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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS
FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I
“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE
ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA”
TESIS
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:
LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL
PRESENTA:
WILBERT ALBERTO CABRERA SANTIAGO
DIRECTOR DE TESIS:
DR. HUGO ALEJANDRO GUILLÉN TRUJILLO
TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS. MAYO DE 2016
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS
FACULTAD DE INGENIERÍA C-1
“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” II
“Tú debes ser el cambio que deseas ver en el mundo”
(Mahatma Gandhi)
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FACULTAD DE INGENIERÍA C-1
“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” III
D E D I C A T O R I A
Dedico este trabajo a aquellas personas que fueron de gran apoyo moral, ético y profesional; por
haberme acompañado en todo momento y orillado siempre a dar lo mejor de mí, sin detenerme.
Porque mi familia es lo más importante que Dios me ha dado y gracias a ellos siempre mantengo
una sonrisa en mi rostro y un fuerte latido en mi corazón.
A mis padres:
Ing. Lázaro Ramón Cabrera Santiago
Lic. Consuelo Santiago Monjaras
A mis hermanos:
Dr. Erick Ramón y Aymer Samael
Arely Irasema y Lázaro Fabián
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“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” IV
A G R A D E C I M I E N T O S
A Dios, por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, por permitirme hacer
realidad este sueño anhelado.
A la Universidad Autónoma de Chiapas que me ha dado la oportunidad de
formarme en sus instalaciones para poder así, ser un profesionista comprometido con
la sociedad.
A mi director de tesis, Dr. Hugo Alejandro Guillén Trujillo por sus conocimientos,
sus orientaciones, su manera de trabajar, su persistencia, su paciencia y su motivación
han sido fundamentales para mi formación.
A la comunidad académica de la Facultad de Ingeniería de la UNACH, a mis
catedráticos, directivos y personal administrativo, a quienes les debemos respeto y
admiración porque realmente están comprometidos con la educación y formación de
buenos profesionistas.
A Miriam Barranco Díaz, por ser compañera de vida, donde la ayuda que me ha
brindado ha sido muy importante para mí, incluso en los momentos más difíciles,
siempre me motivó a nunca abandonar mis sueños y a luchar por mi felicidad.
A Mario A. Hernández Selbas, por haber compartido el tema de tesis, porque juntos
compartimos experiencias, desvelos, risas y preocupaciones; pero sobre todo por ser
más que un amigo y compañero de clases, un hermano.
A mis compañeros de la licenciatura, por haber compartido experiencias, sueños y
angustias, que me brindaron su apoyo cuando lo necesité, principalmente a César, a
Rosaura, y a Rodolfo. Como también a mis compañeros de proyecto terminal con los
cuales tuvimos un aprendizaje ambiental mutuo.
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“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” V
ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... VII
ÍNDICE DE ECUACIONES ................................................................................................................ IX
ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................................... IX
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1
1.1 INTRODUCCIÓN DE LAS ECOTÉCNIAS .................................................................................... 1
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................................... 7
1.3 JUSTIFICACIÓN.................................................................................................................... 8
CAPÍTULO 2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 9
2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 9
2.2 OBJETIVO PARTICULAR DE ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA ........................................... 10
2.2.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE LLUVIA ........................................................................... 10
2.2.2 BAÑOS SECOS ............................................................................................................ 10
2.2.3 HUMEDALES ARTIFICIALES ......................................................................................... 10
2.2.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ............................................................................... 11
2.2.5 FILTROS DE AGUAS GRISES ......................................................................................... 11
CAPÍTULO 3. REVISIÓN DE LA LITERATURA ................................................................................... 12
3.1. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA.......................................... 12
3.2 DESCRIPCIÓN DE BAÑOS SECOS ........................................................................................ 16
3.3 DESCRIPCIÓN DE HUMEDÁLES ARTIFICIALES ..................................................................... 21
3.4 DESCRIPCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ........................................................... 25
3.5 DESCRIPCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES ...................................................................... 28
CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ................................................................................... 31
4.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA....................................... 31
4.2 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE BAÑOS SECOS ..................................................... 40
4.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES ............................................... 48
4.4 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS........................ 50
4.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES ................................. 73
CAPÍTULO 5. INSTRUCTIVO DE USO DE LAS HOJAS DE CÁLCULO ................................................... 87
5.1 INSTRUCTIVO PARA DISEÑAR SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA....................... 88
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5.2 INSTRUCTIVO DE USO PARA EL MANUAL PRÁCTICO DE BAÑOS SECOS ................................ 94
5.3 INSTRUCTIVO DE USO PARA DISEÑAR HUMEDALES ARTIFICIALES ....................................... 96
5.4 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ......100
5.5 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE FILTROS DE AGUAS GRISES................104
CAPÍTULO 6. MEDIDAS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ........................................................108
6.1 CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA. ......................................................................................108
6.2 BAÑOS SECOS. ...................................................................................................................109
6.3 HUMEDALES ARTIFICIALES .................................................................................................111
6.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ......................................................................................113
6.5 FILTROS DE AGUAS GRISES ................................................................................................114
CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES ......................................................................................................116
BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................117
GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................................................120
ANEXOS ......................................................................................................................................121
ANEXO A. ÁLBUM FOTOGRÁFICO ............................................................................................121
ANEXO B. DISCO CON HOJAS DE CÁLCULO ..............................................................................124
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“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” VII
ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. DEFORESTACIÓN EN LA SELVA LACANDONA ........................................................................... 2
FIGURA 2. DIAGRAMA DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA. ......................15
FIGURA 3. CANALETAS DE RECOLECCIÓN............................................................................................15
FIGURA 4. MODELO EN 3D DE BAÑO SECO ..........................................................................................17
FIGURA 5. MODELOS DE BAÑOS SECOS DENTRO DEL HOGAR .................................................................20
FIGURA 6. MODELO DE BAÑOS SECO AL AIRE LIBRE ..............................................................................20
FIGURA 7. ESQUEMA GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO DE UN HUMEDAL ARTIFICIAL ....................................22
FIGURA 8. PLANTAS ACUÁTICAS MACROFITAS ......................................................................................24
FIGURA 9. HUMEDAL ARTIFICIAL CONSTRUIDO .....................................................................................24
FIGURA 10. VISTA LATERAL DEL ECOLAVADERO ...................................................................................27
FIGURA 11. VISTA EN PLANTA DE UN ECOLAVADERO COMUNITARIO .........................................................27
FIGURA 12. VISTA LATERAL DEL REGISTRO DE AGUAS GRISES CON TRAMPA DE GRASAS. ...........................30
FIGURA 13. VISTA DE PERFIL DEL FILTRO DE AGUAS GRISES. .................................................................30
FIGURA 14. VOLUMEN DE AGUA CAPTADA (LITROS) POR UNIDAD DE SUPERFICIE (M2).................................37
FIGURA 15. PREPARACIÓN DE SITIO. ..................................................................................................40
FIGURA 16. BASE DE CEMENTO Y MURO DE BLOQUES. ..........................................................................40
FIGURA 17. BLOQUES PARA LAS DOS CÁMARAS. ..................................................................................41
FIGURA 18. MURO LEVANTADO HASTA UN METRO DE ALTURA.................................................................42
FIGURA 19. FOTOS DENTRO Y FUERA DEL MURO FRONTAL. ....................................................................42
FIGURA 20. ESQUEMA DE INSTALACIONES SANITARIAS DE LOS MINGITORIOS. ...........................................43
FIGURA 21. INSTALACIÓN DEL MINGITORIO. .........................................................................................43
FIGURA 22. VISTA EN PLANTA DEL PISO DEL BAÑO. ...............................................................................44
FIGURA 23. PLANOS DEL ARMADO DE LA TAPA. ....................................................................................45
FIGURA 24. BASE DEL BAÑO SECO TERMINADA. ...................................................................................45
FIGURA 25. PROPUESTA PARA UNA REGADERA JUNTO AL BAÑO SECO. ....................................................46
FIGURA 26. MINGITORIO PARA SEPARAR LOS SÓLIDOS CON LOS LÍQUIDOS. ..............................................47
FIGURA 27. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS DEL MINGITORIO. ...................................................................47
FIGURA 28. ESQUEMA DEL COLADO DEL PISO DE CONCRETO. ................................................................53
FIGURA 29. CONSTRUCCIÓN DE LAS PAREDES DE LA CISTERNA. .............................................................54
FIGURA 30. ESQUEMA DE LA APLICACIÓN DEL YESO EN LOS MUROS. .......................................................56
FIGURA 31. APOYOS DE MADERA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL LAVADERO. .............................................59
FIGURA 32. CANAL DE DESAGÜE. ......................................................................................................60
FIGURA 33. PLANO EN PERFIL DEL BANCO Y REPISAS. ...........................................................................61
FIGURA 34. BOMBA DE LA CISTERNA, REGISTRO Y TINACO. ....................................................................62
FIGURA 35. BAJADA DE AGUA Y TAMBOR CON FILTRO............................................................................65
FIGURA 36. SUPERFICIE DE CAPTACIÓN Y TECHO CANALES QUE TRANSPORTAN EL AGUA. ..........................66
FIGURA 37. CANAL DE AGUA Y GANCHOS DE APOYO (CORTE TRANSVERSAL). ...........................................67
FIGURA 38. DISEÑO DEL HUMEDAL CONSTRUIDO, CON ENTRADAS Y SALIDAS. ...........................................68
FIGURA 39. EL DETALLE DE SALIDA, EL DESAGUADERO Y LA MALLA FILTRANTE..........................................71
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FIGURA 40. VISTA LATERAL DE LOS COMPONENTES DE LOS HUMEDALES CONSTRUIDOS. ............................72
FIGURA 41. LAS ANEAS, LOS JUNCOS Y EL CÉSPED COMÚN DE CAÑA. ......................................................73
FIGURA 42. TRAZO DEL ESPACIO DISPONIBLE PARA EL FILTRO DE AGUAS GRISES. .....................................74
FIGURA 43. ESQUEMA DE LOS MOLDES PARA LA CIMBRA DEL FILTRO HORIZONTAL.....................................75
FIGURA 44. ORDEN Y POSICIÓN DE CADA MOLDE DE MADERA. ................................................................76
FIGURA 45. DIAGRAMA DE LOS CORTES DE LA MALLA ANTES DEL ARMADO. ..............................................76
FIGURA 46. DIAGRAMA DE LA MALLA ANTES DEL COLADO. .....................................................................78
FIGURA 47. ESQUEMA DE INSTALACIONES HIDRÁULICAS DEL FILTRO. ......................................................80
FIGURA 48. FILTRO RECIÉN COLADO Y EN PROCESO DE TERMINACIÓN. ....................................................80
FIGURA 49. DISTINTOS MATERIALES FILTRANTES UTILIZABLES EN EL FILTRO HORIZONTAL...........................82
FIGURA 50. CANASTILLA DE PLÁSTICO DE 60 CM POR 40 CM CON 25 CM DE ALTURA. ................................82
FIGURA 51. FILTRO VERTICAL DE AGUAS GRISES. .................................................................................84
FIGURA 52. MALLA PARA RETENER GRASA EN EL FILTRO. ......................................................................84
FIGURA 53. CORTE DEL FILTRO VERTICAL CON SUS MATERIALES FILTRANTES. ..........................................86
FIGURA 54. CANASTILLA CON TEZONTLE. ............................................................................................86
FIGURA 55. ÍNDICE DE LAS ECOTÉCNIAS. ............................................................................................87
FIGURA 56. MENÚ DE LAS ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA. .................................................................88
FIGURA . A-1. (A) AFINAMIENTO DE PISO Y PAREDES; (B) SEDIMENTADOR LISTO PARA EL REVESTIMIENTO CON
GEOMEMBRANA; Y (C) TAPA CON FLOTADORES PARA EVITAR PÉRDIDAS POR EVAPORACIÓN Y
CONTAMINACIÓN.....................................................................................................................121
FIGURA . A-2. LA VISTA TRIDIMENSIONAL DEL ECOLAVADERO COMUNITARIO. ...........................................121
FIGURA . A-3. CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN ZONA RURAL. .............................122
FIGURA . A- 4. HUMEDALES ARTIFICIALES PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ............................122
FIGURA . A-5.APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA DONDE NO CUENTAN CON FUENTES PERENES. ........123
FIGURA . A-6. NIÑAS APROVECHAN EL ECOLAVADERO COMUNITARIO. ....................................................123
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ÍNDICE DE ECUACIONES
ECUACIÓN 1. CÁLCULO DE LA DEMANDA MENSUAL. ..............................................................................32
ECUACIÓN 2. CÁLCULO DE LA DEMANDA ANUAL. ..................................................................................32
ECUACIÓN 3. MÉTODO DE INTERÉS COMPUESTO..................................................................................33
ECUACIÓN 4. CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN NETA..............................................................................34
ECUACIÓN 5. CÁLCULO DEL ÁREA DE CAPTACIÓN .................................................................................38
ECUACIÓN 6. CÁLCULO DE ÁREA DE CAPTACIÓN NECESARIA ..................................................................38
ECUACIÓN 7. CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL SISTEMA.............................39
ECUACIÓN 8. CÁLCULO DEL GASTO MEDIO. .........................................................................................49
ECUACIÓN 9. CÁLCULO DEL GASTO MÍNIMO. ........................................................................................49
ECUACIÓN 10. CÁLCULO DEL GASTO MÁXIMO INSTANTÁNEO Y DE LA CONSTANTE M. .................................49
ECUACIÓN 11. CÁLCULO DEL GASTO MÁXIMO EXTRAORDINARIO. ............................................................49
ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1. COEFICIENTES DE ESCURRIMIENTO DE LOS DIFERENTES MATERIALES DEL ÁREA DE CAPTACIÓN. .....33
TABLA 2. VOLUMEN DE AGUA CAPTADA CON RELACIÓN AL ÁREA Y A LA PRECIPITACIÓN PLUVIAL. ..................36
TABLA 3. TABLA DE DOTACIONES CON RELACIÓN AL CLIMA DE LA LOCALIDAD.............................................48
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CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
1.1 INTRODUCCIÓN DE LAS ECOTÉCNIAS
Varios estudios han revelado que las ciudades modernas, pero también las más
antiguas, tienen una huella ecológica negativa que cubre entre 50 y 125 veces el
área de la metrópoli misma. Rees define a esta huella ecológica como "el área
terrestre que se requiere funcionalmente para mantener a cualquier población
dada”. El área agregada resultante puede ser llamada la 'huella ecológica total'
que la comunidad en cuestión deja sobre la Tierra. Adicionalmente, Girardet
inventó el término «biocidic cities» con las que designa a los asentamientos
humanos que toman recursos naturales y no devuelven nada a la madre tierra.
Los estudios que se hagan en el futuro nos dirán qué es más peligroso, si
cosechar recursos para alimentar a la ciudad o el envenenamiento de la ecología
por los flujos de desechos de las ciudades.
Un tema controversial e innegable en la actualidad, es el aumento de
temperaturas a través de los años, impulsando un calentamiento global. Dicho
calentamiento es generado por las emisiones de gases de efecto invernadero
hacia la atmosfera de la Tierra, especialmente el dióxido de carbono (CO2). Es
muy cierto que el calentamiento global va de la mano con el desarrollo humano de
muchos países industrializados, a tal grado que, para países de primer mundo es
prácticamente imposible reducir sus emisiones de CO2 por lo menos un 30% del
total de las emisiones. Por otro lado, es relevante tener en cuenta que en nuestro
país y estado se afecta gravemente a la superficie forestal, en el Mundo más de
13 millones de hectáreas de bosques son talados al año, según el Programa de
las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), lo que contribuye a un 20 % de
emisiones globales.
