El agua pesada



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El agua pesada

MELISSA ORBES

COLEGIO LICEO MERANI PEREIRA

ASIGNATURAS: INVESTIGACION Y TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA

PEREIRA

2012


NOTA DE ACEPTACIÓN

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FIRMA DEL JURADO

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FIRMA DEL JURADO

PEREIRA NOVIEMBRE 2012AGUA PESADA

MELISSA ORBES

GRADO ONCE

TRABAJO DE GRADO

ASESOR:


LUS FELIPE PERILLA LÓPEZ

DOCENTE LICEO MERANI PEREIRA

COLEGIO LICEO MERANI PEREIRA

ASIGNATURAS: INVESTIGACION Y TECNOLOGÍA E INFORMÁTICA

PEREIRA

2012


AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer Al profesor, Luis Felipe Perilla, profesor del área de sistemas, quien me ha transmitido los conocimientos para realizar este trabajo de investigación sobre el agua pesada, y quien cordialmente estuvo a mi disposición; sin el, dicha investigación no sería una realidad.

Gracias por su esfuerzo y colaboración.

TABLA DE CONTENIDO



RESUMEN 7

INTRODUCCION 8

JUSTIFICACION 9

PROBLEMA DE INVESTIGACION 10

OBJETIVOS 11

OBJETIVO GENERAL 11

OBJETIVOS ESPECIFICOS 11

MARCO DE ANTECEDENTES 11

MARCO CONCEPTUAL 12

MARCO TEORICO 14

1. AGUA 14



1.1 DEFINICION 14

1.2 CARACTERISTICAS 14

GENERALIDADES 14

1.3 CLASIFICACION 15

2.1 DEFINICION 16

3. OBTENCION 17



3.1 ¿Qué métodos de elaboración de agua pesada se conocen? 18

Los principales métodos llevados a escala industrial son: 18

* INTERCAMBIO QUÍMICO 18

* DESTILACIÓN 18

* ELECTRÓLISIS. 18

INTERCAMBIO QUÍMICO: se denomina también intercambio isotópico. Se ponen en contacto dos fases, una líquida y otra gaseosa, constituida cada una de ellas por un compuesto hidrogenado diferente (la fase gaseosa puede ser directamente hidrógeno). 18

Según las condiciones de presión y temperatura, se obtiene una acumulación preferencial del deuterio en una de las fases (generalmente la fase líquida), debido a que se produce un intercambio entre hidrógeno - deuterio entre las distintas fases. 18

Los sistemas pueden ser hidrógeno/agua, hidrógeno/amoníaco, sulfuro de hidrógeno/agua, hidrógeno/etilamina. La PIAP utiliza el método de intercambio hidrógeno/amoníaco teniendo como fuente de deuterio el agua natural proveniente del río. 18

DESTILACIÓN: Estos métodos se basan en las pequeñas diferencias de la presión de vapor entre las especies deuteradas e hidrogenadas (agua, amoníaco e hidrógeno). Se utilizan para concentrar agua pesada a partir de agua previamente enriquecida por otros métodos hasta valores del 10%. 18

ELECTRÓLISIS: Se realiza por descomposición del agua por medio de una corriente eléctrica. Este método tiene altos costos de operación y requiere de la asociación de una planta que produzca hidrógeno para otros usos. La primera planta productora de agua pesada (Noruega) utilizó este método. 19

CONCLUSIONES 19

ANEXO B. IMAGENES 22




RESUMEN




Se denomina agua pesada a una molécula de composición química equivalente al agua, en la que los átomos de hidrógeno son sustituidos por deuterio; un isótopo pesado del hidrógeno. Históricamente ha sido utilizada en diferentes ramas con en la armamentista, medica, eléctrica.






INTRODUCCION


Este trabajo de investigación se realizó como requisito académico de las áreas de investigación y sistemas. En la primera parte del trabajo explicaré el área problema, definición de agua pesada, con sus principales características; en la segunda parte abordaré el tema general, usos del agua pesada, a partir del cual se va a delimitar el tema de investigación.


