DETERMINACIÓN DE FÓSFORO TOTAL EN LAGUNA DE SANTIAGO

“LAGUNA CAREN”

Proyecto desarrollado por el Liceo Alcalde Jorge Indo de Quilicura: Profesora Guía:

Carmen Garrido Allendes

Alumnas:

Francisca Hurtado S. Geraldine Mateluna G.

2.- Resumen: La Investigación apunta a determinar la concentración de fosfatos en la Laguna Carén, espejo de agua ubicado al poniente de la Ciudad de Santiago, para determinar la factibilidad del uso de este recurso hídrico para el riego de hortalizas y otras siembras comestibles.

3.- Resumen Ejecutivo: La investigación propuesta nos pone frente a la producción de conocimiento científico relevante ya que en general se trata de determinar la concentración de fosfatos en una reserva de agua dulce ubicada a 15 kilómetros de la capital, aspecto que es determinante para la factibilidad de uso de este recurso hídrico en tareas de regadío de hortalizas y otros productos agrícolas La información disponible en revistas y otros medios de divulgación señala que esta laguna tiene la particularidad de que posee una rica flora submarina que presenta un movimiento durante todo el año. Según estos medios, la concentración de estas algas aumenta al doble en el verano, lo que estaría significando que los niveles de fósforo o fosfato son el doble que en época de invierno. También hay que hacer notar que la temperatura superficial de las aguas es mucho mayor en época estival, lo que debería ocasionar que el movimiento de las algas se traslade a zonas de mayor profundidad y por lo tanto a esas profundidad debiera aumentar la concentración de fósforo o fosfato. Todo lo anterior opera como hipótesis de trabajo la que se refutará o corroborará a partir de la experiencia que consiste básicamente en la medición de las concentraciones de fosfato en distintos lugares y diversas profundidades, utilizando la técnica de Espectrofotometría UV-VIS la que permite obtener buenos resultados para la investigación que nos ocupa esto es la medición del fósforo total. En este trabajo no sólo se pretende medir las cantidades de fósforo que encontramos en distintos lugares ya distintos niveles en la laguna Carén, sino que pretendemos determinar los factores que inciden en el aumento o disminución de la concentración de fosfatos: temperatura ambiente, estación del año, profundidad a la que es tomada la muestra, asentamientos humanos, etc.

4.- Establecimiento Educacional Nombre:

Liceo Alcalde Jorge Indo.

Comuna:

Quilicura

Región:

Metropolitana.

Dirección:

Manuel Antonio Matta

Teléfono:

(02) 948 60 22

Web:

www.liceomunicipalalcaldejorgeindo.cl

1985

5.- Participantes Nombre:

Geraldine Alexandra Mateluna González

Rut:

18.701.640-1

Fecha Nacimiento:

04 de noviembre 1993

Establecimiento Educacional: Liceo Municipal Alcalde Jorge Indo, Manuel Antonio Matta 1985 Quilicura, Fono 948 60 22 Curso:

3° Medio “A” .

Dirección Particular: Intendente Saavedra 0141, El Mañío, Quilicura Teléfono:

593 75 47

Celular:

09 068 13 59

E mail:

[email protected]

Nombre:

Francisca Yvette Hurtado Simpertigue.

Rut:

18.330.659-6

Fecha Nacimiento:

21 de julio de 1993

Establecimiento Educacional: Liceo Municipal Alcalde Jorge Indo, Manuel Antonio Matta 1985 Quilicura, Fono 948 60 22 Curso:

3° Medio.

Dirección Particular:

Pasaje 37, casa 2011, Conchalí.

Teléfono: Celular:

07 429 51 78

E mail:

[email protected]

 

6.- Profesor Guía Nombre:

Carmen Jacqueline Garrido Allendes.

Rut:

11.261969-0

Fecha nacimiento:

30 de Mayo de 1968

Establecimiento: Liceo Municipal Alcalde Jorge Indo, Manuel Antonio Matta 1985 Quilicura, Fono 948 60 22 Especialidad: Analista Químico, estudiante Química. Universidad de Santiago. Dirección Particular:

Sargento Aldea # 1342 , Santiago.

