Módulo instruccional: Construcción Biofiltro

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Módulo InstruccionalPara ser integrado al curso de Química- Escuela Superior

Construcción de un Filtro Biológico

Lucille Oliver CebolleroMaestra de Química

Escuela Superior Inés MaríaPrograma CREST Phase II – UPR Mayagüez

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Marco Curricular del Programa de Ciencia

El Consejo Nacional de Investigación y los estándares de la próxima generación en ciencias (NGSS, siglas en inglés), agrupa las ciencias en cuatro dominios:1. Ciencias físicas2. Ciencias de la vida3. Ciencias de la Tiera y el espacio4. Aplicaciones de las ciencias, la tecnología y la ingeniería

Carta Circular 27-2013-2014

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La Priorodad del Programa de Ciencia del Departamento de Educación de Puerto Rico (STEM)

Dar Atención a:Las CienciasTecnologíaIngenieríaMatemáticas

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Estándar

LA ESTRUCTURA Y LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA MATERIA:

El estudiante es capaz de definir lo que son las estructuras, la composición y las propiedades de la materia; diferenciar entre materia viva y no viva y describir la interacción que ocurre entre los organismos vivos y el ambiente físico que les rodea a través del intercambio de materia y energía. Además, descubre los niveles organizacionales de los sistemas biológicos.

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Expectativa

EM.Q.1 El estudiante describe la materia a base de sus propiedades características .

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Especificidad

EM.Q.1.2 Selecciona métodos adecuados para separar mezclas e identificar las sustancias presentes en las mismas a base de sus propiedades características (decantar, filtración, cristalización, cromatografía y otras).

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Duración de la Implementación

Éste módulo se implementará en 6 días lectivos:1 día de exploración3 días de conceptualización2 días de aplicación

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Acomodos Razonables

Estos son indicados en forma confidencial por el maestro de Educación Especialmente. Entre los que podemos adaptar en éste módulo:1. Letra agrandada2. Uso de calculadora3. Trabajo Asistido (T1)4. Ayuda individualizada5. Trabajo en pareja 6. Más tiempo lectivo para culminar la actividad7. Referir al SR para terminar la actividad con asistencia

dirigida

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Objetivos: Al finalizar el módulo el alumno:

Avalúo

Conceptual Definirá correctamente en forma operacional el proceso de filtración en un biofiltro de arena .

( )Prueba Diagnóstica(X) Torbellino de ideas( )Lista Focalizada( )Mapa de Conceptos( )Poema Concreto( )Tirilla Cómica( X )Pregunta Abierta( )Diario Reflexivo( ) Ensayos( ) Entrevistas( )Quiz( )Examen(X ) Proyectos

Procedimental Construirá un biofiltro de arena con materiales caseros y que sea operacional.

Actitudinal Toma conciencia de la importancia que tiene el poder construir un biofiltro de arena para ocasiones de emergencia en su vida.

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Conceptualización

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¿Qué es el BIOFILTRO de ARENA?

• Es una adaptación del filtro de arena lento tradicional que permite construirlo a pequeña escala y puede ser operado de manera intermitente.

• Uso a nivel domiciliario o para grupos pequeños.

• Puede ser producido localmente en cualquier sitio del mundo porque se construye con materiales fáciles de conseguir.

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Procesos en la Filtración

• A. Trampa mecánica :Los poros o espacios

entre los granos de arena retienen los sedimentos y patógenos.

• B. Depredación :Los patógenos son consumidos por otros microorganismos en el agua sobrenadante y la capa biológica.

