RESUMEN

La contaminación del medio ambiente marino por derrames de petróleo en el, Perú y en el mundo es un problema de impacto actual, creando la muerte de flora y fauna marina, así como un alto costeen los compuestos químicos y maquinarias para la limpieza del hidrocarburo en el mar.
La técnica de desplazamiento de compuestos se utiliza en la química inorgánica, en la minería como por ejemplo la electro química; donde el AgNO3(nitrato de plata)al contacto con el cobre se libera la plata, del mismo modo hoy existe enlaces químico como las fuerzas de Van Der Waalsque generaría dispersión o atracción electroestática entre compuestos.
Nuestro proyecto se basa en generar una atracción electroestatica, entre 2 compuestos orgánicos: proteínas y ácidos orgánicos, es decir cabello y petroleo, los cuales al acoplarse dejaran libre al disolvente agua; a esto se le denomina fuerza de Van Der Waals o dispersión, como resultado tenemos: la reducción de la contaminación ambiental, un bajo costo en la compra de filtro y la reducción de los costos energéticos.
Pero lo más importante, es el gran cuidado ambiental ya que no se libera ninguna sustancia química, captura hidrocarburos y reduce la contaminación de metales pesados..

Trabajo de campo



Este verano salimos a hacer trabajo de campo con el profesor Mimbela.




Fuimos a las playas de la costa verde para tomar muestras de la contaminación y saber bien como afectaba este problema a nuestra comunidad.




Fuimos a las playas de la costa verde y justo por una gran casualidad encontramos un camión cisterna que estaba parado frente al mar, nos acercamos un poco para ver que esta haciendo y nos llevamos con la gran sorpresa de que estaban descargando sustancias en el mar, así sin mas delante de todos, no les daba vergüenza contaminar toda la playa.






Seguimos caminando indignados por lo que sucedía y llegamos a una zona de balneario donde la gente se estaba bañando en la playa confiada de su seguridad sin saber que toda esa agua estaba siendo contaminad en ese mismo momento…



Vimos como el agua se encontraba sucia, con espuma y como esta contaminación afectaba a la fauna marina encontramos unos animales muertos:

Despues de todo eso decidimos hacer el proyecto.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las refinerías en el Perú transportan petróleo vía marítima y muchas veces suceden grandes derrames de estos alcanos, trayendo como consecuencia contaminación, muerte de flora y fauna marítima, se han diseñado diferentes técnicas de limpieza de petróleo siendo muchas veces económicamente imposibles de realizar.
Basado en las fuerzas de Van der Waalls (dispersión) que es la atracción entro dos cuerpos se puede generar la atracción dipolo entre una proteína (cabellos) y un alcano (petróleo) la atracción de los grandes polímeros de aminoácidos que forman una proteína aglutinan a grandes cadenas de alcanos dejando libre el agua.
Datos estadísticos del problema del petróleo en Europa: Es una región con mucho tráfico de buques donde existen las rutas marítimas habituales hacia las direcciones principales de Estrecho de Gibraltar - Francia y de Barcelona - Islas de Mallorca.La realización del proyecto Clean Seas permitió evaluar cuantitativamente el rango de lacontaminación (temporal y espacial) en estas tres áreas marinas observadas durante los años del 1996 al 1998. Según los resultados obtenidos en el área del Mediterráneo Noroccidental esta se puede constatar como la más contaminada pero se debe tener en cuenta que las condiciones meteorológicas locales (la baja celeridad del viento superficial principalmente) fueron bastante más oportunas para la detección devertidos mediante las imágenes SAR. No obstante, el litoral de Barcelona, debido a las aguas residuales descargadas mediante los ríos Besos y Llobregat, se puede considerar como la mayor fuente de contaminación del litoral de Cataluña: el penacho de aguas contaminadas aparece casi en todas las imágenes SAR obtenidas. Las figuras muestran las ubicaciones y las áreas de los derrames detectados mediante imágenes SAR en las zonas de estudio en el Mar Báltico, Mar del Norte y Mediterráneo Noroccidental entre los años 1996 y 1998.