Telefono:

02-5550205

Celular:

8-3601268

E mail:

[email protected]

7.- Asesor científico externo No hay

de Ingeniería Ejecución

8.- INTRODUCCIÓN

El análisis químico de los recursos hídricos de nuestro país es fundamental para el aseguramiento de la calidad del agua, y así permitir la confiabilidad plena para el uso humano de este vital elemento. El trabajo que presentamos se propone realizar un análisis químico que permita determinar la concentración de Fósforo Total que se encuentra en una laguna de nuestro Santiago. El sitio escogido para realizar la investigación es la Laguna Carén, un ecosistema artificial que está emplazado en la comuna de Pudahuel en el kilómetro 14 de la ruta 68 a Valparaíso, dentro del parque del mismo nombre, recinto que posee mas de 100 mil hectáreas. Este parque posee una gran cantidad de agua natural la cual, de acuerdo al resultado de nuestra investigación, se podría depurar y así obtener el Fosfato para ser utilizado como fertilizante. La técnica utilizada fue la de Espectroscopía UV-VIS. Los resultados de este trabajo indican los contenidos de fósforo variaron según los siguientes factores, la ubicación geográfica de la laguna, el sector del muestreo y profundidad donde fue tomada la muestra. Nosotras trabajamos sobre el control de Eutroficación de la laguna. Esto se refiere al enriquecimiento de nutrientes de un ecosistema, aplicado a las sales de fosfato y nitrógeno , o sea inorgánicas y orgánicas. En el caso nuestro nos abocamos exclusivamente a los Fosfatos, elementos cuya presencia puede obedecer a un proceso natural por aguas lluvia, o a contaminación humana.

9.- Antecedentes Bibliográficos: Tesis: Cayún Iturra, Sandra Elizabeth: Determinación de Fósforo Total en Aguas de Lagos. Facutad de Química y Biología. Universidad de Santiago de Chile . 2003.

10- Hipótesis y Objetivos La presencia de gran cantidad de flora subacuática estaría indicando altas concentraciones de fosfatos en las aguas de la Laguna Carén. De la misma manera, la profundidad de las aguas, la temperatura ambiente, la estación del año y los asentamientos humanos serían determinantes para los distintos niveles de fósforo que

Objetivo 1 Determinar la concentración de fósforo total en las aguas de la Laguna Carén. Objetivo 2 Identificar factores que inciden en la variabilidad de las concentraciones de fosfatos que se encuentran en distintas áreas y profundidad de la Laguna Carén

11.- Plan de trabajo Método y Materiales a) Obtención de muestras: El primer paso en la secuencia experimental, es la recolección e muestras. Para la toma de muestras de las lagunas se consideran distintos puntos de éstas, es decir, se analiza en forma superficial así como en profundidad. Por lo tanto, la laguna se divide en estaciones, que son sectores donde se tomará la muestra, la estación se dividirá en perfiles, que va desde la superficie hasta los metros (en profundidad) que se consideren necesarios. Una vez determinadas las estaciones, se inicia la toma de muestras propiamente tal. Para esto se utiliza un bote inflable, para poder llegar al lugar deseado, aquí se lanza una botella estilo Van Dorn, que posee un tubo de un metro aproximadamente de largo y diez centímetros de diámetro, tiene un mecanismo manual de obturación. La botella es bajada en forma horizontal con las tapas abiertas luego que alcanza la profundidad deseada es lanzado el mensajero el cual llega a la botella accionando un resorte que la cierra. Este método permite obtener muestras naturales las que sin preservantes son guardadas en botellas de vidrio y refrigeradas a 4°C.

b) Procesos de Preparación de las muestras:

1. Proceso de Digestión: Se toman 25 mL de muestra y se llevan a un matraz Erlenmeyer, luego se agregan 0,2 mL de Ácido Sulfúrico concentrado (94-97%), se trabaja en triplicado, por lo tanto son 3 muestras. Luego se revisan las botellas de vidrio a las cuales se les deben agregar 200 mL de agua Desionizada con 2 gr de NaOH y unas gotas de Fenolftaleína, para así llevar un control de la acidez. Las muestras en vasos de precipitados se ponen en una plancha a una temperatura de 110°C hasta que la temperatura las seque completamente, este proceso termina al 2° día, pasado ese tiempo se le agrega agua desionozada para así disolver los cristales que queden adheridos en los bordes y se deja reposar. Una vez terminado el proceso de digestión las muestras son llevadas a matraces de 50 mL, 100 mL y 200 mL y son aforadas con agua desionizada para HPLC, después se toma una alícuota de 10 ml , reactivo combinado, se agitan y se dejan reposar en un lugar seco , después de lo cual son medidas en Espectrofotómetro UV-VISIVLE.

