FERIA PROVINCIAL DE CIENCIA Y TECNOLOGIA 2007

MENDOZA - ARGENTINA

24, 25 Y 26 DE SEPTIEMBRE DEL 2007

Resumen: Si se observan, en cualquier vivienda de Malargüe, aquellos elementos que tienen contacto con el agua caliente de red domiciliaria, se descubre a simple vista la acumulación de minerales.

Como consecuencia de esto se decidió investigar si, el beber diariamente esta concentración de minerales en el agua, produciría algún problema en el ser humano. La investigación arrojó resultados sorprendentes e inesperados y, además, indicó un serio problema.

La solución más rápida a ese problema es filtrar el agua de consumo, pero el precio de un filtro purificador de agua de hogar es inalcanzable para muchas familias. Por lo tanto, se propone un filtro que genera una mejora en la calidad del agua, su costo está al alcance de todos y que, además, es muy fácil y económico de construir, no requiere de gastos adicionales de mantenimiento y puede generar una salida laboral a quien decida fabricarlo y comercializarlo.

Summary: On observing any home appliance in contact with the hot water domestic net-work in the city of Malargue, an intense accumulation of mineral deposits will be easily noticed.

Following this observation, it was decided to investigate the causes and find out if drinking this mineral concentrated water on a daily basis might be detrimental to one’s health. The results of this investigation were surprising and unexpected as well as indicating a serious problem.

The quickest solution to this problem is to filter water for consumption but the price of a water purifying filter is beyond the reach of many families. Therefore, we propose the use of a new filter which improves the quality of the water, its price is low and it is easy and economical to make, it doesn’t need any additional maintenance costs and may generate a source of income for whoever decides to produce and sell it.

INTRODUCCION

El agua de red domiciliaria en Malargüe es un agua que genera sedimentos en todo tipo de elementos en los cuales ésta se caliente. Basta ver el interior de cualquier recipiente donde se hierva periódicamente agua para ver una concentración de mineral dura y de color claro. Un grupo de alumnas del 208 PS Instituto Secundario Malargüe, decidió investigar qué efectos produce en la salud del ser humano la ingesta diaria del agua de red y, además, qué opinión tiene la población de la Ciudad de Malargüe sobre la calidad de dicha agua. Se decidió entrevistar al Director del Centro de Hemodiálisis de Malargüe, Dr. Sergio Giordanini, sobre los posibles peligros que podría acarrear beber diariamente agua de red normal y sobre todo, sobre la incidencia del consumo de esta agua en la formación de litiasis renal, nombre científico de los cálculos formados en el interior del riñón. El resultado de esta entrevista fue que, el 80% de los pacientes que el Dr. Giordanini atiende son pacientes cuyas litiasis renales proceden de la alta concentración de minerales, sobre todo calcio, en el agua de red domiciliaria. Algunos de esos pacientes están con tratamiento de hemodiálisis debido a lesiones irreversibles en los riñones ocasionadas por la presencia de cálculos. Se decidió realizar una encuesta en la población de la Ciudad de Malargüe, aprovechando el hecho de que las cuatro alumnas que integran el grupo de trabajo, para esta investigación, viven en zonas bastante alejadas entre si en la Ciudad de Malargüe; de esta manera se asegura un muestreo en cuatro sectores distintos de dicha Ciudad. Esta encuesta se realizó teniendo especial cuidado en no segmentar a la población, sino que tomara la mayor variedad de personas posible. Al observar después los resultados de la encuesta, se decidió investigar también sobre el funcionamiento y la fabricación de un filtro purificador de agua de consumo el cual es realizado por un conocido habitante de la Ciudad de Malargüe, el Sr. Maximiliano Jaque, quien fabrica desde hace años estos filtros en forma artesanal y con materiales de la zona.

OBJETIVOS

   Concienciar a la población de Malargüe sobre la necesidad de consumir agua filtrada.

   Difundir la existencia de un filtro realizado y comercializado en Malargüe por un artesano, con materiales de la zona, muy fácil y económico de construir y que si bien, no filtra óptimamente como un filtro purificador de agua domiciliario de los que se venden en los comercios, establece una diferencia en la calidad del agua que es beneficiosa sin dudas a futuro. Además prácticamente no tiene costo de mantenimiento y es sumamente simple de usar. 

