoria. En la Centrifugadora, la mezcla a separar se hace girar a gran velocidad en un tambor alrededor de un eje vertical. La magnitud de la fuerza centrífuga que va dirigida desde el eje de giro hacia la periferia del tambor, depende principalmente del número de revoluciones de éste último.

Los tambores son accionados generalmente por un Motor eléctrico a través de una transmisión que impulsa el árbol de accionamiento fijo al cuerpo del tambor

Centrífugas de filtro: Estas operan como el tambor de rotación de una lavadora doméstica. La pared de la canasta está perforada y cubierta con un medio filtrante, como una tela o una rejilla fina, el líquido pasa a través de la pared impelido por la fuerza centrífuga dejando una torta de sólidos sobre el medio filtrante. La rapidez de filtración se incrementa con esta fuerza y con la permeabilidad de la torta sólida. Algunos sólidos compresibles no se filtran bien en una centrífuga a causa de la deformación que sufren las partículas por la acción de la fuerza centrífuga, por lo que la permeabilidad de la torta se ve reducida considerablemente. La cantidad de líquido que se adhiere a los sólidos después que éstos se han centrifugado depende también de la fuerza centrífuga aplicada; en general, el líquido retenido es considerablemente menor que el que queda en la torta que producen otros tipos de filtros.

“LAVADORA PORTÁTIL”

Materiales:

·         2 contenedores redondos de plástico con tapa y con capacidad de 3 a 4 L.
Un contenedor fungirá como la parte denominada tambor en una lavadora normal, en donde se realizará la mezcla de la ropa, agua y detergente y el otro como el tambor de una secadora de ropa. 
·         1 contenedor redondo de plástico con tapa y con capacidad de 2 a 3 L dependiendo los contenedores anteriores, tienen que ser de una capacidad menor a la de los otros, además tendrá que tener hoyos de aproximadamente .5-1 cm de diámetro.
Este contenedor estará dentro de un contenedor más grande ya que en conjunto tendrán el papel de una secadora para la ropa.
·         Silicón caliente.
 A fin de fijar los materiales y ensamblar para la formación de la lavadora. 
·         1 círculo de lámina de metal con un diámetro del tamaño del contenedor.
 Será la base para poner los prismas rectangulares. 
·         3 prismas rectangulares con una altura del tamaño del radio del círculo y un ancho de 2 cm y un largo de 1 cm.
Tendrán el papel del plato agitador junto con la lámina de metal en forma de círculo, que básicamente tendrá la función de crear corrientes de agua que se mueven a medida en que el plato gira. Las corrientes de agua (en forma vertical, horizontal y circular), junto con el detergente, limpian la ropa sin tener que usar aspas o hélices.
·         2 barras de plastilina.
 Servirán para poder unir los prismas rectangulares, el círculo de lámina y otros materiales. 
·         1 motor reductor DC de alto (para lavadora).
Realizará la función del motor de la lavadora moviendo así el tambor (contenedor) y con ello se producirá la mezcla de agua y ropa sucia. 
·         1 polea de plástico.
Sostener la lámina de metal para poder hacerla girar.
·         1 motor de alta velocidad de 12V DC (para spinner).
Se encargará de hacer girar al tambor que actuará como secadora.
·         1 tina rectangular de plástico con medidas de 50×70. (Donde quepan los 2 botes grandes, uno a lado del otro). 
Será la base de ambos tambores, pero se utilizará en una posición inversa a la utilizada comúnmente ya que dentro de ella se encontrarán los motores de ambos tambores, y el tambor que les proporciona la energía necesaria. 
·         1 Motor de 12V 100RPM DC (para mecanismo de circuito).
Este motor es el encargado de brindar la energía necesaria para que los otros motores puedan realizar su función. 
·         20 cm de alambre galvanizado y 20 cm de cada cable de luz (rojo y negro).
Se usarán para poder realizar las respectivas conexiones entre los motores y el motor reductor.
·         1 tapa rosca de uno refresco o agua. 
Esta se pondrá en la parte posterior del motor de 12V 100RPM DC para que pueda girar y así mismo conducir la energía de este, al motor y al motor reductor. 
·         2 tiras de lámina de metal del 2.5 cm × 1 cm. 
Para cubrir los bordes de la tapa rosca, y que pueda conectarse al motor de12V 100RPM DC junto con el alambre galvanizado. 
·         2 rectángulos de madera de 5 cm ×10 cm y 1 cuadrado de madera de 5 cm ×5 cm. 
Funcionaran como las bases para colocar el motor de 12V 100RPM DC y que pueda estar en contacto con el motor y el motor reductor. 
·         2 mangueras (alargaderas) con llave reguladora. 
Estas servirán para poder desalojar el agua de una manera en la que podamos reciclar y en el caso de la secadora para poder introducir una mayor cantidad de aire y que así se pueda secar la ropa.  

Herramientas: 

1 taladro.
1 soplete para soldar.
Brocas de distintas medidas. 
1 broca sierra 
Tijeras. 
Las herramientas mencionadas anteriormente se ocuparán dentro del desarrollo del ensamblaje de la lavadora, por ejemplo, las brocas junto con el taladro para realizar algunos hoyos en los contenedores, las tijeras para recortar algunos materiales como los cables y las mangueras, entre otros. 

Diagrama de flujo: Construcción de lavadora portátil
En la figura 1.1 se puede observar el diagrama de flujo para la elaboración del prototipo.



                           Figura 1.1

RESULTADOS DEL PROYECTO:

Cantidad de agua 
Cantidad de prendas 
Tiempo 
1 cubeta 
2 prendas de color 
10 minutos 
½ cubeta 
1 prenda blanca 
20 minutos

Capacidad de la cubeta (L): 10 litros 
Los posibles parámetros a medir son:
Capacidad (litros) de la cubeta.
Cantidad de prendas de ropa.
Ahorro de agua.
Energía eléctica que se consume. 
En la figura 1.2 se puede observar la gráfica sobre los resultados obtenidos.

Figura 1.2

Aunque existen lavadoras que han sido modificadas para reducir el consumo de agua, la cantidad que consumen sigue siendo mucha.
Una lavadora con carga de hasta 7 kg consume entre 42 y 62 litros.
Una lavadora con carga de hasta 5kg consume entre 39 y 52 litros de agua.


La lavadora portátil reduce el consumo de agua, ya que solo consume lo necesario por prenda, además de que no consume energía eléctrica. 
REFERENCIAS

National Geographic. (8 de noviembre de 2017). National Geographic. Recuperado el 22 de agosto de 2019, de https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/2017/10/del-oceano-al-grifo-la-contaminacion-del-agua-nos-afecta-todos

Midel. (2011) Centrífuga. EcuRed. Recuperado de: https://www.ecured.cu/Centr%C3%ADfuga

Aguas residuales. (2018). Causas y consecuencias de la contaminación del agua. Recuperado de:https://www.aguasresiduales.info/revista/noticias/causa-y-consecuencias-de-la-contaminacion-del-agua-JNEEY

Greenpeace International;(Diciembre, 2012). Hilos Tóxicos: Al desnudo. Exponiendo el papel de la industria textil en la contaminación de los ríos de México. Recuperado de: https://agua.org.mx/biblioteca/hilos-toxicos-al-desnudo-exponiendo-el-papel-de-la-industria-textil-en-la-contaminacion-de-los-rios-de-mexico/



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