Para realizar este trabajo de investigación, se contó con la asesoría del profesor de sistemas, Luis Felipe Perilla.




JUSTIFICACION


El tema del agua pesada un tema importante y polémico pues es una fuente de energía alternativa, pero al mismo tiempo las consecuencias de un error humano pueden ser catastróficas hasta lo que se tiene planteado según el estudio de la energía nuclear, ciencia en la que su estudio a penas se esta iniciando.









PROBLEMA DE INVESTIGACION


¿Qué es el agua pesada?










OBJETIVOS



OBJETIVO GENERAL


Definir claramente que es el agua pesada



OBJETIVOS ESPECIFICOS


1. Uso del agua pesada en los diferentes campos de desarrollo

2. Como y en donde se obtiene el agua pesada


MARCO DE ANTECEDENTES


Este tema ha sido investigado por diferentes ciencias: biología, medicina y química; los aspectos más relevantes son: el agua pesada. Clase de agua que cuenta con dos átomos de deuterio.



MARCO CONCEPTUAL







2 atomos de deuterio unido a 1 de hidrogeno

Agua pesada



Utilizado en diversos campos variados tanto como en la medicina como en el campo de guerra



usos




Repostería



Encontrada en donde escasea el agua, en islas por ejemplo



obtención



Mar



Fabricada en laboratorios

En la naturaleza








MARCO TEORICO



1. AGUA

1.1 DEFINICION

El agua es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.



1.2 CARACTERISTICAS

Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación, precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.




GENERALIDADES

Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura. El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose en tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe el 10% restante.

Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo).


1.3 CLASIFICACION



1.3.1 agua


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El agua Potable es ideal para un consumo sin riesgo de contraer infecciones, pero aun así en agua contaminada también surge todo caldo de cultivo para bacterias y virus.




1.3.2 agua pesada



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La que posee dos átomos de deuterio en vez de hidrogeno.

.

2. AGUA PESADA



2.1 DEFINICION


¿QUÉ ES EL AGUA PESADA? es una clase de agua algo más pesada (tiene mayor densidad) que la común. Un litro de agua pesada pesa 1.105 gramos, mientras que un litro de agua común pesa 1.000 gramos.

Se denomina agua pesada (D2O) al óxido de deuterio.

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). En cambio, la molécula de agua pesada se compone de dos átomos de deuterio y uno de oxígeno (D2O). ¿Qué es el deuterio?- Es un isótopo del hidrógeno y es más pesado. ¿Qué es un isótopo? del griego: iso=igual y topos =lugar, son átomos que tienen similar comportamiento químico pero diferente comportamiento físico. Así hidrógeno y deuterio son químicamente iguales, pero el átomo de hidrógeno no tiene neutrones en su núcleo mientras que el deuterio tiene uno, por eso es más pesado y tiene las propiedades especiales del agua pesada.

2.2 USOS:

¿Para qué sirve el agua pesada?- Cuando en un reactor se emplea combustible uranio natural, sólo el agua pesada puede cumplir con la doble función de moderar neutrones y transferir el calor generado. El agua natural, que tiene igual capacidad de transmisión de calor, produce una absorción de neutrones tan elevada que impediría mantener la reacción en cadena de este tipo de reactores, usándose únicamente en los de uranio enriquecido. Es útil como moderadora y refrigerante en reactores de uranio natural. Hacer agua pesada constituye un desafío a la tecnología. La Argentina procuró las centrales nucleares del tipo uranio natural-agua pesada, procurando así el dominio del ciclo del combustible. Considerando la necesidad de asegurar el abastecimiento del agua pesada, que es un insumo crítico producido a escala industrial por un número muy reducido de países, fácilmente susceptible a ser objeto de presiones internacionales, y con el fin de lograr la independencia tecnológica en este campo, la Comisión nacional de Energía Atómica resolvió oportunamente la ejecución de los Proyectos de Agua Pesada. Existe una Planta de Agua Pesada en Arroyito (Neuquén), ocupa un área de 20 hectáreas, por la ruta 237, 50 km al sur de la ciudad de Neuquén, allí se produce un promedio de 200 toneladas de agua pesada/año.