Existe un concepto muy particular llamado huella de carbono, que utilizamos muy
frecuentemente para conocer la equivalencia en masa de CO2 con relación a la
contaminación, industrialización, comercialización y trasportación de todos los
productos y servicios que se requieren en nuestra vida cotidiana. Es decir, una
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mancha o huella que las personas dejan en la tierra al ocupar espacio y recursos
naturales. Una vez conociendo el daño hacia el medio ambiente, es posible
implementar una medida de mitigación y/o compensación de emisiones por medio
de sistemas o tecnologías ecológicas.
Figura 1. Deforestación en la selva lacandona
La importancia de construir sistemas de ahorro de energía y recursos naturales
para uso doméstico o uso comunitario, es de gran relevancia para la mayoría de
las poblaciones, sobre todo aquellas que no tienen acceso a ciertos conocimientos
de ecotecnologías, y que, además, tampoco reciben apoyo de proyectos de
sustentabilidad de parte de las autoridades.
Los recursos naturales, transformados o no, sólo alcanzan para sostener a una
determinada cantidad de seres humanos, más allá de esos límites de recursos, los
humanos no podremos crecer en número como en cualquier otro nicho animal,
porque no contaremos con los recursos necesarios para sobrevivir y mantenernos.
Se podrá lograr sólo cuando la visión y postura de todos los seres humanos frente
a la naturaleza y a nuestro medio circundante, cambie y les dé una valoración
diferente considerando modificar:
De explotación a aprovechamiento.
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De degradación a respeto.
De contaminación a protección.
Y de separación a integración.
La condición sine qua non (expresión latina que significa 'sin la cual no'), se aplica
a una condición que necesariamente ha de cumplirse o es indispensable para que
suceda o se cumpla algo, nos permite considerar que, para asegurar la
permanencia de la armonía del planeta y nuestra especie, debemos ver el
problema como un todo, desde una posición global, general y holística; para
generar una nueva forma de vida que nos permita:
Afectar menos nuestro entorno, conciliar nuestra forma de actuar, armonía y
equilibrio con nuestro entorno, coherencia ecológica día a día y educar a las
nuevas generaciones.
Aquellas innovaciones tecnológicas diseñadas con el fin de preservar y restablecer
el equilibrio de la naturaleza y el desarrollo del hombre mediante el manejo
creativo de las herramientas naturales, son consideradas como “ecotécnias”.
En México, la sobreexplotación de los recursos naturales hasta niveles de
degradación, insertándolos en una economía global de mercado, termina por
aniquilar las economías de subsistencia de las comunidades rurales agotando
hasta su integridad y dejan a un lado las tradiciones con las que trabajaban
ecológicamente la tierra.
Las ecotécnias han llegado a cambiar todo parámetro que se había adquirido
desde la época industrial en México. Se intenta rescatar la manera tradicional y
sustentable con la que se ha limitado el impacto negativo en la biosfera terrestre
sin dañar las economías de los pueblos y creando nuevas alternativas
sustentables y sostenibles para una vida digna. Después de la conferencia de
Estocolmo de 1972, se consolidaron los principios del desarrollo sustentable por
medio de la propuesta del ecodesarrollo en el Programa de las Naciones para el
Medio Ambiente (PNUMA) y es aquí donde se tomaron en cuenta las ecotécnicas.
Después se crea el concepto de “ecoturismo” en los 80’s donde crece la
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importancia por practicar el turismo en zonas lejos de las urbes sin contaminar el
ambiente y así mismo surgen actividades de bajo impacto al medio ambiente.
El manual de diseño de ecotécnias tiene la intención de proveer a técnicos y a
toda persona interesada en la implementación de sistemas probados sobre el
cuidado del medio ambiente y aprovechamiento de los recursos. Sin embargo,
éste también puede ser de interés para una mayor audiencia, como especialistas
en desarrollo rural y planificadores. Esta opción permite satisfacer las necesidades
básicas de la población; asimismo, ayuda a reducir los altos niveles de
contaminación, como los son las emisiones de CO2, la erosión del suelo y la
calidad del agua. Es importante identificar los diferentes usos y aplicaciones de las
ecotécnias, sus componentes principales, los benefic ios que genera, su operación
y mantenimiento, pues la relación beneficio-costo nos da una idea de lo aceptable
que puede ser introducir proyectos que incluyan ecotécnias. Las características de
los materiales de construcción, el bajo costo y buen funcionamiento, nos indica
que las ecotécnias son planeadas y proyectadas para una zona rural
principalmente, aunque la implementación en zonas urbanas puede llegar a ser
innecesaria ya que significa un cambio drástico en el estilo de vida. Los criterios
de diseño más sobresalientes y la forma de construir estos sistemas, nos dan la
posibilidad de generar, por medio de una base de datos, una hoja de cálculo para
poder así, proporcionar al diseñador las dimensiones y lineamientos del sistema
para la construcción de ecotécnias. Es importante tener en cuenta las
recomendaciones y el mantenimiento de las ecotécnias, por ello, en este escrito se
podrá encontrar un capítulo destinado para ello.
La manera en que los servicios energéticos son producidos, distribuidos y
utilizados repercute en las dimensiones social, económica y ambiental del
desarrollo. En su conjunto, el acceso limitado a los servicios energéticos provoca
marginalización e impone ciertos límites a la capacidad para mejorar las
condiciones de vida de las personas. Las estrategias encaminadas a la mejora de
las condiciones energéticas tienen un impacto directo en aspectos relacionados
con la pobreza, las mujeres, la población, el urbanismo y los estilos de vida. Con la
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intención de que las estrategias no agraven la situación inicial de los países en
donde se aplican hay que focalizar el consumo/suministro energético como un
medio para satisfacer las necesidades básicas de una población y no como un fin
en sí mismo.
Dentro de un campo tan amplio como es el de la ecotecnología el presente
documento está enfocado a desarrollar dichos sistemas con lo que se conocen
como tecnologías apropiadas. Se considera que una tecnología es apropiada
cuando su uso tiene beneficios sobre las personas que las emplean y el medio
ambiente. Para lograr este beneficio social, ético, cultural, económico y
medioambiental hay una serie de características que son comunes a todos estos
procesos:
Que no causen daño previsible a las personas ni daño innecesario a su
entorno, especialmente a la flora y fauna.
Que no comprometan de modo irrecuperable el patrimonio natural de
futuras generaciones.
Que mejoren las condiciones básicas de vida de las personas
independientemente de su nivel adquisitivo.
Que no sean coercitivas, respetando los derechos y posibilidades de
elección de sus usuarios voluntarios y de sus sujetos involuntarios.
Que no tengan efectos generalizados irreversibles.
Bajo costo y baja operatividad económica, de fácil manejo, con bajo
mantenimiento y vida útil prolongada.
Que satisfagan una necesidad que otros productos o tecnologías no
consiguen.
Además, una característica destacable de este tipo de tecnologías es que usan
saberes propios de las culturas donde están empleadas, junto con materias primas
y materiales fácilmente asequibles en los lugares donde se aplican, evitando la
creación de dependencias
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En el mundo que nos toca vivir, cada vez más globalizado y competitivo desde el
punto de vista comercial, destaca el desarrollo industrial que, alentado por la
captura de los mercados, dejan en un segundo término la protección del ambiente,
ocasionando el retraso de programas para la reducción de contaminantes. Al
respecto, siguen presentes diversos problemas como el adelgazamiento de la
capa de ozono, la deforestación y el cambio climático, que, de no corregirse,
habrán de repercutir en la salud y bienestar de la humanidad.
Una solución es la adopción de tecnologías limpias o ecotécnias cuya función es
proteger el ambiente mediante acciones de prevención o eliminación de desechos
que se originan básicamente, como resultado de la actividad industrial.
Las ecotécnias son un concepto que representa las tecnologías que garantizan
una operación económica y ecológica de la energía, como la solar, eólica e
hidráulicas, que son renovables e inagotables; apoyadas en aerogeneradores,
paneles solares, focos fluorescentes, etc., se emplea para obtener electricidad,
calefacción, iluminación, etc.
El uso de las ecotécnias nos puede ayudar para aprovechamiento sostenible de
los recursos naturales y materiales diversos para la vida diaria.
Se podrán elegir las ecotécnias que mejor atiendan las necesidades y se adapten
a nuestro entorno, usos y costumbres, así como a los materiales disponibles en
nuestras comunidades. Tomando en cuenta las condiciones de la región como:
Temperatura
Precipitación
Radiación solar
Terreno disponible
Población de la zona
Clase socioeconómica
Y demás datos que dependen de cual sea el sistema que desea construir.
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1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En las comunidades sufren de escasez de recursos hídricos y energéticos,
principalmente por la falta de tecnologías y estudios técnicos. También porque
reciben el apoyo económico para que lleven a cabo sus proyectos y sustentos. En
Chiapas tenemos localidades con altos índices de precipitaciones y que no
cuentan con algún cuerpo de agua o arroyo del cual puedan disponer, lo suficiente
para abastecerse de agua en temporada de estiaje, sin embargo, no cuentan con
sistema de captación de agua de lluvia y no pueden aprovechar dicho recurso.
Tomando otro ejemplo, también hay localidades en Chiapas en las que no cuentan
con servicio de luz eléctrica, y se ven obligados a adaptarse a las condiciones
disponibles, sin embargo, también existe la posibilidad de aprovechar la radiación
solar con la que cuentan, este recurso natural se considera infinito, pero ellos de
igual forma por falta de tecnologías no pueden disponer de este servicio. Con
estos ejemplos se puede comprender que las ecotécnias realmente son
necesarias en las comunidades rurales de Chiapas, pero aún no están al alcance
de todas las personas ya sea por la economía, tecnología, materiales o
simplemente por falta de conocimientos técnicos.
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1.3 JUSTIFICACIÓN
Este trabajo se ha realizado principalmente pensando en la necesidad que se vive
en las comunidades rurales y también en el impacto que las personas generan a la
naturaleza, que a generaciones futuras puede perjudicar seriamente con el
equilibrio y la conservación de los recursos naturales. La implementación de
ecotécnias tiene gran importancia debido a la escasez de los recursos de uso
diario como es el agua para consumo humano y uso doméstico, recursos
forestales, suelo fértil, luz eléctrica etc. Y estos sistemas fundamentalmente
proporcionan un ahorro de dichos recursos, o bien, nuevas técnicas de adquisición
y recolección de ellos. Es por ello que se ha elaborado este manual de diseño de
ecotécnias destinado para todas las personas que buscan un desarrollo
sustentable para sus viviendas y así poder satisfacer las necesidades básicas de
sus familias. Por ello se ha optado por elaborar este manual de diseño lo más
práctico posible para que esté al alcance de todos, y usando materiales de
construcción que puedan adquirir cerca de su vivienda, además de proporcionar
un software de cálculo para que pueda estar al alcance de más personas.
Este manual fue pensado y proyectado para todo tipo de usuario, desde un
ingeniero diseñador hasta un jefe de familia que tenga deseos de implementar una
ecotécnia en su hogar. Finalmente, contamos con resultados confiables, ya que
toda operación de las hojas de cálculo tiene un fundamento científico con el que
podremos garantizar el buen funcionamiento de los sistemas ecológicos, tomando
en cuenta que se realizó un correcto proceso constructivo y que se llevan a cabo
todas las medidas de mantenimiento de forma correcta.
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CAPÍTULO 2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
El Manual de Diseño de Ecotécnias tiene como principal objetivo, proporcionar a
los técnicos y constructores, como también a los propietarios de la vivienda, las
dimensiones del sistema, como las características de los materiales, procesos de
construcción y mantenimiento en general. Se busca que el software de cálculo
esté en disposición de todos, principalmente a los habitantes de pueblos rurales,
ya que ellos son los que cuentan con menos tecnologías y servicios para
satisfacer sus necesidades. Entre las metas proyectadas de este manual de
diseño de ecotécnias están:
Desarrollar una herramienta de fácil comprensión que esté al alcance de
cualquier usuario.
Generar un software con aplicaciones técnicas ambientales para que en las
comunidades de Chiapas puedan implementar las ecotécnias más factibles
para su región.
Concientizar a la población de que el uso de las ecotécnias ayudara a la
conservación del medio ambiente.
Cuando la tecnología tiene como objetivo reducir su propia huella ecológica,
entonces estamos hablando de una ecotécnia. No se trata de aparatos o
máquinas que no tengan un impacto negativo sobre el medio ambiente,
simplemente que su existencia es menos dañina que las alternativas tradicionales.
La sola extracción de materiales para la construcción de cualquier producto
supone una huella ambiental negativa, misma que se incrementa al contabilizar los
combustibles usados para su manufactura y transporte. Todos los sistemas
ecológicos que pueden encontrar en este manual, están pensados para reducir de
manera significativa los impactos generados por su propia construcción e incluso
hasta se puede generar cierto beneficio en el ámbito social, ecológico y
económico. Los sistemas ecológicos tienen como meta principal llegar la
disposición de las personas que habitan sobre todo en las zonas rurales, ya que
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estas personas tienden a ignorar ciertos parámetros de contaminación y utilizan
medios incorrectos para el tratamiento de agua, residuos sólidos y contaminación
a la atmósfera.
2.2 OBJETIVO PARTICULAR DE ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA
2.2.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE LLUVIA
La captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua para consumo
humano y uso agrícola. En muchos lugares del mundo con alta y media
precipitación y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria
para el consumo humano, se recurre al agua de lluvia como fuente de
abastecimiento (UNATSABAR, 2001).
2.2.2 BAÑOS SECOS
El baño seco tiene como finalidad cambiar la contaminación del suelo por un
enriquecimiento del mismo. Los baños secos son sistemas que tratan los
desechos humanos cuando fermentan y los deshidratan para producir un producto
final utilizable y valioso para el suelo. No causa daños al medioambiente. No
utilizan agua y tampoco se conectan a la red de aguas residuales, evitando así
contaminar el subsuelo. También ahorran cantidades considerables de agua y al
mismo tiempo evitar la producción de aguas negras, utilizando sanitarios que
funcionan sin agua, cuentan con un diseño adaptable a diferentes culturas locales.
2.2.3 HUMEDALES ARTIFICIALES
En los humedales crecen y se desarrollan diferentes tipos de vegetales, animales
y microorganismos adaptados a estas condiciones de inundaciones temporales y/o
permanentes. En este tipo de ecosistema se desarrollan también determinados
procesos físicos y químicos capaces de depurar el agua ya que eliminan grandes
cantidades de materia orgánica, sólidos en suspensión, nitrógeno, fósforo e
incluso productos tóxicos. Básicamente, los humedales artificiales son zonas
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construidas por el hombre en las que se puede llevar un tratamiento de aguas
negras al reproducirse de manera controlada, los procesos físicos, químicos y
biológicos de eliminación de contaminantes que ocurren normalmente en los
humedales naturales.
2.2.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS
Proporciona agua limpia para lavar la ropa, disminuyendo el riesgo de irritaciones
de piel. Al igual que quita cantidades significativas de contaminantes de las aguas
grises, reduciendo la contaminación del medio ambiente. Ayuda a los miembros de
la comunidad a desarrollar un mejor entendimiento de como las aguas residuales
de diferentes tipos deben ser separadas y tratadas antes de ser descargadas al
medio ambiente y ayuda a los miembros de la comunidad a entender el valor de
usar el agua limpia en actividades que pueden afectar su salud.