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Mecanismo de Filtración

FLA

Cernido

Intercepción

Sedimentación

Difusión

Flujo Intersticial

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Eliminación de patógenosA. Trampa mecánica

Los poros o espacios entre los granos de arena retienen los sedimentos y patógenos.B. Depredación

Los patógenos son consumidos por otros microorganismos en el agua sobrenadante y la capa biológica.C. Adsorción/ atracción

Los patógenos se atraen unos a otros, a los sedimentos y a los granos de arena.D. Muerte natural

Los patógenos terminen su ciclo de vida o se mueren porque no hay suficiente comida y oxígeno para que

sobrevivan

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tapa bien ajustada

placa difusora perforada

arena fina

gravilla de separación y grava de drenaje

tubo de salida del agua filtrada

envase recolector de agua (con tapa)

Fuente: CAWST, Canadá

depósito de agua sobrenadante

Biofiltro de Arena

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se vierte agua, aunque esté turbia

Fuente: CAWST, Canadá

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el agua ingresa a la zona de arena y baja por gravedad

Biofiltro de Arena

Fuente: CAWST, Canadá

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sedimento y patógenos grandes quedan atrapados en

la arena

Biofiltro de Arena

Fuente: CAWST, Canadá

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microrganismos mueren por falta de nutrientes y de

oxígeno

Biofiltro de Arena

Fuente: CAWST, Canadá

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el agua filtrada sale por el tubo y cae al envase

recolector que debemos mantener tapado

Biofiltro de Arena

Fuente: CAWST, Canadá

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Operación del Biofiltro

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Construcción del Biofiltro

Actividad #1

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Materiales

Tapas plásticas

Botella de refresco

Cinta adhesiva

Arena

Grava

Gancho de ropa Conector

Tubo de aire (pecera)

Silic

ón

Pinza Cortar Alambre

Tijeras

Nivel

Madera

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Proceso de Construcción del BIOFILTRO

Se corta la botella

Se calienta una varilla

para perforar la botella

Colocamos un conector

(acople) con silicone con una manga de goma

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Proceso de Construcción del BIOFILTRO

Echamos agua y la

primera capa de piedra

Diametro de las piedras

Se echa agua y se vierte la

arena cernida(hasta

la medida)

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Proceso de Construcción del BIOFILTRO

Cortamos y perforamos

una tapa

Pegamos con silicón el

disco perforado a la

botella

Se coloca un aro de plástico

a la parte superior y se

pega con silicón

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Proceso de Construcción del BIOFILTRO

Cortamos un gancho de ropa para sujetar la manguera de

salida

Asegurando el final al nivel

de agua permanente

(2 in)

Se echa agua para probar

su funcionamie

nto

"This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grant No. HRD 1345156".BIOFILTRO DE ARENA (FLA)

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Actividad Avalúo del Módulo

Preguntas Cerradas1. ¿Cuál es la función de el agua permanente

dentro edl filtro?2. ¿Por qué al filtro hay que echarle agua

diariamente?3. Explica los mecanismos de filtración que

ocurren en el biofiltro desde que echas agua turbia.

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EvaluaciónEl alumno construirá su propio filtro y el mismo será retado al

echarle agua turbia.(se evaluará la construcción y funcionamiento)

Parámetro 4 pntsExcelente

3 pntsBueno

2 pntsTiene área para

superar

1 pntDeficiente/Incompleto

0 pntNo realizó el

trabajo según indicado

El filtro no botó agua por las conecciones

Las capas de arena y piedra estaban colocadas en orden correcto

El tubo de salida estaba colocado a nivel

Se autosostenía

Fitro la tubidez

Curva: 20-18 A, 17-16 B, 15-14 C, 13-12 D, 11-0 F

RÚBC

RIA

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Más Actividades

Este módulo puede ser utilizado en muchas actividades de laboratorio que usted puede crear. Adjunto se incluyen actividades en las que usted puede hacer uso del biofiltro de arena.

Filtración

pHDensidad

Trabajos de Investigación

El alumno construya variaciones del filtro alterando parámetros

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Preguntas

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Agradecimientos

Departamento Ingeniería CivilLaboratorio de Ingeniería Ambiental

UPR-Mayaguez

Pedro J. Tarafa, PhD, PE Joann M. Rodríguez Suárez, BSChE

Agnes Padovani, PhDO. Marcelo Suárez, PhD

Melina Pérez Altamar, BSChESujeilly Soto, BSChE

Compañeras maestras participantes del Programa de Verano para Maestros

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