   Generar una fuente de ingresos a quien decida fabricar y posteriormente comercializar este filtro ya que el precio final del mismo lo hace accesible a toda la población.

SITUACION PROBLEMÁTICA

A pesar de que la mayoría de las personas encuestadas reconoce que el agua de Malargüe es muy dura (término con el que se designa al agua fuertemente mineralizada), muy pocas personas reconocen en ello algún peligro para su salud; es más, el agua de red se bebe diariamente y es una costumbre arraigada en casi todas las personas. Esta dureza del agua de Malargüe es responsable del 80% de los casos de enfermedades renales crónicas atendidas en el Centro de Hemodiálisis de Malargüe. La solución está en tomar agua filtrada convenientemente pero, comprar agua mineral envasada, soda, gaseosa o alguna otra bebida para el consumo diario tiene un costo que no es accesible para todos. Por otra parte el precio de un filtro purificador de agua hogareño es inalcanzable para la gran mayoría de las personas y periódicamente debe cambiarse un cartucho interno que es bastante caro. Se conoció la existencia de un filtro fabricado artesanalmente por el Sr. Maximiliano Jaque, malargüino muy conocido en todo el Departamento de Malargüe, filtro muy fácil de construir que además tiene un mantenimiento mínimo y cuyo costo de fabricación es sumamente bajo. Este filtro da como resultado un agua sumamente límpida, muy agradable al paladar; pero, no se pudo realizar pruebas de dureza del agua filtrada que den un valor real de los minerales presentes y su cantidad en miligramos por litro de agua, ya que, ese análisis es costoso y se realiza en la ciudad de Mendoza o en la de Córdoba y escapa al presupuesto de esta investigación. Sólo se pudo realizar un análisis comparativo gracias a la buena predisposición del Dr. Sergio Giordanini quien permitió realizarlo en el laboratorio del Centro de Hemodiálisis de Malargüe. El resultado es que el agua que sale del filtro artesanal es ligeramente menos mineralizada que la de la red domiciliaria, pero no indica qué minerales han sido retenidos por el filtro ni qué porcentaje en forma exacta. Por otra parte el calcio, presente en gran cantidad en el agua de red y principal responsable de la formación de cálculos renales, no puede ser retenido tan eficientemente por este tipo de filtro como por el vendido en comercios especializados. Sin embargo, el hecho de que se indique una disminución en el nivel de dureza, con respecto al del agua de red, significa una mejora sustantiva en la calidad de agua ingerida y por ende, a futuro, en la salud de la población.

HIPOTESIS

La conducta del habitante de Malargüe de beber diariamente agua de red, sin tratarle su dureza, puede cambiar si se realiza una campaña de difusión de los peligros reales de desarrollar litiasis renal. Además, si se promocionan convenientemente las bondades de este filtro y sobre todo su precio, simpleza de funcionamiento y tan poco mantenimiento, no hay dudas de que este filtro será prontamente adquirido por muchas personas, lo que supone una gran oportunidad de crear una fuente de ingresos interesante.

DESARROLLO

Al observar, un día, el interior de una pava, una de las investigadoras decidió proponer un trabajo sobre la dureza del agua de consumo domiciliario y sobre si esta dureza era absorbida o no por el cuerpo humano al ser ingerida y que consecuencias podía llega a tener en la salud. Se comenzó por preguntar a distintos profesionales de la medicina y todos coincidieron en declarar que, al ingerir diaria y continuamente agua dura, los riñones son los órganos que más sufren. Se decidió entrevistar entonces al Dr. Sergio Giordanini Director del Centro de Hemodiálisis Malargüe quien amablemente accedió a dar una explicación pormenorizada sobre los problemas que ocasiona la dureza del agua de red y además a mostrar el registro de un análisis de agua de red domiciliaria hecho en un laboratorio especializado.

Al mostrar el registro del análisis de agua de red domiciliaria, resaltó especialmente la alta concentración de calcio en el agua de red siendo, el calcio, el principal responsable de la formación de litiasis renal.

