Equipo [ElectroClean] Alexander Silva Aguilar, Luis Amando Ramírez García
ElectroClean es un sistema portátil y modular de purificación de agua que combina electrocoagulación y filtración multicapa para mejorar la calidad física del agua contaminada. El dispositivo fue diseñado como un prototipo compacto, ensamblable y fabricado mediante impresión 3D en PLA, lo que facilita su transporte y uso en contextos de pequeña escala.
En la primera etapa se aplicó electrocoagulación mediante cuatro electrodos de aluminio dispuestos en configuración (+ – + –) y conectados a una fuente de poder portátil de aproximadamente 13–14 V. Durante un tiempo de operación de entre 10 y 20 minutos (siendo 15 minutos el más eficiente), se formaron flóculos de hidróxido de aluminio capaces de aglomerar partículas suspendidas e impurezas visibles.
Posteriormente, el agua tratada pasó por un sistema de filtración compuesto por hojas de filtro, fieltro, algodón expandido y carbón activado, lo que permitió retener partículas remanentes y mejorar la claridad, así como reducir olor y color.
Los resultados mostraron una disminución visible de impurezas, un aumento en la claridad del agua y ligeros cambios en el pH. Estos hallazgos sugieren que la combinación de electrocoagulación y filtración multicapa puede ser una alternativa de bajo costo para mejorar indicadores físicos del agua en aplicaciones portátiles.
ElectroClean is a portable and modular water purification system that combines electrocoagulation and multi-stage filtration to improve the physical quality of contaminated water. The device was designed as a compact, assembled prototype manufactured using 3D printing in PLA, making it suitable for transport and small-scale applications.
In the first stage, electrocoagulation was applied using four aluminum electrodes arranged in a (+ – + –) configuration and connected to a portable power source of approximately 13–14 V. During an operating time of 10 to 20 minutes (with 15 minutes identified as optimal), aluminum hydroxide flocs were formed, which aggregated suspended particles and visible impurities.
The treated water then passed through a multi-layer filtration system composed of filter sheets, felt, expanded cotton, and activated carbon. This process helped retain remaining particles, improve water clarity, and reduce odor and color.
The results showed a visible reduction in impurities, increased water clarity, and slight changes in pH. These findings suggest that the combination of electrocoagulation and multi-stage filtration can serve as a low-cost alternative to improve physical water quality indicators in portable applications.
Inin proyecto itoka ElectroClean quichihua se tlamantli para quipalehuia in atl tlen amo cuali. In aparato quipia ome tlamantli:
se electrocoagulación uan se filtración. In electrocoagulación quipalehuia para quimomoloa in tlazolli ipan atl, uan in filtración quimotla in tlazolli tlen mocahua.
Ika in tlamachtiliztli, in atl mochihua achi cuali, achi chipahuac uan amo miac color uan olor. In proyecto quimachtia kenin huelis ticchihua in atl cuali ika tlamantli tlen amo patla uan cuali para tlalticpac.
El acceso al agua limpia es uno de los principales desafíos a nivel global, ya que millones de personas dependen de fuentes de agua contaminadas para sus actividades diarias. La presencia de partículas suspendidas, materia orgánica y contaminantes químicos afecta la calidad del agua y puede representar un riesgo para la salud humana y el medio ambiente.
Ante esta problemática, el desarrollo de tecnologías accesibles y de bajo costo para el tratamiento de agua se vuelve fundamental. Entre estas alternativas, la electrocoagulación destaca como un proceso eficiente que permite remover contaminantes mediante la aplicación de corriente eléctrica, generando flóculos que atrapan partículas suspendidas. Asimismo, los sistemas de filtración multicapa permiten retener impurezas residuales y mejorar características físicas como la turbidez, el color y el olor del agua.
El proyecto ElectroClean propone la integración de ambos procesos en un sistema portátil y modular, diseñado para facilitar su uso en contextos de pequeña escala. A través de la combinación de electrocoagulación y filtración, se busca mejorar la calidad física del agua contaminada utilizando materiales accesibles y un diseño compacto.
Este estudio se enfoca en analizar el desempeño del sistema en la remoción de impurezas visibles y en la mejora de la claridad del agua, con el fin de evaluar su potencial como una alternativa práctica y de bajo costo para el tratamiento de agua en entornos donde el acceso a tecnologías avanzadas es limitado.