Estadística de los mayores accidentes en aguas costeras de Europa en los años de 1966 a 1999.

IMPORTANCIA

Gracias a este proyecto podemos limpiar el mar y evitar la contaminación que afecta a la flora y fauna.
Los derrames de petróleo, cada día son más frecuentes en los océanos, dejan estelas de contaminación de efectos a muy largo plazo. El petróleo vertido se va extendiendo en una superficie cada vez mayor hasta llegar a formar una capa muy extensa, con espesores de sólo décimas de micrómetro. De esta forma se ha comprobado que 1 m3 de petróleo puede llegar a formar, en hora y media, una mancha de 100 m de diámetro y 0,1 mm de espesor.

BREVE MARCO TEORICO

Las fuerzas de van der Waals son fuerzas de estabilización molecular; forman un enlace químico no covalente en el que participan dos tipos de fuerzas o interacciones, las fuerzas de dispersión (que son fuerzas de atracción) y las fuerzas de repulsión entre las capas electrónicas de dos átomos contiguos.
Fuerzas de dispersión
Todos los átomos, aunque sean apolares, forman pequeños dipolos debidos al giro de los electrones en torno al núcleo (véase átomo). La presencia de este dipolo transitorio hace que los átomos contiguos también se polaricen, de tal manera que se producen grandes fuerzas de atracción electrostática entre los dipolos que forman todos los moleculas. Lo que se denomina la relación dipolo instantáneo - dipolo inducido.
Repulsión electrostática
A estas fuerzas de dispersión se opone la repulsión electrostática entre las capas electrónicas de dos átomos contiguos.
La resultante de estas fuerzas opuestas es una distancia mínima permitida entre los núcleos de dos átomos contiguos. Distancia que se conoce como radio de van der Waals.
Es ésta una fuerza muy importante en biología, porque es uno de los enlaces no covalentes que estabilizan la conformación de las proteínas.
La energía del enlace de van der Waals es de 1 a 2 kcal/mol.
Las fuerzas de van der Waals conforman el tipo más débil de fuerza intermolecular que puede darse en la naturaleza, necesitándose un aporte energético de 0,1 a 35 kJ/mol para romper dicha interacción. Distinguimos tres clases de enlace de van der Waals:
Orientación: interacción dipolo permanente-dipolo permanente. Tienen lugar entre moléculas polares como el HCl por ejemplo, produciéndose una atracción eléctrica entre polos opuestos de moléculas contiguas, pero no así el solapamiento de los átomos interactuantes al ser de mayor tamaño que en el puente de hidrógeno.(Recordemos que el solapamiento sólo se produce en el enlace de hidrógeno, donde el N, el O y el F son especies más pequeñas). Cuanto mayor sea la polaridad de la molécula (diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman), más fuerte será la interacción.
Inducción: interacción dipolo permanente-dipolo inducido. Se produce entre una molécula polar y otra apolar. En este tipo de interacción, el dipolo permanente de la molécula polar provoca una deformación en la nube electrónica de la molécula apolar que se aproxima (el polo negativo de la molécula polar induce el desplazamiento de lo electrones de la molécula polar hacia el polo opuesto, apareciendo un dipolo). De este modo, se establece una atracción eléctrica entre polos opuestos.
Este tipo de enlace también se conoce como polarización, siendo tanto más intenso cuanto mayor sea la polarización de la molécula apolar. La intensidad de este fenómeno dependerá de la mayor o menor polaridad (diferencia de electronegatividad entre los átomos que forman la molécula polarizante; la polar) así como del tamaño de la molécula polarizada (a mayor número de electrones, más desigualdad de disposición puede existir).
Dispersión (Fuerzas de London): dipolo instantáneo-dipolo instantáneo. Aparecen en todos los compuestos moleculares, siendo la única fuerza intermolecular que aparece entre moléculas apolares. Se produce por la aparición de una distribución asimétrica de la carga en una molécula (dado el movimiento continuo de los electrones). Este fenómeno induce la aparición de un dipolo instantáneo en la molécula que se aproxima, estableciéndose una interacción muy débil e instantánea.
La intensidad de esta interacción depende del tamaño de la molécula (a mayor número de electrones, mayor posibilidad de la aparición de un dipolo instantáneo).
La idea se nos ocurrió viendo los periódicos y las noticias ya que al ver que la flora y fauna de nuestro planeta era tan afectada por los derrames de petróleo, decidimos hacer algo al respecto. Fuimos trabajando en el laboratorio ideas de como poder limpiar el mar, de como sacar el petróleo que caía mas fácilmente y llegamos a la conclusión de que debía de ser en forma sólida, así que comenzamos a trabajar en como se acoplan las fuerzas de atracción electroestáticas entre 2 componentes, siendo estos orgánicos la atracción seria dipolo instantáneo y dipolo en dovido, creándose una dispersión o enlace, pegando las proteínas del cabello a los hidrocarburos(petróleo) pudiéndose ser retirado limpiando el agua.