Posteriormente mostró el laboratorio donde se filtra el agua de red mediante un moderno y complejo sistema de filtros de ósmosis inversa, para conseguir agua de extrema pureza

En esta fotografía el Dr. Sergio Giordanini muestra como se tiñe, con un reactivo especial, el agua que ya está purificada. Si el agua es pura, se tiñe de un color celeste violáceo muy pálido, mientras que el agua, cuanto más dura es, más se aproxima al color rojo y se oscurece. Este es un análisis comparativo donde se puede comparar una muestra de agua con otra y por la coloración que adopta el reactivo, al mezclarse con el agua, se puede ver a simple vista cual de las muestras es la que más minerales tiene. Pero este análisis no da las cantidades de cada mineral disuelto en el agua como así tampoco, un detalle de los minerales que se encuentran en solución. Solo sirve para analizar cuanto más de minerales tiene una muestra de agua con respecto a otra.

El Dr. Sergio Giordanini indicó que se atienden en, el Centro de Hemodiálisis, 22 pacientes con daño renal irreversible que deben recibir tratamiento de hemodiálisis y que el 80% de sus pacientes y de los que consultan por problemas renales, provienen de lesiones derivadas de litiasis renales producidas por el calcio. El principal síntoma de la presencia de cálculos en el riñón es un agudo dolor en la espalda, muy fuerte, en la zona de la cintura que recibe el nombre de cólico renal, que a veces, va acompañado de la presencia de sangre en la orina. Pero, lamentablemente esto ocurre cuando ya la cantidad o el tamaño de los cálculos es grande. Antes de ello cualquiera puede tener cálculos renales sin sospecharlo.

A continuación se ve el corte de un riñón humano:

Posteriormente, se decidió investigar cuántas personas ingresaron por la guardia del Hospital Malargüe con cólico renal durante el año 2006 y amablemente la Sra. Juana Rosa Rivero, Encargada del Servicio de Estadísticas del Hospital Malargüe, brindó la información detallada que se muestra abajo.

Se decidió entonces realizar, en la población de la Ciudad de Malargüe, una encuesta básica con cinco preguntas puntuales sobre esta investigación, aprovechando el hecho de que las cuatro integrantes del grupo de trabajo viven en  zonas bien alejadas entre si, lo que aseguraba un buen muestreo. Se cuidó mucho de no segmentar la población al realizar esta encuesta.

La encuesta se compone de cinco preguntas:

1        ¿Usted nació en Malargüe?

2        Que utiliza para beber a diario

A   Agua corriente

B    Agua mineral

C   Otros

3. ¿Tiene algún familiar enfermo de piedras en la vesícula o en los riñones?

4. ¿Que opina acerca de la calidad del agua de Malargüe?

5. ¿Utiliza algún tipo de filtro de agua en su casa?

Se consideró necesario incluir en la encuesta a los cálculos de la vesícula biliar ya que se corría el riesgo de que el encuestado no identificara bien la zona del cuerpo humano, en que se producía la litiasis.

Los resultados de esta encuesta realizada a cien personas de 20 años o de más edad y de distinto sexo, son los siguientes:

Pregunta 1: ¿Usted nació en Malargüe? SI    53 personas NO  47 personas
Pregunta 2: ¿Que utiliza para beber a diario? Se graficará cuantas personas toman agua de red y cuantas no. Agua de red: 70 personas Otros: 30 personas
Pregunta 3: ¿Tiene algún enfermo de piedras en la vesícula biliar o en los riñones?   Cálculos renales: 31personas Cálculos biliares: 24 personas Ninguno: 45 personas
Pregunta 4: ¿Que opina acerca de la calidad del agua potable de Malargüe?   Buena: 16 personas Mala: 67 Personas Regular: 17 personas
Pregunta 5: ¿Utiliza algún tipo de filtro de agua en su casa?   Si: 12 personas No: 88 personas

Por otra parte, se decidió investigar sobre la existencia de un filtro de fabricación artesanal, realizado por el Sr. Maximiliano Jaque quien accedió a mostrar su taller de trabajo y a indicar pormenorizadamente como se fabrica este filtro.

Imagen del filtro terminado

Para fabricar este filtro primero se debe fabricar un molde. El que se detallará sirve para realizar un filtro de 2,5 litros de capacidad de filtrado. Este filtro cubre la ingesta diaria por comida de agua en una familia tipo de 4 integrantes. El molde esta realizado con un caño de tubería de PVC de 10 cm. de diámetro y de 30 cm. de largo, forrado en polietileno y colocado sobre una base realizada con un cuadrado de DMF o melanina de 20 cm. de lado con un reborde de madera de 2,5 cm. de alto. Fabricar este filtro es muy sencillo.

