Calculo Diferencial

UNA SOLUCIÓN AL DESPERDICIO DE AGUA 

• PROBLEMÁTICAS DE SUSTENTABILIDAD EN LA REGIÓN
  
  
  En el presente artículo se presentarán las diferentes problemáticas que a través de investigaciones y diferentes procesos pudimos observar que se presentan en nuestra región, específicamente Atlacomulco, las cuales consideramos más graves y que generan un mayor daño tanto a al medio ambiente como a nuestra salud. 

1. Contaminación de agua. 

Es cualquier cambio químico, físico o biológico en la calidad del agua que tiene un efecto dañino en cualquier cosa viva que consuma esa agua. Cuando los seres humanos beben el agua contaminada tienen a menudo problemas de salud. En el municipio de Atlacomulco es uno de los problemas que preocupa a la sociedad pues al existir un río el agua no solo se encuentra en un estado de contaminación sino que al desprender un olor desagradable el cual es molesto para las personas. 

2. Desperdicio de agua

El conjunto de Organizaciones Mexicanas por el Derecho al Agua declaró en 2014 que alrededor de 9 millones de habitantes en México no tienen acceso a este elemento. Además, 13 millones de personas que sí recibían agua, la reciben contaminada; por lo tanto, en México existen 22 millones de ciudadanos que no tienen acceso a agua de calidad. En lo que compete a nivel municipal, el desperdicio de agua en Atlacomulco es algo que se ve y a las personas les afecta pues en ciertas colonias existe un horario para brindar servicios del agua porque se han tomado medidas para ahorrar este recurso.

3. Pérdida de la biodiversidad 

México ocupa el cuarto lugar del mundo en términos de riqueza biológica o “biodiversidad”, por lo que se le considera uno de los países “megadiversos”, es decir, uno de los 17 con 75% de las especies vivas que se han descrito. En el municipio de Atlacomulco se ha disminuido la biodiversidad tanto fauna como flora, cuando antes se veían zorrillos, serpientes de cascabel, serpientes de látigo o serpiente chirrionera, tlacuaches, tejones, zopilotes, gavilanes, golondrinas, calandrias, etc. así como pinos y cedros, girasoles, encino, ocote, roble, y uno casi extinto que es la jacaranda debido a el crecimiento demográfico en la región. 

4. Calentamiento global 

La contaminación del aire es una mezcla de partículas sólidas y gases en el aire. Las emisiones de los automóviles de CO2 debido a que las personas usan cada vez más el auto, los compuestos químicos de las fábricas en la zona industrial de Atlacomulco que diariamente emiten enormes cantidades de gases que destruyen la capa de ozono cambiando las corrientes de aire, con ello cambian las corrientes de aire en el mar y el ciclo de temperatura es inexacto provocando alteraciones en las estaciones del año, el polvo, el polen. El ozono, un gas, es un componente fundamental de la contaminación del aire en las ciudades. Cuando el ozono forma la contaminación del aire también se denomina smog.

• Problemática elegida: 

"Desperdicio de Agua"

La problemática seleccionada por el equipo fue rescatada debido a que consideramos que es una de las que más afectan nuestro medio y se trata de un líquido vital que genera y da vida y sin ella no existiría nada en nuestro planeta. 

La calidad de agua es un problema de numerosos sectores de la población, tanto urbano como rural, esto se debe a la poca cultura ambiental de las personas. Debido a la importancia del agua es necesario conocer la manera de cuidarla, pues la escasez de este vital líquido cada día es más frecuente y se va incrementando. Debemos comenzar a tomar consciencia de la importancia que tiene el agua para los seres vivos y para nosotros; los seres humanos somos los encargardos de su preservación, pues somos justamente nosotros quienes ocasionamos la disminución y contaminación del este vital líquido.

• Relación de la problemática con la asignatura 

El cálculo y las matemáticas están siempre presentes en nuestra vida, se ocupan en las actividades desde lo más simple hasta en lo más complejo, es por ello que el cálculo no se queda fuera de la determinación de ciertos datos en la problemática elegida que es el desperdicio de agua ya que nos ayuda a establecer diferentes parámetros que nos aportan información necesaria para realizar una reflexión acerca de toda el agua de la que disponemos, de cuanta obtenemos, al igual que cuanta usamos y cuanta desperdiciamos, y gracias a esto realizar ciertas acciones para optimizar el uso de este vital líquido al igual que la implementación de diferentes dispositivos sustentables que proveen otras opciones fuera de lo cotidiano siendo más amigables con el medio ambiente, por mencionar algunos de los diversos cálculos que se pueden realizar entorno a este tema, está el que nos ayuda a calcular las dimensiones que tendrá el tanque de almacenamiento establecido en una casa dependiendo de la cantidad de lluvia que se identifique en la región, con esta función exponencial que a continuación se desglosa nos arroja datos relevantes para la implementación de nuestro prototipo y reafirma lo antes dicho, el cálculo es fundamental y está en todo nuestro entorno.

• Argumentación del modelo matemático 

El prototipo que llevamos a cabo es un modelo de “Casa Sustentable"; la cual capta el agua de la lluvia para después abastecer la casa. El modelo matemático que se presenta a continuación nos ayuda a calcular las dimensiones que tendrá el tanque de almacenamiento dependiendo de la cantidad de lluvia que se identifique en la región. 

Este método conocido como: “Cálculo del Volumen del Tanque de Almacenamiento” toma como base de datos la precipitación de los 10 ó 15 últimos años. Mediante este cálculo se determina la cantidad de agua que es capaz de recolectarse por metro cuadrado de superficie de techo y a partir de ella se determina

a) el área de techo necesaria y la capacidad del tanque de almacenamiento, o

b) Determinación de la demanda de una familia para satisfacer sus necesidades.

- Determinación de la demanda; a partir de la dotación asumida por persona se calcula la cantidad de agua necesaria para atender las necesidades de la familia o familias a ser beneficiadas en cada uno de los meses.

Nu: número de usuarios que se benefician del sistema.

Nd: número de días del mes analizado 

Dot: dotación (L/persona x día) 

D1: demanda mensual (m3) 

- Determinación del volumen del tanque de abastecimiento; teniendo en cuenta los promedios mensuales de precipitaciones de todos los años evaluados, el material del techo y el coeficiente de escorrentía, se procede a determinar la cantidad de agua captada para diferentes áreas de techo y por mes.

Ppi: precipitación promedio mensual (litros/m2) 

Ce: coeficiente de escorrentía 

Ac: área de captación (m2) 

Ai: Oferta de agua en el mes “i” (m3) 

• Como se aplica 

El modelo matemático busca principalmente determinar las medidas o tamaño adecuados que la cisterna de nuestro prototipo debe tener para abastecer a una familia de por ejemplo 6 personas, para lo cual mediante la ayuda del modelo anterior pudimos obtener que la demanda mensual sera de 55.8 m3 y el tanque que se utilice tendrá que tener la capacidad de almacenar 434 litros. 

Todo esto va a depender de la cantidad de agua de lluvia que se logre recolectar, el tipo de tareas que se vayan a realizar con esta agua y la cantidad que cada integrante utilice.

• Conclusiones 

Como equipo llegamos a la conclusión de que es bastante importante tomar en cuenta la problemática desde el punto matemático, en este caso usamos el modelo matemático enfocado a nuestro prototipo cuyo fin es reducir el "Desperdicio de Agua" y así obtener mejores datos y poder dar las medidas adecuadas. Aunque en un principio nos costo trabajo realizar este proyecto debido a que era muy ambicioso se logro realizar el trabajo con la participación activa de cada uno de sus integrantes.