3. OBTENCION




3.1 ¿Qué métodos de elaboración de agua pesada se conocen?

Los principales métodos llevados a escala industrial son:

* INTERCAMBIO QUÍMICO

* DESTILACIÓN

* ELECTRÓLISIS.

INTERCAMBIO QUÍMICO: se denomina también intercambio isotópico. Se ponen en contacto dos fases, una líquida y otra gaseosa, constituida cada una de ellas por un compuesto hidrogenado diferente (la fase gaseosa puede ser directamente hidrógeno).

Según las condiciones de presión y temperatura, se obtiene una acumulación preferencial del deuterio en una de las fases (generalmente la fase líquida), debido a que se produce un intercambio entre hidrógeno - deuterio entre las distintas fases.

Los sistemas pueden ser hidrógeno/agua, hidrógeno/amoníaco, sulfuro de hidrógeno/agua, hidrógeno/etilamina. La PIAP utiliza el método de intercambio hidrógeno/amoníaco teniendo como fuente de deuterio el agua natural proveniente del río.

DESTILACIÓN: Estos métodos se basan en las pequeñas diferencias de la presión de vapor entre las especies deuteradas e hidrogenadas (agua, amoníaco e hidrógeno). Se utilizan para concentrar agua pesada a partir de agua previamente enriquecida por otros métodos hasta valores del 10%.

ELECTRÓLISIS: Se realiza por descomposición del agua por medio de una corriente eléctrica. Este método tiene altos costos de operación y requiere de la asociación de una planta que produzca hidrógeno para otros usos. La primera planta productora de agua pesada (Noruega) utilizó este método.


3.2 naturalmente se encuentra en lugares donde escasea el agua como en islas de latinoamerica.


3.3 GENERALIDADES:

El agua pesada es contaminante para la vida del planeta?
El agua pesada virgen no es contaminante y tampoco lo es el proceso a través del cual se logra obtenerla.
Vida útil del agua pesada
El agua pesada en un reactor de uranio natural es considerada un bien de capital, ya que en ocasión de la puesta en marcha de la central nuclear se realiza la carga inicial y dura toda la vida operativa del reactor.
La necesidad anual de agua pesada en las centrales nucleares se estima en el orden del 1% del inventario inicial. Estas demandas obedecen a pequeñas reposiciones técnicas que se producen por las tareas de mantenimiento y operación normal.




CONCLUSIONES


Con este proyecto de investigación aprendimos los pasos de un método científico para resolver un problema en el área del conocimiento.


También aprendimos sobre la importancia de consultar en diferentes fuentes como internet, revistas, enciclopedias y bibliotecas especializadas para elaborar reseñas bibliográficas.

Nuestro conocimiento sobre el agua pesada ha sido profundizado y ahora sabemos que el agua pesada en si no causa ningún daño al medio ambiente pero en los campos en donde se utiliza puede ser algo riesgoso.



BIBLIOGRAFIA


  1. http://www.ensi.com.ar/docs/aguapesada/ap-preg-freq.html

  2. http://www.barilochenyt.com.ar/arroyito.htm

  3. http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi98/Autopista/enoren1.htm

  4. http://www.taringa.net/posts/info/1423546/_Que-es-el--Agua-Pesada_.html

  5. es.wikipedia.org/wiki/Agua_potable

  6. es.wikipedia.org/wiki/Agua


ANEXO B. IMAGENES




http://www.ensi.com.ar/imgesp/aguapesada/compoatom.gif

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/03/glacial_iceberg_in_argentina.jpg/300px-glacial_iceberg_in_argentina.jpg

http://blog.ptmcolombia.com/wp-content/uploads/2009/06/agua.jpg

http://www.wippcar.es/multisites/wippcar/images/stories/vapor%20de%20agua-6-big.jpg



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