Se observa el molde detallado anteriormente. El filtro se fabrica con materiales muy fáciles de conseguir en Malargüe. Para un filtro con capacidad de filtrado de 2,5 litros de agua se necesitan 3 medidas de arcilla blanda. NOTA: Se usa como medida, una lata de metal de un Kg. de una conocida marca de leche en polvo. Por lo tanto serían 3 latas de arcilla blanda, 1 lata de aserrín de madera, 1 lata de arena fina tamizada y agua cantidad suficiente.

Se procede a mezclar muy bien todos los ingredientes procediendo de la siguiente manera. Como si fuera una preparación de cocina se va agregando de a poco el aserrín a la arcilla que debe tener una consistencia blanda, cuidando de amasar muchas veces la mezcla. Conviene estirar la preparación con un palote de amasar. Una vez que se ha estirado y vuelto a amasar varias veces se agrega la arena que servirá de aglutinante en la cocción. El agua sirve para mantener la consistencia blanda de la mezcla, hay que agregar cuando sea casi imposible de estirar, no debe agregarse en exceso. Una vez obtenida esta mezcla se procede a llenar la base del molde en la parte cuadrada del mismo. Se alisa la superficie con un palote. Luego, sobre una mesa se colocan dos tablas de madera de 2,5 cm. de alto por 35 cm. de largo de manera que queden paralelas entre si a 10cm. una de otra. Entre estas tablas se colocará arcilla en cantidad suficiente para hacer una tira de 10cm, de ancho por 35cm. de largo, y 2,5 cm. de alto, se utiliza un palote de amasar para alisar y emparejar la superficie haciendo las tablas de molde y cortándose el excedente con un cuchillo al ras de los extremos. La primera tira se pega alrededor del molde de PVC y a la base cuadrada de arcilla con agua apretando bien pero cuidando de no deformar la superficie. Luego se pega cada tira alrededor del molde de PVC nuevamente y a la tira ya colocada anteriormente, así hasta llegar al extremo en donde se cierra trabajando con agua para alisar. Se debe dejar reposar y secar con el molde al menos 36 horas rociando la superficie con un rociador de agua para evitar que se seque la arcilla y se agriete el filtro. Recién a las 36 horas se puede retirar, con cuidado, el molde. Pasado el tiempo se lleva a un horno de alfarería de leña, que también es fácil de construir, y se cuece por el espacio de 4 horas como  mínimo y se deja dentro en el horno hasta que este se apague y enfríe totalmente. Luego de ello el filtro ya está listo para su uso.

FUNCIONAMIENTO

Al ser llevado a una temperatura de 1.200 º C, que es la del interior de un horno de alfarería, el aserrín desaparece totalmente, dejando muy pequeños orificios no alineados que le dan a este filtro una porosidad especial. Esto hace tan interesante su funcionamiento ya que filtra el agua gota a gota muy despacio.

El filtrado es como, se observa, gota a gota y demora aproximadamente 4 horas en filtrar 2,5 litros de agua de red. Antes de ser usado por primera vez debe ser purgado cargándolo con al menos cuatro cargas completas de agua destilada. Además debe ser cepillada su superficie externa con un cepillo plástico muy limpio y enjuagado varias veces con agua mineral. Un bidón de 5 litros de agua destilada es económico y toda la operación puede hacerse con menos de 3 bidones.

Se procedió a probar este filtro, para ello se llenó con agua de red y se esperó a que filtrara. Luego se tomó una muestra de agua filtrada por el mismo y una muestra de agua de la red ya que, muy gentilmente, el Dr. Sergio Giordanini ofreció el laboratorio del Centro de Hemodiálisis Malargüe para realizar las pruebas de dureza.

Se llevaron al laboratorio tres muestras, una de agua de la red, otra de agua filtrada por el filtro y otra de agua mineral envasada. El resultado fue que el agua de red mostraba una coloración subida lo que indica una mineralización alta. El agua del filtro tenia un color más claro, lo que indicaba que contenía menos minerales y el agua mineral envasada era más clara que las otras muestras.