El acceso a agua limpia y segura es un desafío global que afecta a millones de personas, especialmente en comunidades con infraestructura limitada o en situaciones de emergencia. La contaminación del agua por partículas suspendidas, materia orgánica y compuestos químicos representa un riesgo para la salud y limita su uso en actividades cotidianas.
En este contexto, resulta fundamental desarrollar soluciones accesibles, de bajo costo y fáciles de implementar que permitan mejorar la calidad del agua a pequeña escala. El proyecto ElectroClean surge como una propuesta tecnológica que integra principios científicos como la electrocoagulación y la filtración multicapa en un sistema portátil, lo que facilita su uso en diferentes entornos.
Este proyecto tiene un valor educativo significativo, ya que permite comprender procesos fisicoquímicos involucrados en el tratamiento de agua y fomenta la conciencia sobre la importancia del uso responsable de los recursos hídricos.
La relevancia de esta investigación radica en su potencial para contribuir a la mejora de indicadores físicos de la calidad del agua mediante un dispositivo funcional y replicable. Asimismo, promueve el desarrollo de soluciones sostenibles que pueden adaptarse a contextos donde el acceso a tecnologías avanzadas es limitado.
En muchas regiones del mundo, el acceso a agua limpia sigue siendo limitado, lo que obliga a las personas a utilizar fuentes de agua con presencia de partículas suspendidas, materia orgánica y otros contaminantes visibles. Estas condiciones afectan la calidad del agua y pueden representar riesgos para la salud, además de limitar su uso en actividades básicas.
A pesar de la existencia de sistemas avanzados de tratamiento de agua, estos suelen ser costosos, requieren infraestructura especializada y no siempre están disponibles en contextos de pequeña escala, como comunidades rurales, situaciones de emergencia o entornos educativos.
Debido a esto, la necesidad de desarrollar soluciones accesibles, portátiles y de bajo costo que permitan mejorar la calidad física del agua de manera sencilla y eficiente. En particular, es importante evaluar si la combinación de procesos como la electrocoagulación y la filtración multicapa puede reducir las impurezas visibles y mejorar la claridad del agua en un sistema compacto.
El problema de investigación se centra en determinar en qué medida un sistema portátil que integra electrocoagulación y filtración multicapa es capaz de mejorar indicadores físicos del agua, como la turbidez, el color y la presencia de partículas suspendidas.
Si el agua contaminada es tratada mediante un sistema portátil que combina electrocoagulación y filtración multicapa, entonces se observará una disminución en la cantidad de partículas suspendidas y una mejora en la claridad del agua, debido a la formación de flóculos de hidróxido de aluminio que aglomeran impurezas y a la retención de partículas en los materiales filtrantes.
Hipótesis nula: La aplicación de un sistema de electrocoagulación y filtración multicapa no produce cambios significativos en la cantidad de partículas suspendidas ni en la claridad del agua.
Evaluar la eficacia de un sistema portátil basado en electrocoagulación y filtración multicapa para mejorar indicadores físicos de la calidad del agua, como la claridad y la presencia de partículas suspendidas.
Diseñar y construir un sistema portátil de tratamiento de agua utilizando electrocoagulación y filtración multicapa.
Aplicar el sistema a muestras de agua contaminada bajo condiciones controladas.
Analizar los cambios en la claridad del agua y la presencia de partículas visibles antes y después del tratamiento.
Identificar el tiempo de operación más eficiente para el proceso de electrocoagulación.
Evaluar el desempeño del sistema como una alternativa de bajo costo para el tratamiento de agua a pequeña escala.
ODS 6. Agua limpia y saneamiento
Este proyecto contribuye directamente al acceso a agua de mejor calidad mediante el desarrollo de un sistema portátil que permite reducir impurezas visibles en agua contaminada. ElectroClean propone una alternativa accesible y de bajo costo para mejorar la calidad física del agua en contextos donde el acceso a sistemas de tratamiento es limitado.
ODS 3. Salud y bienestar
Al mejorar la calidad del agua, se reduce la exposición a contaminantes que pueden afectar la salud humana. Aunque el sistema no garantiza potabilidad, sí contribuye a disminuir riesgos asociados al uso de agua con alta carga de partículas y contaminantes visibles.