2. Determinación P- PO4 bajo el método del Molibdato de Amonio o Denigé. Soluciones: -Molibdato de Amonio: Solución al 10ppm de PO4: Disolver 25g de (NH4)6Mo7O24 x 4H2O en 175 de agua destilada. Agregar con mucho cuidado 280 mL de H2SO4 concentrado a 400 mL de agua destilada. La solución ácida es enfriada haciendo una mezcla sobre hielo. Cuando la solución ácida esté fría completamente se agrega la solución de molibdato y la mezcla se diluye a 1Lt. -Cloruro Estanoso: al 2,5% p/v. Disolver 2,5 de SnCl2 x 2H2O en 100mL de glicerina. La calentarse suavemente hasta la disolución completa.

mezcla debe

-Solución de Fosfato de 10 ppm: Tomar 0,286g de KH2PO4 y disolver en un litro de agua desfilada. Esta solución es 200ppm. Luego diluir. Luego tomar una alicuota de 10mL y disolver

a 200mL con agua purificada para HPLC, y así obtendremos una solución de 10ppm.

Materiales de Laboratorio: Pipeta Aforada 10 mL Bureta 25 mL Vasos precipitados de 50mL Gotarios. Matraces Forados de 1000, 200, 100, 50, 25 mL. Papel toalla Espátula Pincetas. Escobillas. Cubetas para equipo de Espectrofotometría. Equipo de Espectrofotometría: Espectrofotómetro : Marca , Barnstead. Modelo 830 plus. 12.-Factibilidad y Plan de Trabajo:

El Liceo Alcalde jorge Indo , nos dio la facilidad de permisos y traslados para poder llevar a cabo este proyecto, tanto al interior como en salidas externas. La Universidad de Santiago nos Apoyo en un 100% en , el uso de su laboratorio, materiales y reactivos , lo cual permitio desarrollar en forma total este proyecto, siendo esto un donativo para esté. Este Liceo Alcalde Jorge Indo , es el único que posee enseñanza intercultural, además, trabaja con niños en riesgo social, esta es la primera vez que perticipamos en un concurso de esta categoría.

13.-Procedimiento Experimental:

1.- A partir de una solución de 10 ppm de PO4: Prepare una batería de 5 soluciones que contenga los siguientes valores: 2,5 - 5,0 – 7,5 – 10 ppm de la solución anterior, afore a matraces de 25 mL. A esta solución se adiciona 1 mL de Molibdato de Amonio y 2 gotas de Cloruro Estanoso. Si el fosfato esta presente aparecerá color azul. Las muestras no deben ser medidas después de 15 minutos , agregado el Cloruro Estanoso. 2.- A las 3 muestras que tenemos le aplicamos el mismo procedimiento y luego lo leímos.

Espectrofotometría Visible: L a espectrofotometría, especialmente visible se se utiliza a menudo como método de análisis. Muchas sustancias pueden convertirse en derivados coloreados y por lo tanto, pueden ser analizados en la región visible del espectro electromagnético. La radiación electromagnética se puede considerar como una forma de energía radiante que se propaga como onda transversal con un movimiento ondulatorio. La distancia entre las ondas se describe en términos de longitud de onda . La región visible es una parte muy pequeña del espectro electromagnético y se extiende desde el Ultravioleta cercano, 380nm hasta aproximadamente 780 nm.

La cantidad de radiación absorbida por una especie química se puede relacionar con la concentración de la sustancia que se analiza, mediante la ley de Beer. A=k b C A= Absorbancia. C= Concentración del analito B= Paso óptico K= Constante de proporcionalidad se denomina absortividad. Las concentraciones se expresan en gramos por litro y absortividad molar.