2.2.5 FILTROS DE AGUAS GRISES
Las aguas jabonosas serán tratadas a través de un proceso Físico-Químico con el
objeto de espesar el jabón, sólidos en suspensión, oxigenar y desinfectar el agua
por medio de plantas acuáticas que absorben los minerales del jabón y así poder
darle al agua un correcto uso. Para enviar nuevamente el agua ya tratada al
consumo de la lavandería o para riego en jardines e infiltración de agua al
subsuelo.
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CAPÍTULO 3. REVISIÓN DE LA LITERATURA
En el siguiente escrito se presentará la revisión de la literatura de este documento,
el cual cuenta con la descripción de las ecotécnias que introducimos en los
softwares de diseño con el que se complementa la comprensión del
funcionamiento de todos los sistemas ecológicos.
3.1. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA
La importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico
y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones,
sobre todo aquellas que no tienen acceso a este vital líquido.
Esta opción permite satisfacer las necesidades básicas de la población; asimismo,
ayuda a prevenir la presencia de enfermedades gastrointestinales. El sector salud
reporta varios casos de muertes causadas por el consumo de agua que no cumple
las especificaciones de calidad establecidas en las Normas Oficiales relativas a
calidad del agua.
La captación de agua de lluvia es la recolección, transporte y almacenamiento del
agua pluvial que cae sobre una superficie de manera natural o hecha por el
hombre. Las superficies que captan el agua en las ciudades pueden ser techos de
casas y edificios, techumbres de almacenes y de tiendas, explanadas, etc. El agua
almacenada puede ser usada para cualquier fin, siempre y cuando utilicemos los
filtros apropiados para cada uso, es decir, para usos básicos como limpieza de
ropa, de pisos, sanitarios y riego puede usarse un filtro muy sencillo; para aseo
personal y para agua que se pretenda beber, se deberá tener un sistema de filtros
diferente, adecuados para estos fines.
El agua es un recurso natural cada vez más importante y escaso en nuestro
entorno. Gracias a la instalación de un sistema de recuperación de agua de lluvia,
puede ahorrar fácilmente hasta un 50% del consumo de agua potable en su casa.
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El agua de lluvia, a pesar de no ser potable, posee una gran calidad, ya que
contiene una concentración muy baja de contaminantes, dada su nula
manipulación. El agua de lluvia es perfectamente utilizable para muchos usos
domésticos en los que puede sustituir al agua potable, como para lavar ropa,
trastes, WC y riego, todo ello con una instalación sencilla y de costo accesible.
También supone utilizar las cubiertas de los edificios como captadores. De este
modo, el agua se recoge mediante canales o sumideros en un tejado o una
terraza, que pueden ser de diferentes materiales, ya sea de losa, teja, lámina, y
hasta palma, y se conduce a través de tuberías, para almacenarse finalmente en
una cisterna o tanque.
Este depósito puede estar enterrado en el jardín o situado en superficie libre en un
espacio de la vivienda. A la entrada del depósito se coloca un filtro para evitar
suciedades y elementos no deseados, como hojas y residuos. Este depósito se
dimensiona en función de los usos acordados, la superficie de la cubierta y la
pluviometría de la zona; posteriormente el agua disponible se impulsa y distribuye
a través de un circuito hidráulico independiente de la red de agua potable. Los
consumos admisibles o autorizados con agua pluvial son usos donde no se
requiere agua potable: lavadora, cisterna del váter, lavado de suelos, riego, etc. Lo
más práctico, fácil y barato es derivarlo para riego; se necesita un mínimo de
infraestructura y se consigue, así mismo, un buen ahorro. En muchos municipios
ya existen normativas para el aprovechamiento de agua de lluvia, con motivo de
las recientes sequías y las perspectivas climatológicas a medio y largo plazo.
Para que un sistema de captación de agua de lluvia funcione en una zona,
debemos tener en cuenta algunos factores fundamentales:
Factores sociales
Querer hacer el cambio.
Acordarlo con las personas con quien vivimos.
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Acordarlo con nuestros vecinos, en caso de ser un edificio o que esta decisión
los afecte de alguna manera.
Hacerse responsable del mantenimiento para el mejor funcionamiento del
sistema.
Factores técnicos
Número de integrantes de la familia o comunidad a beneficiar y el consumo
actual.
Cantidad de agua que se pretende captar.
Precipitación pluvial en la ciudad.
Superficies de captación.
Conducción del agua de lluvia (canales y tuberías).
Cisternas, tanques y otros elementos de almacenamiento.
Filtros y calidad del agua de lluvia
Ventajas
Ahorro evidente y creciente en la factura del agua que puede sustituir un 80%
del total de agua demandada por una vivienda.
Uso de un recurso gratuito y ecológico.
Pueden recibir subvenciones en función del municipio.
Contribución a la sostenibilidad y protección del medio ambiente.
Disponer de agua en periodos cada vez más frecuentes de restricciones y
prohibiciones.
Una buena instalación de colección de agua es sencilla y, por tanto, existen
riesgos mínimos de averías y apenas requiere de mantenimiento.
Aprovechar el agua pluvial tiene otras ventajas a la hora de lavar nuestra ropa;
al ser el agua de lluvia mucho más blanda que la del grifo, estamos ahorrando
hasta un 50% de detergente.
Mitigan la erosión de las avenidas de aguas por la actividad pluvial.
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Figura 2. Diagrama de los elementos del sistema de captación de agua de lluvia.
Figura 3. Canaletas de recolección
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3.2 DESCRIPCIÓN DE BAÑOS SECOS
En México existe cada vez mayor generación de basura, contaminación, escasez
del agua, empobrecimiento de los suelos agrícolas, mal manejo de los desechos y
descontento social. Los desechos que producimos están contaminando nuestros
ríos, arroyos, el mar, los lagos, incluso las aguas subterráneas a través de las
conexiones con el exterior por las perforaciones a lo largo de todo el planeta.
Un claro ejemplo de esto, lo constituye las aguas negras que generamos tan solo
en los sanitarios, pues el agua que utilizamos en un año para los baños
convencionales nos serviría para beber por más de 40 años y más de 150 000
litros de agua generados contaminan diversos cuerpos de agua por su mal
manejo.
Una alternativa a esta insensata forma de manejo de aguas negras ya se ha
desarrollado ya hace mucho tiempo, los baños ecológicos o baños secos, cuya
ventaja es el ahorro de agua, la reducción de agua negras y reducción de la
contaminación del ambiente.
Estas ecotécnias son aplicadas de manera eficiente en las zonas rurales como
Oaxaca, Veracruz, Península de Yucatán y Morelos que han logrado
implementarla con gran éxito mejorando su calidad de vida y activando su
participación social para la mejora de su ambiente.
Un baño seco es un baño que no utiliza agua para la evacuación de la orina y el
excremento, se distingue de los convencionales baños porque el excremento no
va directamente al suelo, no requiere de agua para su funcionamiento y no se
conecta a la red de aguas residuales. Además, son muy eficaces biológicamente,
ya que se aprovechan los residuos humanos y favorecen la economía doméstica,
ahorrando dinero y energía.
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Figura 4. Modelo en 3D de baño seco
Básicamente, hay dos tipos de sanitarios, los que utilizan agua para deshacerse
de los desechos y los que no la utilizan, también conocidos como letrinas. El
sanitario seco, a diferencia de una letrina, es una técnica que permite utilizar los
desechos como abono para el suelo y neutralizar la capacidad contaminante de
las heces (Semarnat, 2008).
“Baño seco” es un nombre genérico utilizado para describir varios tipos de baños
en los que coinciden dos características: funcionan sin agua y no tienen conexión
a la red de aguas residuales. Son también llamados “baños composteros” y dentro
de estos tenemos los modelos comerciales como los baños composteros en
donde la materia orgánica fermenta en un contenedor y el producto final obtenido
se puede utilizar, por ejemplo, como abono en jardines. Está indicado para zonas
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con poca disponibilidad de agua, o donde el agua del subsuelo sube a menos de 3
metros de la superficie del suelo (Semarnat, 2008).
Su función principal es la separación de desechos sólidos y líquidos; para ello, se
utiliza una taza especial con división para la orina y las heces. La orina se capta
en el separador al frente de la taza, que se conecta con una manguera al depósito
o pozo de absorción. Para los desechos sólidos se dispone un depósito, y a cada
uso, las heces deben cubrirse con una mezcla de tierra, aserrín, hojarasca o
ceniza y un poco de cal para mantener alta la alcalinidad.
Cuando se acaba de llenar esta primera cámara, se sella la abertura y se traslada
la taza a la otra cámara. La segunda cámara es ahora activa mientras la primera
es pasiva o de maduración. Cuando la segunda cámara está llena, se cosecha
abono orgánico maduro de la primera cámara. El uso alternado de las dos
cámaras facilita la destrucción de organismos patógenos, al permanecer más
tiempo en un medio alcalino producto de la cal y/o la ceniza. Este tiene la
apariencia de un polvo granuloso cuyo aspecto recuerda poco su origen; es
perfectamente inodoro.
Mientras la orina recuperada puede utilizarse como biofertilizante, debido a la alta
cantidad de nitrógeno que posee, inhibe el trabajo de las lombrices y de las
bacterias en general. Además, agrega gran cantidad de aire dentro del sistema, lo
cual genera mayor protagonismo de las bacterias anaeróbicas y desequilibra el
sistema pudiendo provocar olores. Sin embargo, la orina a diferencia de las heces
no tiene elementos contaminantes y cuenta con gran cantidad de nutrientes. La
orina es casi una sustancia nutritiva perfecta utilizable por las plantas y ser
reutilizada en beneficio del suelo.
La orina es almacenada a la sombra para que se produzca su envejecimiento y
pueda formarse amonio de manera que los nutrientes sean más fácilmente
absorbidos por lo microorganismos. Para aligerarla y tener una mejor calidad de
fertilizante, es preciso diluirla en agua y dejar reposar un mes esta sustancia. Esta
preparación se riega directamente sobre el suelo. Por otra parte, es recomendable
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evaluar los requerimientos de nutrientes y el funcionamiento metabólico de cada
tipo de especie, o en todo caso, se puede cavar un hueco en tierra (50 cm de
profundidad) cerca del sanitario, llenarlo de piedras, carbón, y conectar la salida
de orinas con este agujero.
En un sanitario seco se deshidrata el contenido que cae en la cámara de
tratamiento, esto se logra con calor, ventilación y el agregado de material secante.
Hay que reducir la humedad del contenido a menos de 25% tan pronto como sea
posible, ya que con este nivel se acelera la eliminación de patógenos, no hay
malos olores ni producción de moscas. El uso de una taza de sanitario diseñada
especialmente, que desvía la orina y la almacena en un recipiente aparte, facilita
la deshidratación de las heces.
La ecotécnia de baños secos al no requerir agua, tienen la ventaja de ahorrarla, se
estima que una persona ahorra anualmente una cantidad suficiente para beber
dos litros de agua diariamente durante más de 40 años, o bien ahorrar 13 litros por
cada vez que utilizamos el baño. Otras de las ventajas de los baños secos
comparados con los baños convencionales son los siguientes:
No contaminan el agua, ni el suelo.
Son higiénicos.
Su construcción es sencilla.
Su mantenimiento es muy sencillo y barato.
Ocupan poco espacio.
Pueden ser instalados dentro y fuera de la casa.
No requieren drenaje.
Bien manejados no emiten malos olores.
Pueden ser tan lujosos o sencillos como quieras.
Convierten un terrible contaminante en abono.
Permiten a poblaciones con pocos recursos acceder a un saneamiento
inocuo que mantenga sus cauces limpios.
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Figura 5. Modelos de baños secos dentro del hogar
Figura 6. Modelo de baños seco al aire libre
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3.3 DESCRIPCIÓN DE HUMEDÁLES ARTIFICIALES
Dentro de las tecnologías que se utilizan en el mundo para el tratamiento de las
aguas residuales, los humedales artificiales ocupan un lugar importante ya que
con ellos se busca aprovechar los procesos físicos, químicos y biológicos que se
presentan al interactuar entre sí, el agua, el medio filtrante, las plantas, los
microorganismos y la atmósfera. Ello conlleva la remoción de sólidos suspendidos
por sedimentación y filtración, a la biodegradación de la materia orgánica a partir
de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos y a la eliminación de
microorganismos patógenos por sedimentación, filtración y la acción depredadora
de otros organismos, además de que se logra la remoción de metales pesados por
precipitación y absorción, y una disminución de los hidróxidos y sulfuros. Estos
módulos para el tratamiento de aguas residuales pecuarias constituyen igualmente
una solución económicamente viable.
Los humedales artificiales son zonas construidas por el hombre en las que, de
forma controlada, se reproducen mecanismos de eliminación de contaminantes
presentes en aguas residuales, que se dan en los humedales naturales mediante
procesos físicos, biológicos y químicos.
El carácter artificial de este tipo de humedales viene definido por el confinamiento
del humedal, el cual se construye mecánicamente y se impermeabiliza para evitar
pérdidas de agua al subsuelo, el empleo de sustratos diferentes del terreno
original para el enraizamiento de las plantas y la selección de las plantas que van
a colonizar el humedal.
La tecnología de humedales artificiales puede ser considerada como un
ecosistema en el que los principales actores son:
El sustrato sirve de soporte a la vegetación, permitiendo la fijación de la
población microbiana, que va a participar en la mayoría de los procesos de
eliminación de los contaminantes.
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La vegetación contribuye a la oxigenación del sustrato, a la eliminación de
nutrientes y sobre la que su parte subterránea también se desarrolla la
comunidad microbiana.
El agua a tratar circula a través del sustrato y de la vegetación.
Figura 7. Esquema general del funcionamiento de un humedal artificial
Los mecanismos involucrados en la eliminación de los principales contaminantes
presentes en las aguas residuales urbanas, mediante el empleo de humedales
artificiales son:
Eliminación de sólidos en suspensión mediante procesos de sedimentación,
floculación y filtración.
Eliminación de materia orgánica mediante los microorganismos presentes
en el humedal, principalmente bacterias, que utilizan esta materia orgánica
como sustrato. A lo largo del humedal existen zonas con presencia o
ausencia de oxígeno molecular, por lo que la acción de las bacterias sobre
la materia orgánica tiene lugar tanto a través de procesos biológicos
aerobios como anaerobios.
Eliminación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, principalmente
mediante mecanismos de nitrificación – desnitrificación y precipitación.
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Eliminación de patógenos mediante adsorción, filtración o depredación.
Eliminación de metales pesados como cadmio, zinc, cobre, cromo,
mercurio, selenio, plomo, etc.
En la actualidad, en muchos pueblos, las plantas de tratamiento ya no cumplen
sus objetivos por obsolescencia y/o por mayor carga debido a la actividad
industrial. El construir nuevas plantas de depuración o el conectarse plantas
lejanas ya existentes implica un elevado coste, con lo que conectar las antiguas
plantas con humedales artificiales puede ser una alternativa económica y
ecológicamente aceptable, ya que este tipo de sistemas son de construcción fácil,
bajo costo, mantenimiento reducido y con una depuración confiable, incluso
cuando hay altas variaciones en el caudal.
Componentes de los humedales artificiales:
Estructuras de entrada del afluente.
Impermeabilización del fondo y laterales.
Medio granular
Vegetación emergente típica de zonas húmedas
Estructuras de salida regulables para controlar el nivel del agua
(Hernández, 2008).
Plantas
Usualmente las plantas que se usan en estos sistemas se llaman macrofitas, e
incluyen plantas acuáticas vasculares, musgos acuáticos y algunas algas grandes,
aunque se estima que se ha utilizado apenas el 1% de las especies disponibles.