El agua filtrada por este filtro es absolutamente transparente y límpida y deja una agradable sensación en el paladar. El filtro va filtrando cada vez mejor a medida que se va humedeciendo la cerámica por lo que se recomienda consumir el agua cuando hayan pasado 24 horas de filtrado continuo después de la purga. Funciona mejor cuando filtra en forma continua, para lograr esto basta poner una botella plástica con agua a filtrar en su extremo superior para que de esta manera siempre esté lleno. Dos veces por semana se cepilla la parte externa con agua mineral

Como se aprecia la construcción de este filtro es muy fácil y económica. La arcilla se consigue de muy buena calidad en varias zonas del sur de Malargüe, específicamente este filtro fue fabricado con arcilla recogida en la zona conocida como Chihuido Chico, la arena en la orilla de cualquiera de los ríos y el aserrín en cualquier carpintería a un precio muy bajo. Con respecto a la calidad bacteriológica del agua filtrada por este filtro no existe ningún riesgo ya que el agua de red viene con el aditamento de cloro suficiente como para eliminar todo tipo de bacterias y gérmenes incluso los que las paredes del filtro pudieran tener.

En ese aspecto, el agua de red de Malargüe es sumamente buena, eso es cierto y además muy límpida, sólo que es muy dura.

Al terminar la exposición de este trabajo en la Feria Departamental de Ciencia y Tecnología realizada en Malargüe, este filtro llamó la atención de varias personas que se interesaron en la extraña cualidad que tiene de tratar, aunque sea levemente, la dureza del agua. Es prácticamente imposible filtrar el carbonato de calcio, disuelto en el agua de red, a través de los poros dejados por el aserrín ya que el diámetro de una molécula de carbonato de calcio se mide en mil millonésimas partes de un milímetro, sin embargo, algo en la arcilla fija parte de dicho mineral. Una de las personas que se interesó particularmente en el filtro es el Ingeniero en Alimentación Daniel Anchelergues, quien dio la pista de buscar si existía la posibilidad de que la arcilla con la que se fabricó el filtro podría contener zeolita, sal de aluminio que tiene la particularidad de atrapar calcio por intercambio de iones, uno de los métodos más antiguos de tratamiento de dureza en el agua. Por lo tanto, se decidió ampliar la investigación sobre la composición de la arcilla que se utilizo para este filtro. Se concertó para ello una reunión con el Sr. Diego Ramal, Director del Taller Municipal de Cerámica, conocido artista alfarero de Malargüe y responsable de las mejoras en el diseño del filtro, quien manifestó que esta arcilla en especial, proviene de una zona llamada Chihuido Chico, más específicamente en el paraje conocido como Paso de los Bayos, a 25 Km. al Sur de la Ciudad de Malargüe. En esa zona la arcilla es especialmente buena para alfarería y entre los minerales que la componen se encuentra el óxido de aluminio.

Siguiendo con la línea de la investigación se entrevistó a un conocido Geólogo de Malargüe el Sr. Alberto Zambinelli, quien tiene un vasto conocimiento de los suelos de Malargüe por haber trabajado en prospecciones petroleras y confirmó la existencia de zeolita en esa zona, ya que, es una zona donde hay basalto y sedimentos de actividad volcánica del Cenozoico. Comentó, además, que la zeolita no se deteriora por la acción del calor. Se investigó también en Internet, específicamente con el buscador Google, y al ingresar “Malargüe Zeolitas” se indicó a Malargüe, hacia la zona del sur, como una de las principales zonas de Argentina donde este mineral se encuentra.

Ya, con todos estos datos, se puede afirmar que este filtro es efectivo si se fabrica con esa arcilla.

El filtro va atrapando el calcio hasta que llega un momento en que ya casi no tiene actividad, es cuando la zeolita ha realizado todo el cambio de iones posible. Esto ocurrirá en Malargüe al término de un año de uso continuo.

