Un depuratore in bottiglia

Obiettivi:

1.      Ricopiare ciò che accade in natura

2.      Utilizzo “concentrato” delle sue fasi e dei suoi elementi

3.      Capirne i passaggi e le motivazioni dell’uso

4.      Conoscerne il funzionamento.

Contenuti

Il suolo ed il suo potere filtrante. Le acque del sottosuolo. La disponibilità idrica: raccolta delle acque meteoriche, accesso alle acque di falda mediante un pozzo, la sorgente, le acque superficiali.

Le tecniche di depurazione delle acque per uso domestico; le penne depuratrici degli scouts, per uso personale. Alcune misure sull’acqua potabile: la concentrazione salina ed il residuo fisso, la conducibilità elettrica, il calore specifico.

Metodi ed attività

Da un progetto sull’acqua proposto per le classi prime nascono una serie di attività didattiche proposte sia in laboratorio, come visite guidate.

Ecco che allora la visita al podere dove abita una allieva diventa un momento di apprendimento proprio in merito all’acqua: la cisterna della raccolta delle acque piovane, la sorgente che sgorga dal pendio roccioso e le cui acque alimentano un piccolo ruscello che scende a valle, il pozzo le cui acque vengono pompate per gli usi domestici.

La visita al palazzo ducale di Urbino inoltre ci permette di capire, come nel passato, le acque piovane venissero depurate prima di essere raccolte nella grande cisterna centrale: dei pozzetti sistemate ai 4 spigoli di discesa dei discendenti delle grondaie,  sono muniti di settori per  mettere della ghiaia e delle balle di carbone.

La visita al depuratore delle acque pubbliche ci permette di capirne il funzionamento, di osservare  la parte finale di filtrazione viene effettuata con vasche di sabbia filtranti e con altre piene di carbone attivo.

Gli allievi scouts, suggeriscono, che nel loro equipaggiamento personale è possibile dotarsi di un depuratore a forma di grossa penna, dalla quale bere acqua: nell’interno dei piccoli granelli di carbone riescono a garantirne la potabilizzazione.

Da tutto questo nasce l’idea di poter ricostruire in laboratorio un piccolo depuratore in bottiglia e di controllarne l’efficacia.

Materiali

·              Due bottiglie in “pet”, possibilmente a sezione uniforme

·              Ghiaia

·              Sabbione

·              Sabbia fine

·              Carbone di legna

·              Cotone idrofilo

·              Supporto

·              Colorante

Fasi di esecuzione

1.            Si tolgono le etichette alle bottiglie per rendere visibile meglio l’interno.

2.            Ad una si elimina il fondo ed è quella che utilizzeremo come depuratore, all’altra toglieremo la parte del collo che useremo come imbuto.

3.            Utilizzando una stoffa di jeans sminuzziamo il carbone in parti molto sottili, semplicemente usando un martello. Il carbone messo in mezzo alla pezza non esce fuori e col martello  possiamo picchiare direttamente sul tessuto, sicuri di ottenere un prodotto molto fine.

4.            Si lavano i vari materiali da usare, ovviamente usando recipienti diversi, così eviteremo che la prima acqua esca torbida.

5.            Sul fondo della bottiglia si mette una falda di cotone idrofilo e sopra si versa il carbone sminuzzato per una altezza di circa 8-10 cm.

6.            Vi si appoggia una falda di cotone facendo attenzione ad estenderla bene, in maniera più ampia della superficie del carbone  e vi si aggiunge sabbia fine sempre per circa 8 cm di altezza

7.             Cotone come prima e quindi la ghiaia che ha solo la funzione di far capire che serve a trattenere le impurità più grosse.

8.            Ancora cotone e quindi si mette il collo dell’altra bottiglia a mo’ di imbuto

Il nostro apparecchio è pronto per il test finale.

Lo si appoggia sul supporto e vi si versa dell’acqua dove abbiamo disciolto del colorante o della terra con le sue impurità. Dobbiamo fare attenzione nel versare affinché si dia il tempo giusto all’acqua per filtrare senza trasbordare: ecco perché usiamo l’imbuto. Sul barattolo sottostante l’acqua scenderà pulita e trasparente

Il lavoro può essere svolto in più gruppi  e confrontando i risultati ottenuti.

A questa esperienza abbiamo aggiunto le prove della conducibilità  utilizzando acqua distillata alla quale abbiamo aggiunto del sale, un gruppo, e dell’aceto, un altro gruppo. Due i sistemi utilizzati: utilizzando un tester in posizione di misura degli Ohm (misura della Resistenza, che è l’inverso della conducibilità) e anche realizzando un semplice circuito con  una lampada collegate ed in serie il recipiente con l’acqua e due barre di metallo. Si può così vedere che la lampada aggiungendo il sale aumenta di luminosità, o che togliendo dall’acqua lentamente una delle due barre la luminosità diminuisce a motivo della diminuzione della sezione di contatto (era il principio dei vecchi reostati nel passato per diminuire la luce nei teatri o per avviate i motori).

Infine abbiamo usato un apparecchio elettronico per la misura dei sali disciolti utilizzato per le acque di piscina. Questo strumento è facilmente reperibile sul mercato a prezzo accessibile ed utile per i vari tipi di misurazioni, in quanto offre tre misure simili: durezza in gradi francesi, conducibilità in microsiemens/cm,  salinità in parti per milione.

Glossario

Gradi francesi = indica la durezza dell’acqua; si scrive ° f (minuscolo) per distinguerli dai gradi Fahrenheit (misura temperatura inglese); 1° f corrisponde a 10 mg di Carbonato di Calcio (CaCO₃).

Conducibilità = indica la Conducibilità elettrica ed è l’inverso della Resistenza; si misura in microsiemens/cm (mS/cm); più la concentrazione salina è elevata, più la conducibilità è alta.

ppm = parti per milione; è un'unità di misura utilizzata per indicare livelli estremamente bassi di concentrazione di un elemento chimico o di una qualsiasi sostanza.

Adsorbire = si dice la capacità di alcune sostanze di fissare sulla propria superficie, molecole di impurità liquide o gassose. Il carbone ha questa particolare proprietà.

Sant’Angelo in Vado 22.3.08                                                                         

Giuseppe Dini