Análisis de las Muestras y sus Patrones. Se mide las absorbancias de la solución preparada , entre los 550 y 750 nm. Utilizando agua como solución madre para calibrar el equipo. Curva de calibración: Del espectro de absorción , seleccione la longitud de onda a usar, y mida las absorbancias de todas las soluciones preparadas , y haga una curva de calibración. Luego mida las muestras problemas:

Calibración Estándar: Estándar 1 2 3 4 5

concentración 0 2,5 5 7 10

absorbancia 0 0,073 0,179 0,309 0,569

Medición muestras Laguna Caren Muestras A B C

concentracio 6,9 6,6 7,2

14.-Impacto y Difusión: Impacto: El estudio realizado por las alumnas del Liceo Alcalde Jorge Indo, será un aporte para la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile, la cual se instalará en el parque de la Laguna Carén, y que contará con la información de que dichas aguas poseen un alto contenido de fosfatos, que se utiliza para fertilizar los suelos de los sembradíos de hortalizas.

Para el sector de Noviciado también es muy importante estar en conocimiento de que se cuenta con un recurso hídrico en periodos de sequías ya que estas aguas contienen muchos fosfatos que sirven de fertilizantes.

Difusión: Se pretende publicitar el estudio realizado, a través de periódico, página web, del Liceo Alcalde Jorge Indo; página web del Departamento de Educación Municipal; por medio del diario y radio comunal de Quilicura. Se contactará vía mail con las autoridades correspondientes de la Facultad de Agronomía de la Universidad de Chile y con la comuna de Pudahuel para notificarles el estudio y solicitarles la difusión del mismo por medio de las vías que ellos empleen.

15.-Conclusión:

La determinación de Fosfatos en el agua de la Laguna Carén en este caso específico, es importante ya que esta se encuentra situada cerca de una zona rural , estos son importantes para el uso de riego de sembradíos. Las algas dentro de esta presentan un movimiento durante todo el año, es por eso que leyendo en libros y algunas Tesis , aumenta en el verano , esto quiere decir que los niveles de fosforo o fosfato son el doble , que en época de invierno. También hay que hacer notar que la temperatura superficial de las aguas es mucho mayor en esta época lo que hace que el movimiento de las algas haga el recambio a zonas de mayor profundidad. Concluyendo la técnica de Espectrofotometría UV-VIS. Permite obtener buenos resultados para la obtención de Fosforo total. Se concluye que la cantidad de Fósforo depende de muchos factores, tales como, Temperatura ambiente, estación del año, profundidad a la que es tomada la muestra y también los asentamientos humanos.

16.- Relevancia y Originalidad de la investigación.

Relevancia: Es relevante saber las cantidades de compuestos inorgánicos que posee el agua de la Laguna Carén porque ésta aumenta la cantidad de algas filamentosas y de plantas subacuáticas, de las cuales se alimentan la flora y fauna que posee este gran espejo de agua la Región Metropolitana. Originalidad: Nadie hasta el momento, había ido a tomar muestra para medir la cantidad de fosfato que existe en la Laguna Carén con el objetivo de determinar si son útiles para el regadío de hortalizas y plantaciones, por lo cual beneficia el consumo de éstas por parte de los humanos.

17.- Aporte y calidad de vida y al desarrollo sustentable del recurso hídrico: Demostrar que en el caso de alguna sequía extrema, este espejo de agua puede ser tratado, refiltrado, depurado y utilizar sus nutrientes para el uso de fertilizantes y estas aguas pueden ser utilizadas en empresas que se encuentran cercanas a ella y así no usar agua potable, que en estos tiempos es un bien escaso.

18.- Antecedentes Bibliográficos o Investigaciones previas

-Grau J. El Libro del Medio Ambiente. Ecologismo. Ediciones OIKOS ltda. 3° edición. -Matta A, Quevedo F. Diccionario Universidad de Costa Rica.

Didáctico

de

Ecología. Editorial

de

la

-Cayun Iturra Sandra E. Determinación de Fósforo Total en Agua de Lagos. Santiago de Chile 2003.

18 Anexos:

A todas las personas que hicieron posible este proyecto: Director del Liceo Alcalde Jorge Indo: Jorge Robles Montenegro Mariela Villaroel, Asistente Chile.

del Laboratorio de la Universidad De Santiago De

Eduardo Valero Gonzalez, Jefe de Área de Química Analítica, quién nos presto el Laboratorio de la Universidad de Santiago, para poder realizar nuestro proyecto.

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