Una gran variedad de especies de plantas han sido utilizadas, o han invadido y se
han adaptado a los ecosistemas formados por los humedales construidos, para
tratar aguas residuales, específicamente en sistemas municipales. Algunas
especies que se han adaptado a las aguas residuales domésticas, puede que no
sobrevivan con aguas residuales de granjas (i.e., porcícolas), por la diferencia en
la concentración de los contaminantes.
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Figura 8. Plantas acuáticas macrofitas
Figura 9. Humedal artificial construido
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3.4 DESCRIPCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS
Un ecolavadero con su propio suministro del agua, conectado con un sistema de
tratamiento de aguas grises (humedal construido), puede proporcionar las
siguientes ventajas a la comunidad:
Centraliza la actividad de lavar ropa y proporciona una superficie para
lavar la ropa.
Reduce el tiempo dedicado al lavado de ropa.
Proporciona agua limpia para lavar la ropa, disminuyendo el riesgo de
irritaciones de piel.
Quita cantidades significativas de contaminantes de las aguas grises,
reduciendo la contaminación del medio ambiente.
Ayuda a los miembros de la comunidad a desarrollar un mejor
entendimiento de como las aguas residuales de diferentes tipos deben
ser separadas y tratadas antes de ser descargadas al medio ambiente.
Ayuda a los miembros de la comunidad a entender el valor de usar el
agua limpia en actividades que pueden afectar su salud.
Este diseño de ecolavadero puede ser dividido en tres subsistemas:
1. Sistema para captar lluvia, con un pozo suplementario y una cisterna
subterránea de almacenaje de agua.
2. Estructura física de la estación para lavar ropa, con su plomería e
infraestructura de agua, así como estructuras adicionales que permiten el
lavado y secado de ropa en una manera cómoda.
3. Humedal construido para el tratamiento de las aguas grises que salen del
sistema.
El ecolavadero se centra en el tinaco de almacenaje de agua y las dos filas de
lavaderos y tanques. Cuando se necesita agua para lavar, una bomba eléctrica o
de mano será usada para llenar el tinaco de agua elevado. Cuando se abre la
válvula delante de cada una de los 6 tanques individuales, el agua fluye por
gravedad a ese tanque. Los usuarios pueden transferir agua del tanque al
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lavadero para lavar su ropa. El agua jabonosa de los ecolavaderos saldrá a la
canal central que canaliza el agua al humedal construido. Aunque el agua de
enjuague tiene una concentración inferior de detergente al agua de lavado, los
contaminantes restantes también requieren tratamiento y saldrán al humedal vía
este desagüe.
Estructuras adicionales
Las estructuras adicionales incluyen bancos con una mesa adjunta. Éstos pueden
ser colocados en uno o dos lados del ecolavadero y proporcionar un espacio para
descansar y doblar la ropa. Los botes de basura deberán ser colocados entre los
bancos para asegurar que haya un espacio limpio y lugar para que los niños
puedan jugar. Idealmente habría botes para la basura inorgánica y otros para
desechos orgánicos. La basura orgánica puede ser utilizada como abono. Hay
también un área de banco y mesa del lado derecho del ecolavadero, encima de la
cisterna. Otro rasgo conveniente de este diseño es un tendedero que puede ser
colocado en cualquier espacio abierto alrededor del ecolavadero, preferentemente
dando hacia el sol.
Humedal Construido
El agua jabonosa sale del ecolavadero por el canal central inclinado que dirige el
agua al humedal construido. El humedal contiene plantas acuáticas nativas que
proporcionan hábitat para microbios benéficos. Estos microbios descomponen los
contaminantes en las aguas residuales. Las plantas también absorben algunos
metales y otros elementos que están disueltos en el agua. Finalmente, el agua
tratada sale del humedal vía un tubo que la dirige hacia el río cercano.
Como podemos observar, la ecotécnia del ecolavadero supone una adición de
varias ecotécnias, muchas ya citadas en este documento, como, por ejemplo,
sistema de captación de agua de lluvia, humedales artificiales y filtros de aguas
grises, y entre otros como bomba de mano y trampa de grasas.
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Figura 10. Vista lateral del ecolavadero
Figura 11. Vista en planta de un ecolavadero comunitario
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3.5 DESCRIPCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES
Las aguas grises o jabonosas se generan en las actividades cotidianas de aseo,
las aguas grises son aguas que provienen únicamente de lavabos, fregaderos,
lavaderos, regaderas y lavadoras. Normalmente, estas aguas no son tan
peligrosas para la salud o el medio ambiente como las aguas negras (que son las
que provienen de los escusados / WC / inodoros), pero sí contienen cantidades
significativas de nutrientes (como fósforo), materia orgánica, grasas y pueden
contener bacterias. Por lo tanto, si no reciben un tratamiento previo a su descarga
o reutilización, pueden tener efectos nocivos como contaminación del medio
ambiente (suelos y cuerpos de agua) y generan un mal olor, especialmente si se
estancan. Sin embargo, con un sistema de tratamiento adecuado, las aguas
jabonosas proporcionan nutrientes esenciales que las plantas aprovechan para
crecer.
Las aguas jabonosas serán tratadas a través de un proceso Físico-Químico con el
objeto de espesar el jabón, sólidos en suspensión y oxigenar y así poder dar un
correcto uso. Para enviar nuevamente el agua ya tratada al consumo de la
lavandería o jardinería.
Hay varias maneras de tratar las aguas jabonosas. La elección del sistema de
tratamiento depende de las condiciones del terreno (desniveles, tipo de suelo) y de
cómo se reutilizará el agua tratada. Por ejemplo, el filtro jardinera o biofiltro, en
combinación con una trampa de grasas (que puede ser con un filtro de corteza,
especialmente adecuado para tratar agua de lavado de trastes) es un pequeño
humedal con plantas de pantano
degradan materia orgánica, como restos de comida.
transforman el fósforo en compuestos asimilables para las plantas
(fosfatos).
permite la reutilización del agua tratada para riego.
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El tratamiento de aguas jabonosas por medio del filtro es una forma sencilla de
limpiar el agua utilizada para la regadera, lavar trastes, lavado de ropa, etc. Se
entrega a la naturaleza la calidad de agua que se recibió.
El agua que sale del sistema puede ser utilizada para riego, para el WC o lavadora
si se pasa previamente por un filtro de partículas sólidas. El sistema de puede
desembocar en un estanque con fines estéticos y mejoramiento del microclima
cuando éste forma un ecosistema complejo (los europeos lo llaman un pequeño
biótopo en equilibrio con plantas acuáticas, algas, insectos como libélulas y otras,
peces, ranas, etc. Los peces y las ranas se encargan de mantener el sistema libre
de larvas de moscos. Así se crea un ambiente muy agradable en el jardín. Si el
estanque se llena, simplemente se deja que el agua salga y riegue las plantas o
bien se puede llevar a un almacén para uso posterior.
El paso del agua por el sistema no es rápido, suele salir a manera de goteo o
pequeño chorro, así que no hay peligro de inundaciones.
Componentes del sistema
El sistema consiste de tres componentes sencillos:
Trampa de grasas. Esta trampa se compone por un registro abierto o cerrado por
el cual entra el agua gris por la parte de arriba,
Una serie de 12 registros cuya disposición puede ser en línea uno tras otro o en
un cuadro de 2 por metros.
Uno o más estanques de forma irregular, con flores como alcatraces o con plantas
acuáticas de la región, peces, ranas etcétera. Este tercer componente es para el
goce de un pequeño humedal, y sirve para terminar de limpiar el agua.
El efecto de trampa de grasas se puede obtener también ingresando las aguas
grises en la parte de arriba del registro mientras que el tubo de salida comienza
casi desde abajo del registro. Con una hasta que mediante un codo o una T se
pase al Sistema de registros o cajas de tratamiento.
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Requerimientos Separación de la tubería para aguas negras (WC) y aguas
jabonosas (regadera, lavamanos, lavadora etc.). Este requisito es importante ya
que si se quisiera emplear el sistema como de post limpia de aguas negras
después de su paso por un digestor preferentemente anaeróbico, habría que
ampliarlo.
Antes de entrar a las cajas de tratamiento, el agua tiene que pasar un registro con
trampa de grasas, para que éstas no lleguen a las cajas de tratamiento. De vez en
cuando, hay que abrir el registro y sacar la capa de grasas.
Figura 12. Vista lateral del registro de aguas grises con trampa de grasas.
Figura 13. Vista de perfil del filtro de aguas grises.
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CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
Para cualquier diseño de las ecotécnias que se desarrollan, es indispensable
conocer todas las características físicas para su buen funcionamiento,
principalmente características como área, altura, volumen de los elementos, tipo
de materiales, espacio disponible, etc. Para conocer la eficiencia, capacidad y
operación de los sistemas ecológicos y así asegurar su buen funcionamiento,
además de poder tomar las medidas adecuadas para su mantenimiento.
4.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA
Es importante identificar los principales componentes de un Sistema de Captación
del Agua de Lluvia, su funcionamiento, los criterios de diseño más sobresalientes,
las características de los materiales de construcción, la forma de construir estos
sistemas, su operación y mantenimiento, de tal forma que se puedan ejecutar los
proyectos (UNATSABAR, 2001).
Para ello debe considerarse lo siguiente:
Localización del sitio para establecer el sistema de captación.
Determinación de la demanda de agua por la familia o por la comunidad,
Cálculo de la precipitación pluvial neta.
Área de captación del agua de lluvia.
Diseño del sistema de conducción del agua captada.
Diseño del volumen del sedimentador por trampa de sólidos.
Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada.
Diseño para el bombeo del agua almacenada al local de la planta de
tratamiento.
Diseño del sistema del tratamiento y/o purificación del agua de lluvia.
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Localización del sitio para establecer el sistema
La localización del sistema se realiza considerando la recopilación de información
general, medio ambiente, identificación de impactos ambientales y programas de
mitigación del predio.
Determinación de la demanda de agua
La demanda o dotación por persona, es la cantidad de agua que necesita una
persona diariamente para cumplir con las funciones físicas y biológicas de su
cuerpo. Además, considera el número de habitantes a beneficiar.
La expresión matemática para calcular la demanda de agua es la siguiente:
𝐷𝑗 = 𝑃 ∗ 𝐷𝑜𝑡 ∗ 𝑁𝑑𝑗
1000
Ecuación 1. Cálculo de la demanda mensual.
𝐷𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = ∑ 𝐷𝑗
12
𝑗=1
Ecuación 2. Cálculo de la demanda anual.
𝑗 = 𝑁𝑜. 𝐷𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠, 𝑗 = 1, … ,12
Donde:
Dj = demanda de agua en el mes j, m3/mes/población.
P = población de beneficiarios del sistema.
Dot = dotación, en lts /persona/ da.
Nd j = número de días del mes j.
D anual = demanda de agua para la población.
j = número del mes (j = 1, 2, 3,…, 12).
1000 = factor de conversión de litros a m3.
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Determinación de población futura
Cuando se diseña un sistema de captación en una comunidad para cubrir las
demandas de agua de muchas viviendas a un cierto periodo de diseño, entonces
la población de beneficiarios del sistema se proyecta a dicho periodo y se calcula
con el método de interés compuesto, que es la siguiente expresión:
𝑃𝑓 = 𝑃(1 + 𝑖)𝑛
Ecuación 3. Método de interés compuesto
Donde:
Pf = población futura de beneficiarios, en habs.
P = población de beneficiarios del sistema, en habs.
n = periodo de diseño, en años.
Cálculo de la precipitación pluvial neta
La eficiencia de la captación del agua de lluvia depende del coeficiente de
escurrimiento de los materiales del área de captación, el cual varía de 0. 0. a 0.9
(UNATSABAR, 2001).
Tabla 1. Coeficientes de escurrimiento de los diferentes materiales del área de captación.
Tipo de Captación Ce Cubiertas superficiales Concreto 0.6 - 0.8 Pavimento 0.5 - 0.6 Geomembrana de PVC 0.85 - 0.90 Azotea Azulejos, teja 0.8-0.9 Hojas de metal acanaladas 0.7-0.9 Orgánicos (hojas con barro) < 0.2 Captación en tierra Suelo con pendientes menores al 10% 0.0-0.3 Superficies naturales rocosas 0.2-0.5
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Precipitación neta
A continuación, se presenta la fórmula para estimar la precipitación neta:
𝑃𝑁𝑖𝑗𝑘 = 𝑃𝑖𝑗𝑘 ∗ 𝜂𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
Ecuación 4. Cálculo de la precipitación neta
Donde:
PN ijk = precipitación neta del día i, mes j y año k, mm.
P ijk = precipitación total del día i, mes j y año k, mm.
η captación = eficiencia de captación del agua de lluvia, 0.765.
Cuando las precipitaciones medias mensuales sean menores de 50 mm y de baja
intensidad (mm/hr), se recomienda no considerarlas, sobre todo si se presentan
durante las épocas secas, ya que la cantidad y calidad del agua de lluvia no será
de consideración para su almacenamiento.
Consideraciones para la realización de los cálculos
La información más útil que el técnico puede usar en el cálculo del área de
captación del agua de lluvia es que por cada milímetro de agua de lluvia que cae
sobre un metro cuadrado, se obtendrá un litro de agua. No obstante, existen
coeficientes de ponderación que modifican el enunciado anterior debido a las
pérdidas en las superficies de captación causadas por el rebote del agua al caer,
la absorción, evaporación del agua y la pendiente de las superficies. En este
apartado se les han asignado valores a dichos coeficientes, pero dado que su
influencia depende de las condiciones de cada lugar en particular, los valores
pueden ser modificados a criterio del técnico según los estudios previos y
experiencias con que cuente (UNATSABAR, 2001).
En la tabla 2 se muestra un análisis del volumen del agua de lluvia captado en
litros, con relación al área de captación y precipitación pluvial promedio. Se han
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hecho algunas consideraciones para su utilización, tomando en cuenta
precipitaciones pluviales promedio de 1, 10, 100, 1,000, 2,000 y 3,000 mm y áreas
de captación de 1 hasta 10,000 m2 en múltiplos de 50 m2.
De esta forma, se puede obtener el volumen del agua de lluvia a captar para
cualquier condición, mediante las sumas correspondientes a las intersecciones de
precipitación contra el área de captación. Si, por ejemplo, se tiene un área de
captación de 1 m2 y se cuenta con una precipitación de 110 mm, el volumen de
agua captado es de 110 l, que se obtiene de sumar el valor correspondiente a las
intersecciones de la hilera del área de captación correspondiente a 1 m2 con la
precipitación de 10 mm (10 l) más la de 100 mm (100 l). Para encontrar el volumen
real de agua captada, el valor que se ha determinado en la tabla 2, debe
ponderarse con la eficiencia en la captación del agua de lluvia.
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Tabla 2. Volumen de agua captada con relación al área y a la precipitación pluvial.