Por ello se recomienda realizar la maniobra de regeneración que a continuación se detalla:

El filtro se regenera sumergiéndolo en agua con una fuerte concentración de sal. Para ello se debe disponer de un recipiente de 5 litros de capacidad en el que se colocarán 4 litros de agua y tres paquetes de 500 gramos cada uno de sal fina de mesa. Se sumerge el filtro en esa solución y se lo deja por espacio de 12 horas. Luego se enjuaga con agua destilada por dentro y por fuera y ya esta listo para ser usado nuevamente.

Como se puede ver es una maniobra muy sencilla y económica.

Es conveniente colocar este filtro en un soporte que lo mantenga aislado de insectos, sobre todo moscas, y de alimañas. Se recomienda especialmente una caja cerrada y con una puerta, de DMF material económico y resistente a la humedad.

Lamentablemente no fue posible realizar un análisis completo del agua filtrada. Es muy importante poder tener el valor correcto de la cantidad de calcio retenida y que otros minerales son atrapados, pero, como se indica, el costo de este análisis y los tiempos para realizarlo están fuera del alcance de esta investigación.

A continuación se dan los precios de las distintas alternativas para tratar la dureza del agua al 20 de setiembre del 2007 en la Ciudad de Malargüe. Se toma como referencia 10 litros diarios de consumo por familia tipo.

FILTRO PURIFICADOR HOGAREÑO

Precio de venta: $ 350,00   Recambio del cartucho interno (Cada 2 meses en Malargüe) $ 150,00

Costo del mantenimiento anual: $ 900,00

AGUA MINERAL DE MESA

Precio de venta: $ 2,80 la botella de 1,5 litros (casi 7 botellas diarias) 

Costo del mantenimiento anual: $ 7.056,00

Dispensador con bidón de 20 Litros Precio inicial $ 28,00 – Cada bidón $ 8,50

Costo del mantenimiento anual: $ 1.530,00

FILTRO ARTESANAL DE CERÁMICA

Precio de venta: $ 45,00 el de 2,5 litros o $ 90,00 el de 5 litros  Detalle del mantenimiento anual: 9 bidones de agua destilada a $ 5,00 cada uno $ 45,00, 3 paquetes de 500g de sal fina de mesa a $ 1,20 cada uno $ 3,60

Costo del mantenimiento anual: $ 48,60

CONCLUSIÓN

Si bien, el resultado de las pruebas de dureza realizadas al agua filtrada por este filtro no es todo lo espectacular que se esperaba, es apreciable una diferencia con respecto al agua de red. Además el agua cambia muchísimo en su sabor y textura en el paladar y no es sugestión, ya que se probó con los ojos cerrados un vaso de una y otra agua y el resultado siempre fue a favor de la filtrada por este filtro. De todos modos se le recomienda, a quien quisiera comercializarlo, realizar un estudio más serio en lo que respecta a la dureza final del agua filtrada, ya que el valor de la cantidad de calcio por litro es muy importante de tener.

No hay dudas de que hay una mejora, el agua filtrada muestra ser menos dura y eso, pensando en una ingesta diaria durante meses y años, genera una mejora en la salud. Este filtro ya se está usando en varias familias en Malargüe y sobre todo en la zona rural donde es muy apreciado. Es indudable que nada puede hacer al lado de un filtro purificador de agua de hogar, de los que se venden en el mercado, con un cartucho interno de resina especial que atrapa casi totalmente el calcio al filtrar. Pero el precio de un artefacto de estos es muy alto y el cartucho, en una zona de agua dura como esta, debe ser cambiado muy frecuentemente y es muy caro también para la gran mayoría de los hogares. Se debe realizar una campaña de concienciación en la población sobre los riesgos que acarrea la ingesta diaria de calcio en el agua de red, costumbre muy arraigada en nuestra Ciudad, por desconocimiento de la relación entre la dureza del agua y los problemas de salud.

Filtro purificador de agua de hogar	Filtro de cerámica artesanal

BIBLIOGRAFIA

   Base de datos del laboratorio de análisis de agua del Centro de Hemodiálisis Malargüe.

   Base de datos del Servicio de Estadísticas del Hospital Malargüe.

   Experiencia personal del Artesano Sr. Maximiliano Jaque.

   Enciclopedia Microsoft Encarta Student Premium 2007

   www.google.com.ar :  Malargüe Zeolita

   www.blakwell-synergy.com/doi/abs

   www.agroads.com.ar

   www.bioone.org

AGRADECIMIENTOS