ODS 12. Producción y consumo responsables
El proyecto promueve el uso de tecnologías sostenibles y de bajo impacto, utilizando materiales accesibles y un diseño reutilizable. Además, fomenta la conciencia sobre el uso responsable del agua y la importancia de su tratamiento antes de su consumo o uso doméstico.
El tratamiento de agua es un campo ampliamente estudiado que busca eliminar contaminantes físicos, químicos y biológicos mediante diferentes procesos. Entre estos, la electrocoagulación se ha consolidado como una técnica eficiente para la remoción de partículas suspendidas, metales y materia orgánica.
La electrocoagulación consiste en la aplicación de corriente eléctrica a electrodos metálicos, comúnmente de aluminio o hierro, lo que provoca la liberación de iones que reaccionan en el agua formando hidróxidos metálicos. Estos compuestos generan flóculos que atrapan partículas suspendidas y facilitan su sedimentación o posterior eliminación.
Los sistemas de filtración multicapa utilizan materiales como carbón activado, algodón y fibras sintéticas para retener partículas de distintos tamaños, mejorar la claridad del agua y reducir compuestos responsables de color y olor. El carbón activado, en particular, es ampliamente utilizado por su capacidad de adsorción de contaminantes.
En los últimos años se ha incrementado el interés por desarrollar sistemas portátiles y de bajo costo para el tratamiento de agua, especialmente en comunidades con acceso limitado a infraestructura. Estos sistemas buscan combinar procesos fisicoquímicos y mecánicos para lograr soluciones eficientes y accesibles.
El proyecto ElectroClean se basa en la integración de electrocoagulación y filtración multicapa en un sistema compacto, con el objetivo de mejorar indicadores físicos de la calidad del agua mediante un dispositivo funcional y replicable a pequeña escala.
Materiales
Estructura del sistema impresa en 3D (PLA)
Electrodos de aluminio (4 placas)
Fuente de alimentación (13–14 V)
Recipiente para tratamiento de agua
Materiales de filtración:
hojas de filtro
fieltro
algodón expandido
carbón activado
Cables conductores
Agua contaminada (muestra experimental)
Procedimiento
Después de aplicar el sistema ElectroClean, se observaron cambios significativos en las características físicas del agua tratada en comparación con la muestra inicial.
En la etapa de electrocoagulación, se evidenció la formación de flóculos de hidróxido de aluminio, los cuales aglomeraron partículas suspendidas presentes en el agua. Este proceso facilitó la posterior remoción de impurezas durante la filtración.
Tras pasar por el sistema de filtración multicapa, el agua mostró una mejora notable en su claridad, así como una reducción visible de partículas suspendidas. También se observó una disminución en el color y el olor del agua.
Se observó una mejora progresiva en la claridad del agua conforme aumentó el tiempo de electrocoagulación, alcanzando un punto óptimo alrededor de los 15 minutos.
Los resultados indican que la combinación de electrocoagulación y filtración multicapa es efectiva para mejorar indicadores físicos del agua en condiciones de pequeña escala.
El proyecto ElectroClean demostró que es posible mejorar indicadores físicos de la calidad del agua mediante la combinación de electrocoagulación y filtración multicapa en un sistema portátil.
Los resultados obtenidos evidenciaron que el proceso de electrocoagulación permitió la formación de flóculos de hidróxido de aluminio, los cuales facilitaron la aglomeración de partículas suspendidas. El sistema de filtración multicapa contribuyó a la retención de impurezas remanentes, logrando una mejora notable en la claridad del agua, así como una reducción en el color y el olor.
Se identificó que un tiempo de operación cercano a los 15 minutos resultó más eficiente para la remoción de impurezas visibles en comparación con tiempos menores, lo que sugiere la existencia de un punto óptimo de funcionamiento del sistema.
Aunque el prototipo no está diseñado para garantizar potabilidad, los resultados confirman su utilidad como una herramienta para mejorar la calidad física del agua en contextos de pequeña escala. ElectroClean representa una alternativa funcional, de bajo costo y replicable que podría ser útil en comunidades con acceso limitado a sistemas de tratamiento de agua.
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