Área de captación (m2)
Precipitación pluvial promedio (mm)
1 10 100 1,000 2000 3000
1 1 lts 10 100 1,000 2,000 3,000 10 10 100 1,000 10,000 20,000 30,000 50 50 500 5,000 50,000 100,000 150,000
100 100 1,000 10,000 100,000 200,000 300,000 50 150 1,500 15,000 150,000 300,000 450,000
200 200 2,000 20,000 200,000 400,000 600,000 250 250 2,500 25,000 250,000 500,000 750,000 300 300 3,000 30,000 300,000 600,000 900,000 350 350 3,500 35,000 350,000 700,000 1,050,000 400 400 4,000 40,000 400,000 800,000 1,200,000 450 450 4,500 45,000 450,000 900,000 1,350,000 500 500 5,000 50,000 500,000 1,000,000 1,500,000 550 550 5,500 55,000 550,000 1,100,000 1,650,000 600 600 6,000 60,000 600,000 1,200,000 1,800,000 650 650 6,500 65,000 650,000 1,300,000 1,950,000 700 700 7,000 70,000 700,000 1,400,000 2,100,000 750 750 7,500 75,000 750,000 1,500,000 2,250,000 800 800 8,000 80,000 800,000 1,600,000 2,400,000 850 850 8,500 85,000 850,000 1,700,000 2,550,000 900 900 9,000 90,000 900,000 1,800,000 2,700,000 950 950 9,500 95,000 950,000 1,900,000 2,850,000 1000 1,000 10,000 100,000 1,000,000 2,000,000 3,000,000 1500 1,500 15,000 150,000 1,500,000 3,000,000 4,500,000 2000 2,000 20,000 200,000 2,000,000 4,000,000 6,000,000 2500 2,500 25,000 250,000 2,500,000 5,000,000 7,500,000 3000 3,000 30,000 300,000 3,000,000 6,000,000 9,000,000 3500 3,500 35,000 350,000 3,500,000 7,000,000 10,500,000 4000 4,000 40,000 400,000 4,000,000 8,000,000 12,000,000 4500 4,500 45,000 450,000 4,500,000 9,000,000 13,500,000 5000 5,000 50,000 500,000 5,000,000 10,000,000 15,000,000 5500 5,500 55,000 550,000 5,500,000 11,000,000 16,500,000 6000 6,000 60,000 600,000 6,000,000 12,000,000 18,000,000 6500 6,500 65,000 650,000 6,500,000 13,000,000 19,500,000 7000 7,000 70,000 700,000 7,000,000 14,000,000 21,000,000 7500 7,500 75,000 750,000 7,500,000 15,000,000 22,500,000 8000 8,000 80,000 800,000 8,000,000 16,000,000 24,000,000 8500 8,500 85,000 850,000 8,500,000 17,000,000 25,500,000 9000 9,000 90,000 900,000 9,000,000 18,000,000 27,000,000 9500 9,500 95,000 950,000 9,500,000 19,000,000 28,500,000
10000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 20,000,000 30,000,000
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Método gráfico para calcular el potencial de captación del agua de lluvia
Con la siguiente gráfica, solamente se debe elegir una curva respectiva a las
precipitaciones pluviales del lugar, y con relación al área de captación disponible
en metros cúbicos se podrá obtener el volumen de agua de lluvia en litros
(UNATSABAR, 2001).
Figura 14. Volumen de agua captada (litros) por unidad de superficie (m2).
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Área de captación del agua de lluvia
El área de captación del agua de lluvia se obtiene con la ecuación:
𝐴 = 𝑎 × 𝑏
Ecuación 5. Cálculo del área de captación
Donde:
A= Área de captación, m2.
a = Ancho de la casa, m.
b = Largo de la casa, m.
En caso de que no exista el Área de captación del sistema, se diseñará en función
de la demanda anual de los habitantes a beneficiar y de la precipitación pluvial neta anual.
Aec = 𝐷 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
∑ 𝑃𝑁𝑗12𝑗=1
j = No. del mes con lluvia j=1, 2,3,…, 12
Ecuación 6. Cálculo de área de captación necesaria
Donde:
Aec = es el área de captación necesaria para abastecer la demanda de
agua a una familia o comunidad, en m2.
D anual = demanda de agua anual que necesita una población.
∑ PN anual = Suma de las precipitaciones netas medias mensuales que originan
escurrimiento, mm.
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Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada
El almacenamiento del agua de lluvia consiste en depositarla dentro de cisternas,
para abastecer a una población considerada durante los meses de sequía y los de
no sequía. Los materiales de construcción de la cisterna son de concreto, tabique
o revestimiento con geomembrana, ésta resulta más económica, impermeable y
proporciona agua segura para uso doméstico y consumo humano.
La pendiente de los taludes de la cisterna depende de las características de
cohesión de los suelos y de los ángulos de reposo del mismo.
El criterio para el diseño del volumen de la cisterna consiste en considerar la
demanda de agua mensual que necesita una población durante los meses de
sequía más dos meses (coeficiente de seguridad) de acuerdo al CIDECALLI, con
el objeto de asegurar el abastecimiento de agua a la población (UNATSABAR,
2001).
𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 𝐷𝑗 ∗ 𝑀 𝑠𝑒𝑞𝑢í𝑎+2
Ecuación 7. Cálculo del volumen del tanque de almacenamiento del sistema.
Donde:
V cisterna = volumen mínimo de la cisterna, m3.
Dj = demanda mensual, m3 / mes.
M sequía + 2 = meses con sequía más 2.
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4.2 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE BAÑOS SECOS
1. Se busca un área cerca de la casa con acceso en la parte de atrás (> 80
cm distancia para muros y paredes) mientras un lado puede ser
encostado con la casa. Prepare el hueco para las cámaras: 1,1 x 1,9
metros, profundidad 15 a 20 cm, se hay caída utiliza la parte baja
(Rotaria del Perú SAC, 2010).
Figura 15. Preparación de sitio.
2. Se hace base de cemento y se levanta el muro con bloques.
Figura 16. Base de cemento y muro de bloques.
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3. Tipo bloque: 12 x 19 x 39 cm
Las aberturas atrás son para sacar el compost. Se cierran las aberturas
antes de utilizar el baño con bloques y barro.
Figura 17. Bloques para las dos cámaras.
Las cámaras se levantan
- 80 cm (4 hileras son total 52 bloques) o
- 100 cm (5 hileras, total 65 bloques).
Más altura garantiza que cada cámara se usa más tiempo, sin embargo, necesita
una escalera y un piso más alto, esto puede dificultar el acceso para personas de
edad o niños pequeños (Rotaria del Perú SAC, 2010).
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Figura 18. Muro levantado hasta un metro de altura.
4. La pared del frente se deberá picar dentro de cada cámara para el
inodoro y por debajo debe ser perforado más un bloque para el tubo de
orina (2”). El tercer bloque se pica por fuera para el tubo de orina que
sale para fuera.
Figura 19. Fotos dentro y fuera del muro frontal.
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Figura 20. Esquema de instalaciones sanitarias de los mingitorios.
5. El tubo sale con codos de 45° para afuera de las cámaras, y se drena
debajo del piso para afuera del baño en tubo de 2".
Figura 21. Instalación del mingitorio.
6. Ya puede ser preparada la conexión (Tee) con el urinario, pero es
importante que el tubo de orina mantenga hasta el final una caída de 2
cm/m o más, para que el baño no huela.
7. El piso en el frente de las cámaras se levanta así que la altura para
sentarse en la cámara (con tapa) es de 38 cm. para 3 hileras de bloques
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(60cm) se necesitan 24 bloques. quedarán 10 bloques todavía para
cerrar las compuertas.
8. Se llena el piso con tierra y se compacta la tierra fuerte. El tubo de orina
se cubre con mucho cuidado. Coloque agua para probar el sistema, los
problemas de acumulación de orina pueden causar problemas de olor.
Figura 22. Vista en planta del piso del baño.
9. La tapa es de fierro y cemento, el fierro es de 6 mm, es fijado con
alambre. El esquema define las distancias.
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Figura 23. Planos del armado de la tapa.
10. Al frente se harán dos huecos para los inodoros dos huecos para el lado
de atrás (4") para el tubo de ventilación (Rotaria del Perú SAC, 2010).
11. Se coloca hormigón y cemento para la tapa de 6 cm.
12. Cuando la tapa esta lista, se colocan dos tubos de ventilación (tubos de
desagües 4"), el cual deberá de ser de una altura de 3 m, este debe ser
fijado a 30 cm por dentro de la cámara.
Figura 24. Base del baño seco terminada.
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13. En la parte superior del tubo es necesario protegerlo con un sombrero y
malla, por factores como los mosquitos y la lluvia.
14. Se necesita agua para lavarse las manos, asimismo también puede ser
integrado una ducha, en los lados o al frente de las cámaras.
Figura 25. Propuesta para una regadera junto al baño seco.
15. No se mezcla la orina con las aguas grises, siempre se drena los dos
por separado.
16. La altura de las cámaras (100 cm) exige una escalera de 3 gradas,
escalera, paredes, techo, ventanas y puerta las hacen las familias con
su propio material.
17. En las superficies dentro del baño se recomienda colocar cemento
pulido con ocre, mayólica o mosaicos, las áreas del inodoro se quedan
libres para que pueda ser ajustado el inodoro en la abertura dejada.
18. Nunca se orina en las cámaras de excretas, tampoco se coloca agua.
Hombres deben sentarse o utilizar el urinario.
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Figura 26. Mingitorio para separar los sólidos con los líquidos.
19. Después de cada uso de la cámara se coloca un poco de aserrín, pajas
menudas, cascaras de arroz, siempre debe estar este material en el
baño. (pueden ser cenizas, cal u hojarasca).
20. La orina puede ser utilizadas o infiltradas por un tubo perforado en la
zanja de confilito, cual se cubre con tierra (Rotaria del Perú SAC, 2010).
Figura 27. Tratamiento de las aguas del mingitorio.
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4.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES
Cálculo de la población actual y futura
La población actual en las localidades debe ser proyectada de acuerdo al método
de interés compuesto.
Es indispensable conocer los datos de las localidades como la población actual,
tasa de crecimiento, periodo de diseño, clase socioeconómica, dotación y
coeficiente aportación para poder hacer una estimación de las dimensiones del
sistema de tratamiento de aguas residuales que fungirá la operación de los
humedales artificiales (Ríos ,2015).
Dotación
La dotación de la comunidad se puede determinar con la siguiente tabla con
relación a la clase socioeconómica y el clima de la localidad.
CONSUMO POR CLASE SOCIOECONÓMICA
Tabla 3. Tabla de dotaciones con relación al clima de la localidad.
CLIMA RESIDENCIAL MEDIA POPULAR
CALIDO 400 230 185
SEMICÁLIDO 300 205 130
TEMPLADO 250 195 ____ 100 ____
Para los casos de climas semifrío y frio se consideran los mismos valores que
para el clima templando.
Cálculo de gastos
Una vez conociendo la dotación de la localidad, se procede a calcular los gastos
de diseño del sistema que son gasto medio, gasto mínimo, gasto máximo
instantáneo y gasto máximo extraordinario (Ríos ,2015).
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Gasto medio
Ecuación 8. Cálculo del gasto medio.
Gasto mínimo
Ecuación 9. Cálculo del gasto mínimo.
Gasto máximo instantáneo
Ecuación 10. Cálculo del gasto máximo instantáneo y de la constante M.
Gasto máximo extraordinario
Ecuación 11. Cálculo del gasto máximo extraordinario.
Parámetros de la calidad del agua
Caracterización de las Aguas Residuales
Para términos de diseño y dimensiones exactas de las unidades de tratamientos,
es necesario que la caracterización del agua se proporcione a través de la
identificación de una muestra de las aguas residuales a tratar por un laboratorio
certificado para obtener resultados confiables.
Finalmente se obtienen los parámetros de la calidad del agua del afluente, así
como demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, solidos
suspendidos totales, temperatura, temperatura media mensual (Ríos ,2015).
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4.4 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE ECOLAVADEROS
COMUNITARIOS.
Preparación del sitio
Clasificar y Comprimir el Piso.
Idealmente el sitio deber estar naturalmente bien drenado y no tener ningún
árbol cercano.
La tierra en la obra debe ser nivelada y comprimida. Esto se puede hacer
usando palas y bloques pesados o con maquinaria.
La ruta de drenaje para el agua tratada debe ser determinada y la tierra
ligeramente inclinada hacia abajo a fin de asegurar que las aguas fluyan
correctamente (Elke, 2007).
Disposición del sitio
La posición de todas las estructuras deberá ser presentado y marcado para
asegurar que el sitio está listo para la construcción.
Use estacas para delinear el área que puedan permanecer en el lugar tanto
sea posible durante el proceso de construcción
Excavación para la Cisterna
La tierra tendrá que ser excavada para hacer un espacio para la cisterna
subterránea.
Las dimensiones del agujero para la cisterna deben ser 3.25m x 7m x 1.5m
Las rocas y las piedras, hasta aquellas parcialmente cubiertas, pero cerca
de la superficie del hoyo, debe ser quitadas para que no haya ninguna
obstrucción en la primera capa de piso.
La base de la cisterna tendrá que ser firmemente comprimida e
inspeccionada.
Es muy importante estabilizar la tierra alrededor de la cisterna; la tierra
desigual suave puede causar grietas o falla de la cisterna.
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Es muy importante que se analice cuidadosamente la selección de la ubicación del
sitio, ya que esto determinará el éxito y facilidad del proceso de la construcción. El
suelo no debe tener objetos que alteren la estabilidad del ecolavadero, cisterna, o
humedal construido (hormigueros, viejas letrinas, hoyos de basura, raíces de
árbol, etc.). Las rocas tienen que quitarse porque la tierra puede moverse un poco
con el gran peso de la cisterna llena. La presencia de rocas también puede hacer
presión sobre puntos específicos de la cisterna pudiendo causar una falla. (Ludwig
2005). Los árboles deberán estar al menos 10 metros de distancia porque sus
raíces buscarán la humedad y posiblemente rajarán las paredes de la cisterna.
(Gould y Nissen-Peterson 1999). Si los árboles están demasiado cerca, las hojas y
los animales muertos pueden caer en el techo del ecolavadero y posteriormente
obstruir los canales o los tubos de transporte. La tierra debe ser sólida pues la
tierra no comprimida puede causar grietas y 7 posiblemente fallas en el
ecolavadero, la cisterna, o las paredes del humedal construido. Las cisternas con
más de 3 metros de altura del agua requieren de un diseño profesional pues
pueden producir mucha presión en las uniones de piso (Elke, 2007).
Construcción de la cisterna
Después de que el sitio ha sido preparado y el área de la cisterna ha sido
excavada, la primera cosa que se debe construir es la cisterna subterránea.
Preparación del Hoyo Excavado
Deberá permitirse que el fondo y lados del hoyo excavado se sequen antes
de que el concreto sea vertido.
El hoyo de la cisterna deberá ser cercado para impedir a animales o niños
caerse en el hoyo durante la construcción
Colado del piso de concreto
La primera capa de concreto deberá ser de 7 - 10 cm.
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Debe ser aplanado y nivelado para quitar burbujas de aire usando pedazos
largos de madera (un pedazo largo de madera 5x10 cm).
Cuando la primera capa de concreto es vertida, malla de acero se debe
colocar sobre el concreto para reforzar el piso.
Inserte varillas de acero de 3-4 cm en el concreto, pero sin pasar a través
de todo el concreto. Después amarre con alambre las varillas a la malla de
acero, para que queden las varillas verticales junto a la pared de tierra del
hoyo.
Deberán por lo menos 3-4 cm de concreto entre el fondo de cada varilla y la
superficie de piso.
Forme grupos de 4 varillas amarradas con alambre y a intervalos
igualmente espaciados.
Las varillas deberán extenderse algunos centímetros por arriba de lo que
sería la parte superior de las paredes de la cisterna.
Deberá haber dos grupos de varillas a ambos lados del piso, espaciados
igualmente aparte (aproximadamente 2 m), y un grupo de varillas en cada
esquina del piso de la cisterna.
Después se debe verter inmediatamente una segunda capa de concreto,
otra vez de 7 - 10 cm de espesor, por encima de la primera capa y la malla
de acero.