MATERIALES Y METODOS

Los materiales que compramos y utilizamos para el proyecto: “Separación de petróleo y agua por medio de las fuerzas de Van Der Waals” son:
-Petróleo
-Agua
-Cabello humano y de animales
-Pinzas metálicas
-Bogotas de vidrio
-Bykers
-Tubos de Ensayo
El método utilizado es el ensayo-error, utilizando diferentes componentes que pudieran aglutinarse o adosar moléculas por fuerza de London, dipolo-dipolo inducido o dipolo-dipolo. Los cuales llegan a generar una dispersión de aminoácidos de fuerza con el petróleo. Pudiéndose separarse el agua del petróleo.

El metodo que utilizamos para resolver este problema es el de las fuerzas de van der walls que consiste en el proceso de aglutinacion median las fuerzas dipolo, gracias a los aminoacidos del cabelllo.

RESULTADOS

1º Los aminoácidos que conforman la cadena polipeprida de una proteína de cabello humano generándose una dispersión (fuerza de atracción electrostática)que la de un animal.
*Así que decidimos generar un filtro de cabellos humanos. .




2º El componente hidrocarburo (petróleo) es un componente acuoso generado por ácidos orgánicos los cuales presentan una suspensión de foses al contacto con el agua.



3º Se genera la atracción electroestática entre los dipolos de las moléculas (petróleo acido orgánico y aminoácidos del pelo) produciéndose la aglutinación franca.

4º Removemos los pelos (aminoácidos de proteínas) con el componente oleaginoso orgánico del petróleo observando la limpieza del agua.

Sacamos el cabello y el agua quedo limpia

Mediante el este proceso conseguimos limpiar el agua de residuos de petróleo y darnos cuenta que no solo este proyecto se debe quedar en laboratorio si no salir al mundo para limpiar el mar y salvar la flora y fauno del planeta.

Mediante el este proceso conseguimos limpiar el agua de residuos de petróleo y darnos cuenta que no solo este proyecto se debe quedar en laboratorio si no salir al mundo para limpiar el mar y salvar la flora y fauno del planeta.

CONCLUSIONES

» Las fuerzas de Van Der Waals son dispersiones o atracciones electroestáticas, entre moléculas, pueden ser por fuerzas de London, dipolo-dipolo inducido y dipolo-dipolo.
» Los aminoácidos en suma forman una proteína, este compuesto orgánico tiene la propiedad de genera una atracción electroestática con un dipolo similar al radical –COOH es decir acido orgánico, que genera una fuente enlace entre la proteína y el petróleo quedando en libertad el disolvente orgánico H2O.
» Aumenta la separación agua-petróleo
» Baja los costos de los filtros(pelo)
» Mejora la purificación del agua
» Elimina el uso de agentes químicos
» Recaen los riesgos ambientales
» Elimina el uso de emulsificantes
» Elimina el uso de antibacterianos
» Reduce costos energéticos
» Ningún aditivo químico es liberado en medio ambiente
» Captura hidrocarburos reduciendo la contaminación de metales pesados
» La separación del agua no tiene efectos negativos o impactos ambiéntales.