Otra vez se tiene que aplanar y nivelar para quitar burbujas de aire.
Después de que la segunda capa ha sido vertida, toda la malla de acero
deberá estar cubierta por concreto.
Todos estos pasos se deben ser realizar en sucesión rápida para que el
piso de concreto se forme firmemente como una sola unidad.
El piso deberá ser mantenido húmedo, no mojado, usando esponjas o
toallas.
El concreto de la cisterna puede tomar hasta tres semanas para curar
completamente (Elke, 2007).
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Figura 28. Esquema del colado del piso de concreto.
Construcción de las Paredes de la Cisterna
El piso de la cisterna debe haberse curado lo suficiente (1-2 mínimo de
días) para que pueda sostener el peso de las paredes.
Las paredes de la cisterna son construidas con tabicón, y con mortero de
cemento para juntarlo.
Mortero de cemento debe llenar todas coyunturas horizontales y verticales.
Los tabicones deben ser mojados en el agua justamente antes de que son
colocados en la cama de cemento.
Una vez los tabicones han alcanzado la altura apropiada, el cemento debe
ser vertido en los espacios de la columna ocupados por los conjuntos de
barras de varilla.
Formas de madera debe ser colocados contra la pared para mantener el
cemento vertido en su canal vertical.
Las formas de madera necesitarán quedarse en su lugar hasta que la varilla
que refuerce las columnas se haya colocado adecuadamente.
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Figura 29. Construcción de las paredes de la cisterna.
Construcción del Techo de la Cisterna
Después de que las paredes se han curado, el techo de la cisterna puede
ser vertido.
Se tendrán que usar columnas y bases de madera para apoyar el techo de
concreto mientras se cura.
El techo deberá ser vertido de manera similar al piso.
Una capa inicial de aproximadamente 10 cm de espesor deberá ser vertido
sobre las formas de madera.
Esta capa inferior tiene que ser nivelada y aplanada para quitar las burbujas
de aire. Otra vez, use pedazos largos de madera (pedazos largos de
madera con las dimensiones 5x10cm, o 2X4pulgadas).
Después, una malla de acero deberá ser colocada sobre esta capa inferior.
Después, la malla de acero se amarra a las varillas expuestas de las
columnas verticales.
Después, la segunda capa de concreto de 10 cm de espesor debe ser
vertida.
Esta capa también deberá ser nivelado y aplanada para asegurar que la
malla de acero y las varillas es tan cubiertas.
Después de que el techo se haya curado, las columnas de madera y las
piezas de apoyo deben quitarse.
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Instalación del Registro de Acceso
Es necesario dejar una apertura cuadrada en el techo de la cisterna para
acceso.
La apertura debe ser suficientemente grande para que quepa una persona
grande.
Use las formas de madera que se usan para colar el techo para preparar el
registro.
Una escotilla metálica debe ser instalada encima de la apertura.
La escotilla debe estar levantada para que no entre agua no tratada a la
cisterna.
Instale un escalón de concreto en el piso de la cisterna para facilitar el
acceso (Elke, 2007).
Fabricación de Tubos de Entrada y Salida de Agua
Todos los hoyos para las entradas y salidas deben ser ordenados y puestos
antes el cemento sea vertido o se endurezca.
Se puede realizar este paso utilizando una lata de café u objeto cilíndrico
semejante del diámetro correcto.
Agujero de Entrada: Haga un agujero por el techo concreto suficientemente
grande para que quepa un tubo de PCV con un diámetro de 10 cm.
El agujero deberá estar cerca de la esquina de la cisterna al lado del barril
con el filtro.
Agujero de Salida: Haga un agujero en el techo de concreto lo bastante
grande para caber un tubo de 5 cm diámetro.
El agujero de salida debe quedar justamente en el borde del techo donde la
pared y el techo se encuentran (el tubo de salida tendrá que ser fijado a la
pared de la cisterna).
El agujero del tubo de salida debe estar bajo la jaula diseñada para
sostener la bomba.
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Agujero para el exceso del flujo: Cerca de la parte más alta de la c isterna,
se debe de hacer un agujero para permitir que el agua salga de la cisterna
cuando esta haya alcanzado la capacidad máxima.
Este hoyo debe ser suficientemente grande para acomodar un tubo de 4
pulgadas (10 cm).
Más tarde, cuando la plomería se instale, el área alrededor de los agujeros
debe rellenarse con concreto para lograr un sello hermético.
Aplicar Yeso al Interior de la Cisterna
Cuando la cisterna esté completa la parte interior debe ser cubierta con
yeso.
El suelo, las paredes, y el techo deberán estar ligeramente húmedos
cuando se aplica el yeso.
El yeso deberá ser aplicado en varias capas delgadas hasta que se tenga
un espesor de 2 cm de espesor.
La cisterna entera debe ser cubierta con una capa antes de aplicar la
siguiente capa de modo que seque como una sola pieza.
Figura 30. Esquema de la aplicación del yeso en los muros.
El hoyo excavado debe estar seco antes de iniciar de modo que el concreto se
forme correctamente. Si el piso está húmedo, el concreto tendrá puntos débiles y
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no durará mucho tiempo. Cuando el concreto para al piso se vierte, la nivelación y
el movimiento del concreto ayuda a quitar las burbujas de aire grandes del
concreto. Las burbujas de aire atrapadas en el concreto lo debilitan cuando ya ha
curado. El concreto es muy resistente en compresión, pero puede rajarse con
suficiente tensión.
El concreto armado con varilla y/o malla metálica es mucho más resistente a la
alta tensión que el concreto solo. Si el concreto se cura lentamente, es más
resistente; esta es la razón por la qué tiene que mantenerse húmedo. El concreto
y el mortero colocado en todas las uniones aseguran que todas las uniones eviten
la entrada del agua. No deje varillas o alambre malla de expuesta al aire o a la
tierra; deben ser cubiertas por el concreto. El hierro en estos productos se oxidará
al ser expuesto al aire o piso mojado. La oxidación puede debilitar el metal. Esto
pone tensión sobre el concreto alrededor y finalmente debilita el concreto. La
varilla y la malla metálica proporcionan el apoyo al peso del agua y también el
peso del techo de concreto. Es posible taladrar hoyos por el cemento después de
que se haya asentado, pero esto es un trabajo difícil y requiere instrumentos
especiales. El agujero para el tubo de salida tiene que estar cerca de la pared de
modo que el tubo pueda ser asegurado a la pared; este lo mantendrá estable y
disminuirá la probabilidad de que se rompa. Si el concreto está seco cuando se
aplica el yeso, este no se adherirá bien a la superficie. También, si el yeso se
aplica en capas gruesas será frágil y más propenso a despegarse del techo y las
paredes. La adición de cal a la mezcla de yeso lo hace más fácil de aplicar y hace
la capa enyesada seca final más impermeable (Elke, 2007).
Construcción del ecolavadero
Principal Parte del ecolavadero
La tierra debajo del ecolavadero deberá ser preparada de manera similar al
piso de la cisterna.
La base de concreto deberá ser vertido usando una malla de refuerzo, de la
misma manera en que se hizo la construcción del piso de cisterna.
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El ecolavadero propuesto, con sus bordos y tinas de enjuagues, está
construido con bloques sólidos de concreto.
Pedestal para apoyar el tinaco de plástico de polietileno de alta densidad (HDPE)
El área directamente debajo del tanque es construida de tabicón
completamente hasta la base.
La parte superior del lavadero aquí tiene que estar el nivel y liso.
Antes de colocar el tinaco de plástico sobre el pedestal, deje que el
concreto cure completamente.
Lavaderos
Use tabicón para construir los soportes de cada lavadero.
Coloque tablas de apoyo (de Madera) debajo de donde quedará cada
lavadero.
No rellene el frente de cada uno de los lavaderos con tabicones para que
las tablas de apoyo puedan ser quitadas más tarde.
Pongas las varillas a través de la apertura por arriba de las tablas de apoyo.
Mantener 10 cm intervalos entre de las varillas.
Vierta el concreto alrededor de las varillas y dele forma de lavadero.
Cuando el concreto se seque, las tablas pueden ser quitadas de la apertura
delantera.
Un agujero de desagüe de diámetro de 2.5 cm tiene que ser taladrado por
el parte de fondo de cada uno de los lavaderos.
Un pedazo del tubo PVC de 2.5 cm debe ser insertado en el agujero de
desagüe, extendiéndose hasta un centímetro en la canal de desagüe.
Selle el tubo de PVC y agujero de desagüe con cemento para prevenir la
fuga de agua.
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Figura 31. Apoyos de madera para la construcción del lavadero.
Tanques
Use bloques sólidos de concreto para dar la forma y profundidad a los
tanques.
Haga un agujero de entrada para el agua de 2.5 cm en la parte superior del
tanque para qué pase la tubería galvanizada de 2 cm y la llave.
Deje un agujero de desagüe (de 2.5 cm) de 2.5 cm en el fondo del tanque.
Inserte un pedazo de pipa PVC (de 2.5 cm) en el agujero de desagüe,
extendiéndose hasta un centímetro en la canal de desagüe.
El tanque entero y el agujero de salida deben cubrirse herméticamente con
una capa de yeso de cemento de 1 - 2 cm de espesor.
Canal de Desagüe
Tabicones de concreto en una forma de escalera; se puede cortar algunas
de los bloques para que queden bien.
Vacíe el concreto sobre la escalera y luego aplánelo con una pendiente
para crear una canal de desagüe de 5 - 6 %.
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La canal debe ser construida de tal manera que descargue las aguas
residuales al humedal construido debajo del suelo y la capa de grava.
Una pantalla de tela metálica puede ser atada en la entrada de la canal
para asegurar que el piso del humedal no se derrame en la canal de
desagüe.
Figura 32. Canal de desagüe.
Repisas y Bancas para Doblar la Ropa
Primero una capa de hormigón se vacía en la tierra que ya está seca,
nivelada y comprimida.
La parte de enfrente del banco se construye usando bloques de concretos y
mortero.
Las tablas de madera y pequeños postes dan una estructura de apoyo
similar a lo que se usó para el techo de la cisterna.
Las tablas y postes se colocan en la parte trasera del banco.
A lo largo del banco, la varilla se coloca cada 20 – 25 cm en la parte trasera
del banco y puesta encima de los bordos de apoyo.
Vierta el concreto sobre las tablas, hasta que cubra las varillas.
Después de que el concreto haya curado, el exterior entero del banco y
mesa debe ser cubiertos con yeso.
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Figura 33. Plano en perfil del banco y repisas.
Bomba de Agua
La bomba es el artículo más caro y frágil en el ecolavadero y por lo tanto los
operadores deberán tener mucho cuidado con su manejo y cuidado.
La bomba debe ser asegurada con una jaula metálica prefabricada, fijada al
techo de la cisterna, usando pijas de anclado en el concreto.
La jaula metálica debe ser fijada de manera que sea permanente y
duradera.
La tubería que corre de la cisterna a la bomba puede ser de PVC, de cobre,
o de acero galvanizado según la disponibilidad, preferencia, y tipo de
bomba usada.
La plomería de la bomba al tinaco tiene que ser sólida y estar protegida.
La bomba tiene que ser una bomba de desplazamiento positivo, para no
tener que ponerle agua antes.
Si la bomba es eléctrica puede tener una fuente de energía solar.
Si la bomba es una bomba de mano (impulsada por el esfuerzo de una
persona); debe ser escogida de modo que sea fácil de usas por los
usuarios del ecolavadero.
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Figura 34. Bomba de la cisterna, registro y tinaco.
Tinaco y Plomería del Lavadero
La tubería que conecta al tinaco de plástico con los tanques debe ser de
acero galvanizado o cobre.
Las uniones en forma de “T” tienen que ser conectados o soldadas en línea
de modo que las llaves puedan fijarse a cada tanque.
Después de que los tubos son puestos en ambos lados de la canal de
avenamiento, deberán ser cubiertos de una capa delgada del concreto para
protegerlo.
Tendedero
El tendedero debe ser armado con postes de madera bien fijos.
El tendedero debe dar al sol de la mañana o de la tarde.
En forma parecida a la cisterna, es muy importante tener una base sólida para el
ecolavadero, para asegurar que durará. La tierra suave, no comprimida puede
moverse, produciendo grietas o rotura de las secciones del ecolavadero. Se
recomienda usar bloques sólidos de concreto porque son fáciles de usar y son
generalmente más resistentes que los bloques de concretos que tienen hueco al
medio. Cuando esté lleno, el tinaco pesará más de 750 kilogramos y por lo tanto
necesitará una base muy resistente, sólida, y plana. Cada estación de
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ecolavadero, lavadero, y tanque necesita su propio desagüe de modo que el agua
jabonosa del lavadero no se mezcle con el agua desaguada. Este es importante
para conservar el agua. Con la canal de desagüe, un ángulo de 5 – el 6 % asegura
que las aguas residuales y los sólidos fluyan libremente al humedal construido. Es
también importante que el canal sea bastante amplio (al menos 0.60 m) de modo
que una persona pueda tener acceso para realizar mantenimiento. Tanto en los
lavaderos como en el área para doblar ropa, la varilla proporciona la fuerza
suplementaria, que es muy necesaria para estas estructuras ligeras.
Es muy importante conseguir el tipo apropiado de bomba. Una bomba centrífuga
no jalará el agua si se localiza arriba de la fuente de agua que está siendo
bombeada. Para la bomba de la cisterna, una bomba de desplazamiento positivo
funcionara mucho mejor ya que produce succión y flujo aun si no hay ninguna
agua en la bomba o en las tuberías. Sin embargo, hay que tener cuidado porque
hay una posibilidad que las bombas de desplazamiento positivas aumenten mucha
la presión lo que puede dañar las mangueras, accesorios, válvulas, y tubos si el
agua no es capaz de fluir y está bloqueada de alguna manera (Elke, 2007).
Superficie de captación de agua de lluvia y pozo
Este diseño del ecolavadero requiere dos fuentes de agua. La principal fuente de
agua es el sistema de techo, canales, y tubos que recogen y transportan el agua
de lluvia la cisterna. La otra fuente de agua es un pozo secundario que se usa
durante la temporada de sequía. El techo y la infraestructura para captar lluvia
deber instalarse antes de la construcción del humedal construido.
Pozo Suplementario y Bomba
El pozo debe estar a una distancia de aproximadamente 3 metros de la
cisterna y tambor con filtro.
El pozo debe ser excavado a una profundidad de por lo menos 2-6 metros,
dependiendo en la altura del manto freático.
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Igual que con la bomba de la cisterna, esta bomba debe ser asegurada a
una base concreta y encerrada en una jaula metálica.
Debe ser una bomba de desplazamiento positiva.
La plomería puede ser una combinación de PVC, cobre, o acero
galvanizado.
El agua debe pasar primero por el filtro antes de la bomba.
Durante la temporada de lluvias, debe haber algún modo de almacenar la
bomba.
La bomba puede ser eléctrica o manual.
Tambor con filtro
El Barril del filtro es simplemente un tambor de 55 galones.
Debe ser colocado cerca del tubo de entrada a la cisterna.
Tubo de PVC o acero galvanizado de 100 mm de diámetro debe usarse
para conectar la salida del tambor con el tubo de entrada a la cisterna.
El tambor con filtro debe tener una tapa removible, pero que selle bien para
impedir que entre basura o animales.
El tubo de la entrada al barril del filtro debe ser 2 – 3” de diámetro y debe de
tener una válvula por encima que detenga el flujo.
El tubo de entrada debe ser instalado con uniones, de modo que pueda ser
fácilmente quitado de la bajada de agua y del tambor a fin de facilitar el
mantenimiento.
El tambor con filtro debe estar lleno casi completamente con grava pequeña
(1-2 cm).
El tubo que va de la bajada de agua al tambor con filtro debe ser protegido
con tela de plástico fina arriba de donde tubo se une con la bajada, para
filtrar hojas y evitas la entrada de animales.
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Figura 35. Bajada de agua y tambor con filtro.
Superficie de captación/techo
El techo puede ser de hojas de lámina galvanizada acanaladas.
Las hojas deben colocarse de modo que todas las costuras tengan un
traslape de 5 cm.
Idealmente, los clavos y tornillos deben ser recubiertas con un sellador
impermeabilizante no tóxico después de fijar las láminas.
No use pintura para las láminas u otras partes del techo.
El alero del techo debe extenderse 3 – 4 cm sobre el borde de los
travesaños.
Marco del techo
El marco del techo consiste de postes y travesaños de madera.
Los postes de apoyo deben ser instalados a una profundidad al menos 1
metro dentro de la tierra firmemente.
Se recomiende usar travesaños largos para las secciones principales.
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También se pueden usar uniones metálicas para los travesaños de madera,
si no hay piezas suficientemente largas.
Para proporcionar apoyo adicional al techo use travesaños de madera o
soportes de metal en forma de “T”.
Figura 36. Superficie de captación y techo canales que transportan el agua.
Canales de agua
Las canales de agua deben ser de metal galvanizado u otro metal
resistente a la oxidación.
Use láminas galvanizadas dobladas en forma de un "V" con un ángulo de
90°.
Evite curvas agudas en los canales.
La pendiente de los canales debe ser de más de 1 cm de bajada por 1
metro de largo, e idealmente tiene de 2 cm de bajada por 1 metro de largo.
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Debe haber por lo menos 1cm2 de área de canal por cada 1m2 de área de
techo (Por ejemplo, para un techo de 100 m2 debe haber 100 cm2 de canal
en “V”).
Use gancho de acero galvanizado de 6 mm de diámetro para soportar los
canales.
La longitud de cada canal puede variar. Deben ser suficientemente cortos
para que 2 personas lo puedan cargar fácilmente. Se pueden traslapar
varios canales.
Los ganchos de apoyo deben ser fijados a los travesaños de techo usando
tornillos de 6 mm (acero), no con clavo.
Los ganchos de apoyo deben ser instalados no más de 1 metro aparte a lo
largo del techo.
El techo de lámina debe extenderse sobre el canal mínimo 3 cm.
Si el uso de agua para lavado es alto, entonces se puede construir una
superficie de captación adicional, junto al techo para incrementar el agua
que llega a la cisterna.
Figura 37. Canal de agua y ganchos de apoyo (corte transversal).
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Construcción del humedal construido para filtrar aguas grises
Es importante tratar biológicamente las aguas grises que estarán saliendo del
sistema para evitar los efectos ambientales negativos. Las adiciones de agua gris
a los cuerpos de agua de superficies pueden causar los desequilibrios de pH, la
demanda aumentada de oxígeno y un aumento en la turbidez. El nivel de
tratamiento que se puede conseguir con un sistema de filtración biológico puede
depender de varios factores; el más importante es la cantidad de tiempo que el
agua jabonosa pasa por la célula del humedal construido, en donde los
contaminantes son degradados por microorganismos. El diseño del humedal
construido para el tratamiento de las aguas grises se presenta a continuación:
Figura 38. Diseño del humedal construido, con entradas y salidas.
Seleccione la ubicación del humedal construido
El sitio para este caso está inmediatamente adyacente (conectado) a los
lavaderos.
El sitio está abierto, permite el acceso fácil, tiene mucho espacio para
múltiples familias para utilizar inmediatamente, y el espacio para una
expansión futura.
Debe haber un leve pendiente natural, para facilitar el transporte de agua
tratada y al río.
Ubique el ecolavadero y humedal construido cerca del río, para que no
haya mucha distancia.
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El humedal debe recibir las aguas grises inmediatamente, sin permitir que
el agua se estanque.
Decida las dimensiones del humedal
El tamaño del humedal está basado en el flujo máximo de agua y una
evaluación de la bioquímica demanda de oxígeno (cuanto oxígeno se
requiere para la descomposición de los contaminantes y nutrientes) de las
aguas residuales.
Este sistema es diseñado para tratar las aguas grises producidos de 40
familias cada semana, utilizando 240 L cada día, para una suma de 9600 lts
a la semana.
Las dimensiones recomendadas de la célula de humedal son una anchura
de 2 m y una longitud de 10 M.
Excave la tierra adyacente al ecolavadero.
El canal debe distribuir el agua en el humedal del tratamiento apenas
debajo de la capa de tierra.
Graduar el fondo de la celda para que tenga una pendiente una de 0.5%. La
disminución resultante en la altura de una celda de 10 m es 0.05 m (10 m *
0.5 ÷ 100 = 0.05 m), o 5 cm.
Construya la estructura del humedal
Debe ser impermeable en los lados y fondo.
De una leve pendiente al fondo del humedal para que el agua fluye por
gravedad. Se recomienda una pendiente de 0.5 %.
Grietas en el mortero puede comprometer la pared de tabicón, lo que
causaría contaminación de las aguas subterráneas y goteras.
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Válvula de Drenaje
Incorpora una válvula de drenaje en el fondo de la celda a un lado al fondo
de la cuesta. La válvula servirá para bajar el nivel del agua para motivar el
crecimiento de las raíces de las plantas.
Incorpore la entrada de las aguas grises
Las aguas grises deben ser distribuidas uniformemente en el área de la
entrada para promover infiltración equilibrada en el humedal.
Para sistemas más pequeños de humedal, un tubo perforado o una serie de
tubos puede servir este propósito.
Para sistemas de humedales construidos más grandes, tubos o
depresiones, pueden distribuir el agua por una entrada ancha.
Asegura una malla de plástica fina sobre la apertura para evitar que se
tape.
En este diseño, las aguas grises fluyen libremente del canal central del
lavadero al humedal.
Cree un tubo de salida
El tubo debe estar a la misma altura como el de la entrada - apenas debajo
del nivel de pajote.
Instale filtro de malla fina de plástico para prevenir que el piso y la grava
pasen por el tubo.
Un tubo puede ser conectado a la salida para bajar el agua al piso.
El agua efluente debe salir en el nivel del suelo y fluir como agua de
superficie por un área con vegetación.
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Figura 39. El detalle de salida, el desaguadero y la malla filtrante.
Material para las plantas
Aplique una capa de arena gruesa de 5 cm de espesor.
Coloque una capa de grava encima de la capa de arena. El tamaño de la
grava en los primeros 50 cm de entrada y los últimos 50 cm a la salida debe
ser de aproximadamente 5 cm en el diámetro; este reduce el riesgo de
obstruir la entrada o salida, en caso de que los sólidos suspendidos lleguen
a en estas áreas. En todas partes del resto del sistema, el tamaño de grava
deberá estar entre 0.5 y 3 cm. Para asegurar suficiente eliminación de BOD
en este diseño, coloca una capa de grava de 55 cm, llenando la célula
hasta una altura de 60 cm.
Al final, ponga una capa de paja o tierra de 5 cm de espesor.
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Figura 40. Vista lateral de los componentes de los humedales construidos.
Establecimiento de la vegetación en el humedal
Colecte y siembre plantas de un humedal natural local (recomendado) o de un
vivero, con todo y raíces y tierra
Este diseño usa plantas locales que estén disponibles en la cercanía
porque ya están acostumbradas al clima local: juncos, carrizo, espadaña.
La planta entera (las hojas, el tallo, las raíces, y retoños) más un poco de
tierra debe ser trasplantada.
El final de la raíz deberá ser colocado aproximadamente 5 cm debajo de la
capa de paja o tierra orgánica.
Los tallos (la parte que no está sumergida en el agua) pueden ser cortados
a aproximadamente 20 cm.
Las aneas deberán ser colocado con una distancia de 1 m entre cada
planta; los carrizos, juncos, y espadañas pueden ser plantadas a 15 cm de
distancia.
Riegue las plantas.
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Sature el piso con agua hasta la superficie y permita que se evapore
lentamente, manteniendo el suelo húmedo durante el período de
propagación entero, aproximadamente 2-3 meses.
Después de que plantas sean establecidas, utilicen el desaguadero para
ajustar el nivel del agua en la célula para alentar la penetración más
profunda de raíz de planta en el medio de grava.
Finalmente, las raíces de planta extenderán al fondo de los medios. Las
plantas deben establecerse bien antes de que se empiece a tratar las
aguas grises. Si no se puede esperar hasta que se establecen
completamente, aquellas plantas que mueran pueden ser sustituidas.
Figura 41. Las aneas, los juncos y el césped común de caña.
4.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES
Vamos a identificar junto con la familia el mejor lugar para construir el filtro y
marcar el área con un poco de cal. Como la mayor producción de agua jabonosa
viene del lavadero, es mejor ponerlo cerca de él. En la decisión de dónde hacer
nuestro filtro, debemos considerar también que medirá 2.14 m x 56 cm de ancho y
40 cm de altura, así como el uso principal que vamos a dar al agua tratada: riego,
lavado de pisos, etc.
El lugar donde se pondrá nuestro filtro no debe estar más alto que donde se
encuentra el lavadero. Se debe contemplar una pendiente suficiente para que el
agua corra del lavadero al filtro. Una vez que identificamos y marcamos el área
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donde irá nuestro filtro, hay que limpiar el sitio: quitar hierbas, piedras o cualquier
otro objeto que pudiera estorbar (Alcocer, 2012).
Figura 42. Trazo del espacio disponible para el filtro de aguas grises.
Dentro de la preparación de los materiales, se debe tomar en cuenta las
dimensiones de los elementos.
Cortar las hojas de triplay para armar el siguiente molde.
Barnizar con aceite quemado o diésel cada una de las piezas del molde; hacer lo
mismo con los pedazos de polín. Esto servirá para aislar la humedad de la mezcla,
haciéndolo más duradero.
Con las piezas cortadas y barnizadas se prosigue al lugar donde se construirá el
filtro y allí lo armamos. Ninguno de los moldes lleva una base.
Primero, Se arman el molde más grande. Clavamos los lados con clavos de 1 ½”.
Se arman el molde de la trampa de grasas y de los dos registros.
Se arman los moldes de las tapas. Se ven como los marcos de un cuadro.
Clavamos los moldes de las tapas con clavos de 2 ½”, para evitar que se
deshagan al colocar la mezcla (Alcocer, 2012).
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Se coloca de forma provisional los moldes de triplay en su lugar, a fin de
asegurarnos que no falte ninguna pieza.
Figura 43. Esquema de los moldes para la cimbra del filtro horizontal.
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Figura 44. Orden y posición de cada molde de madera.
Cortar la malla electrosoldada con las siguientes medidas expresadas en la
siguiente figura:
Figura 45. Diagrama de los cortes de la malla antes del armado.
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Doblar la pieza grande.
Amarrar a los costados, con alambre quemado, las dos piezas de 36 por 56
cm. Queda como una canastilla.
Colocar dentro del molde grande la canastilla formada con la malla, en
donde va el filtro.
Clavar los trozos de polín en el perímetro exterior del molde, para detenerlo.
Tomar las dos piezas de malla de 56 por 40 cm, medir a lo largo del molde
grande y colocar una de las mallas a los 56 cm y la otra a los 74 cm
después, de lado a lado. Amarrarlas de los costados con el alambre
quemado.
Preparar la mitad de la mezcla y colar la base (firme), picándole con un palo
o un pedazo de alambre para sacar el aire y que compacte bien. El firme
debe quedar de 5 cm de espesor, aproximadamente. Después de dos horas
podemos seguir trabajando en él, aunque no haya fraguado del todo. El
firme debe tener una pendiente de 4% hacia la salida.
Mientras fragua el firme, con la mezcla sobrante colamos las tapas, abrimos
los costales vacíos de cemento y los extendemos sobre la superficie don-
de vamos a construir nuestras tapas.
Abrimos los costales vacíos de cemento y los extendemos sobre la
superficie donde vamos a construir nuestras tapas.
Colocamos sobre ellas los moldes para las tapas.
Introducimos dentro de cada molde las piezas de malla electrosoldada
correspondientes.
Para hacer cada agarradera, cortamos 4 m de alambre quemado. Lo
doblamos y trenzamos en 4 partes iguales, de 50 cm cada una. Doblamos
el conjunto formando una U.
Amarramos ambos extremos de la U en la parte central de la malla electro
soldada, y ya tenemos nuestra agarradera. Hay que hacer 3, una para cada
tapa.
Colamos cada tapa. Debe quedar de 4 cm de espesor. La dejamos por lo
menos 24 horas para que fragüe.
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Un albañil con experiencia en ferrocemento puede construir las tapas con
esta técnica, con la ventaja de que serían más livianas.
Figura 46. Diagrama de la malla antes del colado.
Cortamos los tubos de PVC sanitario con la segueta, para que queden de los
tamaños adecuados.
Tomamos una pieza de 1 ½ “y la colocamos 10 cm por debajo de borde superior
del costado del molde grande, al principio del filtro, como se ve en las
ilustraciones. La sujetamos muy bien con clavos y la amarramos con alambre
quemado a la malla.
Miramos de frente el tubo que acabamos de amarrar. A la izquierda del molde,
vamos a amarrar otros dos tubos. Estos, de una pulgada.
Primer tubo: se amarra a la malla, a 10 cm por debajo del borde superior del
molde, y a 25 cm de la esquina. Por este tubo se va a ir desalojando la grasa de
la trampa, que puede caer a una cubeta que tengamos al lado de nuestro filtro.
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Segundo tubo: se amarra a 10 cm arriba de la base, y a 40 cm de la esquina
donde comienza el filtro. Es para desalojar los lodos que se acumulan, a la hora
de darle mantenimiento. Lo vamos a tener generalmente tapado con un tapón, o
con una tapa de PVC sanitario.
Colocamos el molde de la trampa de grasas dentro del molde grande, dejando 10
cm de cada uno de 3 lados del filtro y de manera que detenga a presión los tubos.
Colocamos el molde del primer registro, a 10 cm del de la trampa de grasas (y a 4
de la malla que atraviesa el molde grande). Entre ésta y aquél, colocamos a
presión un tubo de 1 ½ “15 cm arriba de la base. A 10 cm de la base, pero a un
lado, colocar otro tubo de 1 “para sacar los lodos al hacer el mantenimiento.
Colocamos el molde del segundo registro, a 8 cm del primero. Ponemos a presión
el tercero y cuarto tubos, 10 cm abajo del borde superior de éstos, se- parados
entre sí unos 20 cm A un lado, en la parte inferior, igual que con el primer registro,
colocamos otro tubo de 1 “, 10 cm arriba de la base (Alcocer, 2012).
Finalmente, colocamos el tubo de 2 ½ “entre el segundo registro y la salida del
filtro, 15 cm arriba de la base.
Colamos el filtro. El espesor de los muros debe tener entre 6 y 8 cm Dejamos
secar 24 horas.
Se retiran los moldes de triplay y los polines con mucho cuidado y quitamos la
rebaba de la mezcla.
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Figura 47. Esquema de instalaciones hidráulicas del filtro.
Figura 48. Filtro recién colado y en proceso de terminación.
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Relleno de los registros.
Una vez que hemos construido nuestro filtro y retirados los moldes, hay que
llenarlo con material filtrante.
Mucha de la fruta y verdura que llega a los mercados, viene empacada en
canastillas de plástico como la de la página siguiente, que mide 60 cm de largo x
40 cm de ancho x 25 cm de altura y es muy fácil de conseguir.
Introducimos dentro del filtro 2 canastillas de plástico. Una en el segundo y la otra
en el tercer registro.
Vamos a rellenar cada canastilla con material filtrante. Este material es el cuerpo
de nuestro filtro. Es el que va a detener la mayor parte de la contaminación que
trae el agua jabonosa.
El material filtrante que proponemos enseguida nos ha funcionado muy bien en el
orden y las proporciones en las que sugerimos.
Relleno de la canastilla del primer registro.
Hasta abajo van 5 cm de grava para construcción. Equivale a ¾ de un bote de 19
litros.
En medio, 5 cm de tezontle tamaño grava. Equivale a medio bote de 19 litros.
Hasta arriba, en un costal de malla plástica cerrado, 2 kg de arena para
construcción.
Relleno de la canastilla del segundo registro.
Hasta abajo se ponen 5 cm de grava para construcción. Equivale a ¾ de un bote
de 19 litros.
En medio va el costalito con el carbón activado, en hojuelas. Es lo más caro y
difícil de conseguir del filtro. Es muy importante porque remueve sustancias muy
contaminantes y persistentes que puede tener el agua gris, como restos de
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pesticidas y herbicidas, solventes y compuestos químicos que tienen muchos
shampoos y limpiadores y que son nocivos para la salud de personas, animales y
plantas.
Hasta arriba se ponen 5 cm de tepojal tamaño grava. Equivale a medio bote de 19
litros.
Figura 49. Distintos materiales filtrantes utilizables en el filtro horizontal.
Figura 50. Canastilla de plástico de 60 cm por 40 cm con 25 cm de altura.
El filtro horizontal que proponemos en este manual es muy versátil: se puede
cambiar el material filtrante de acuerdo con características específicas del agua
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que quiera tratarse. Por ejemplo, si llega con mucho lodo, se puede usar alumbre
para aclarar el agua. Si tiene bacterias patógenas, se puede emplear cloro
granulado. Es conveniente realizar análisis de laboratorio para verificar que se
obtiene la calidad de agua deseada.
Finalmente se colocan sus tapas y se hacen las conexiones hidráulicas del
lavadero, lavadora, tarja o cualquier otra fuente de agua gris que se quiera tratar
con el filtro. Se debe tomar en cuenta la pendiente de 4% para que el agua fluya
por gravedad y no se quede estancada.
Es importante cambiar el carbón activado por lo menos cada dos años, por lo que
se te sugiere colocar a tu filtro una etiqueta donde escribas el mes y año en que
comenzaste a usarlo y la fecha en que debes cambiarlo.
Al comenzar a usar tu filtro, el agua saldrá sucia, pues el material filtrante está
lavándose. Pronto aparecerá más transparente y sin olor (Alcocer, 2012).
Filtro vertical
Cuando no hay espacio para instalar un filtro horizontal, una alternativa es el filtro
vertical. Es un filtro más económico y fácil de hacer que el horizontal, pero dura
mucho menos tiempo que éste y cuesta más trabajo darle mantenimiento. Se hace
con un bote de plástico reciclado que tenga tapa. Buscar un lugar sombreado para
colocarlo. La salida del agua del lavadero debe estar más alta que la entrada del
filtro, para que el agua se deslice hacia él a través de la manguera o tubo que los
conecte.
Con la ayuda de un taladro saca bocados de 1 ½ pulgadas, hacer un agujero en el
centro de la tapa.
Se coloca la brida macho de 1 ½ “por debajo del agujero de la tapa, procurar que
llegue al tope, posteriormente enroscar la brida hembra de 1 ½ “y colocar un
conector macho de 1 ½ con cuerda externa, sellar con la pistola de silicón a fin de
evitar fugas.
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Se hace un agujero de 2 “, con ayuda del taladro saca bocados, 5 cm arriba de la
base del bote. Allí se conectará después el tubo de salida del filtro.
Colocar en el conector macho de 2 “un empaque de goma de la misma medida,
posteriormente colocar ambas piezas por dentro del recipiente y por fuera
enroscar el conector hembra de 2 “, sellar con el silicón a fin de evitar fugas.
Figura 51. Filtro vertical de aguas grises.
Figura 52. Malla para retener grasa en el filtro.
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Hacer dos agujeros en el borde de cada canastilla, uno frente al otro, y colocar un
asa de alambre o lazo de plástico a cada canastilla, agarrándolo de los agujeros.
Cortar el tubo sanitario de 1 ½ “en 10 partes de 10 cm de altura cada uno y
colocarlos paraditos hasta abajo del filtro. Sobre los tramos de tubo colocar la
primera canastilla (el más alto y de menos diámetro) y llenar de grava.
Sobre los tramos de tubo colocamos la primera canastilla (el más alto y de menos
diámetro) y la llenamos de grava. Nuestra canastilla debe hacer contacto con los
tramos de tubo que colocamos hasta abajo del bote.
Introducir la segunda canastilla y llenar hasta la mitad con tezontle tamaño grava.
Añadir ¼ de tezontle tamaño gravilla, y hasta arriba, el costalito de malla de
plástico, relleno de ½ kg de arena y ½ kg de carbón activado.
Si hay huecos entre la canastilla y el bote, y rellenarlos con piedra de tezontle.
Se cubre toda la parte superior de la canastilla con una malla mosquitero,
haciendo que suba un poco por la pared del filtro.
Una vez terminado de hacer el filtro, conectar el tubo de alimentación en la parte
superior de la tapa del filtro; es decir el tubo que proviene del lavadero, tarja,
lavadora u otras fuentes de aguas grises.
Conectar el tubo de la salida del filtro y dirigir hacia el jardín, plantas, árboles o
algún recipiente en dónde se pueda captar el agua tratada y reutilizarla. Al
principio, el agua saldrá turbia porque el material filtrante se está lavando (Alcocer,
2012).
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Figura 53. Corte del filtro vertical con sus materiales filtrantes.
Figura 54. Canastilla con tezontle.
Este modelo de filtro está basado en los filtros FILAGREC, que diseñó la doctora
Maligé Guzmán, de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, y que la
Escuela del Agua probó y adaptó.
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CAPÍTULO 5. INSTRUCTIVO DE USO DE LAS HOJAS DE CÁLCULO
Como ya hemos visto antes, junto con este documento se adjunta un conjunto de
archivos u hojas de cálculo que servirán de manera muy práctica para el diseño de
las ecotécnias aquí desarrolladas. Y es de suma importancia que se comprenda
muy bien el manejo de esta herramienta para poder lograr la mejor satisfacción.
Lo primero que debemos saber, es que en primera instancia veremos solamente
un archivo llamado “ÍNDICE DE LAS ECOTÉCNIAS” con el cual, al abrirlo,
observaremos una página que se divide en dos ramas. “Agua” y “Energía”. Cabe
mencionar que esta herramienta trabaja en conjunto con otro documento que hace
referencia a las ecotécnias aplicadas a energía, por ello, debemos citar dicho
escrito en caso de ser necesario.
Figura 55. Índice de las ecotécnias.
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Al dar click en la imagen que muestra “AGUA” podemos observar el menú de las
diferentes ecotécnias que involucran al agua, ya sea, captación, ahorro,
tratamiento, etc.
Figura 56. Menú de las ecotécnias aplicadas al agua.
Da click en la imagen del sistema que desea diseñar, el cual tiene un hipervínculo
que abrirá el archivo correspondiente a la imagen. A continuación, se muestra el
instructivo de uso para diseñar cada ecotécnia del menú.
5.1 INSTRUCTIVO PARA DISEÑAR SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE
LLUVIA
Primeramente, debe saber que para diseño de un sistema de captación de agua
de lluvia debe tener a la mano la información correspondiente para su correcto
diseño. Como son:
El municipio
Población o beneficiarios de la vivienda
Periodo de diseño a diseñar
Material de Techo
Clase socioeconómica
Al abrir el archivo se encontrará con la siguiente presentación:
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Dar click en el botón “IR A DISEÑO” y se mostrarán dos opciones, si desea
proyectar el sistema para una comunidad o para una vivienda.
Cuando se decide proyectar para una comunidad, se mostrará el cuestionario que
corresponde a uso comunitario, el cual incluye el periodo de diseño como uno de
los datos necesarios, ya que en una comunidad el crecimiento poblacional es
considerable.
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Al dar click en la función “COMENZAR” se iniciará el proceso de registro de datos,
donde aparecerán los “Userforms” o formularios en manera de asistentes, para
hacer el registro más fácil y práctico.
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Al finalizar el registro de datos, de manera automática se abrirá la siguiente
ventanilla:
Y al pulsar “CLICK AQUÍ” se podrán visualizar los resultados instantáneos del
sistema diseñado.
Si desea hacer una revisión detallada de las fórmulas, ecuaciones, gráficas, tablas
y procedimientos del diseño, por favor haga click en “VER HOJA DE CÁLCULO”.
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5.2 INSTRUCTIVO DE USO PARA EL MANUAL PRÁCTICO DE BAÑOS SECOS
Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click en
“BAÑOS SECOS” se abrirá el archivo con la presentación correspondiente.
Al dar click en el botón “IR A DISEÑO” se mostrará una pequeña introducción al
baño seco, para que el usuario pueda comprender el funcionamiento de
descomposición que utiliza un baño seco.
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El usuario deberá dar click al botón “BAÑO SECO DE DOS CÁMARAS” para que
se muestre la lista de materiales y procesos de construcción de un baño seco.
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Finalmente, el usuario se podrá dirigir a un botón último llamado” REGRESAR”
para posicionarse en la presentación nuevamente.
5.3 INSTRUCTIVO DE USO PARA DISEÑAR HUMEDALES ARTIFICIALES
Primeramente, debe saber que para diseño de un humedal artificial se debe tener
a la mano la información correspondiente para su correcto diseño. Como son:
El municipio
Población o beneficiarios de la vivienda
Periodo de diseño a diseñar
Temperaturas máximas y mínimas de la región
Clase socioeconómica
Aportación
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Al abrir el archivo se encontrará con la siguiente presentación:
De click en “IR A DISEÑO” para dirigirse al índice de los elementos del sistema.
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Ejecute el botón “COMENZAR” para iniciar el registro de datos, pulse
“COMENZAR” cuando esté lista para el registro.
Ejecute “CONTINUAR “para dirigirse a la página siguiente del diseño.
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De manera automática se dirigirá a la siguiente página y abrirá ventanilla para
introducir el periodo de diseño.
Continúe con la dinámica del software, los botones “COMENZAR” o “EJECUTAR”
activan las ventanillas de registros de datos, por lo que deberá dar click e
introducir los valores, y de continuar para cambiar de hoja.
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Finalmente, obtendrá los resultados del sistema conforme vaya avanzando en las
hojas y llenando los formularios. A partir de la hoja “REJILLAS” podrá encontrar
los diferentes diagramas con sus dimensiones para el sistema que se está
diseñando.
5.4 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE ECOLAVADEROS
COMUNITARIOS
Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click
en “ECOLAVADEROS COMUNITARIOS” se abrirá el archivo con la presentación
correspondiente.
Pulse el botón “IR A MENÚ” para ver los pasos y elementos fundamentales del
ecolavadero comunitario.
Observará la hoja de menú siguiente:
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Como observa en la imagen, hay 6 pasos importantes a seguir en la construcción,
dar click en las imágenes respectivas para ir al proceso de construcción de cada
uno de ellos. Tome en cuenta los botones de navegación como “REGRESAR”.
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Si da click en el paso dos, se mostrará el proceso de construcción detallado de
dicho paso.
Deslice las barras de navegación hacia abajo para ir viendo y revisando cada paso
o proceso de construcción.
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En el paso 6 se puede encontrar el mantenimiento del filtro de aguas grises que
incluye el proyecto del ecolavadero comunitario.
Y en el menú principal, se puede encontrar un apartado de los materiales y
recomendaciones.
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5.5 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE FILTROS DE AGUAS
GRISES
Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click
en “FILTROS DE AGUAS GRISES” se abrirá el archivo con la presentación
correspondiente.
Click en el botón “IR A ÍNDICE” para dirigirse a la siguiente opción de un filtro de
aguas grises horizontal o vertical.
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Por favor, dar click en la imagen del filtro que desea construir. Si la opción es filtro
vertical, el hipervínculo se dirigirá al menú de los procesos de construcción de un
filtro horizontal.
El siguiente paso es navegar por los 5 procesos más importantes de la
construcción dando click en la imagen para ver detalladamente el proceso.
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Ahora bien, si la opción que tomo fue para la construcción de un filtro vertical,
entonces se mostrará la siguiente hoja.
Hay tres botones disponibles, “PROCESO CONSTRUCTIVO”, “MANTENIMIENTO
DEL FILTRO” y, por último, “ÍNDICE”.
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Si se dirige a proceso constructivo se mostrará:
Si se dirige a mantenimiento del filtro, se mostrará:
Recomendaciones de mantenimiento y operación del filtro.
Y finalmente, si se toma la opción “ÍNICIO” se dirigirá al menú principal para elegir
nuevamente entre filtro horizontal y vertical.
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CAPÍTULO 6. MEDIDAS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Las recomendaciones para el mantenimiento del sistema implican mantener en
buenas condiciones todos los elementos para el funcionamiento óptimo de las
ecotécnias, es por ello que se integran a continuación las recomendaciones para
el mantenimiento de cada ecotécnia.
6.1 CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA.
Hay que recordar que este sistema está conformado por varias partes, las cuales
requieren cierto mantenimiento periódico para evitar que se deterioren o puedan
deteriorar la calidad del agua que captamos.
Revisar (previo al temporal de lluvias y continuamente durante éste), las
uniones de las canaletas y bajantes para que no existan fugas que puedan
ocasionar una pérdida significativa de líquido.
Durante las primeras lluvias del año es necesario desconectar la parte de
conducción previa al depósito final. Esto ayuda a “lavar” el sistema y no
contaminar el agua captada.
Si está en un lugar donde el temporal de lluvias no es cuantioso (menos de
500 milímetros de lluvia al año), asegúrese de que el techo esté muy limpio
antes del temporal para desaprovechar lo mínimo de las primeras lluvias.
Hay que revisar continuamente las canaletas y bajantes, así como la
trampa de sólidos y el filtro de grava, todo esto con la intención de que no
se tape el sistema y se derrame el líquido antes de llegar al depósito final.
Si se acumula materia en la malla del bajante o en el filtro para sólidos, hay
que retirarlo con cuidado para que no se vaya por los ductos.
Revisar la calidad de agua antes de que entre al depósito, con la intención
de verificar que no existen cambios de color u olor que puedan indicarnos
que hay alguna contaminación en el sistema. Esto se puede hacer
desconectando por poco tiempo la tubería para dejar salir un poco del agua
captada y observarla.
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6.2 BAÑOS SECOS.
La sustancia seca se utiliza en muchos modelos para absorber los líquidos.
También funciona como un recubrimiento para evitar moscas y otros insectos que
producen las heces. Existen diferentes tipos de sustancia seca en el mercado y
además pueden ser mezcladas con otros productos, por ejemplo: hojas, aserrín,
cal, pajitas rastrilladas de los jardines. La mejor mezcla para absorber el líquido se
obtiene de la combinación de 50 % de aserrín y 50 % de turba.
1. Asegurar que todos los usuarios comprendan bien el funcionamiento, uso y
mantención del baño ecológico. En lo posible, hacerlos participar directamente de
los trabajos de construcción y mantención.
2. Antes del primer uso, llenar las cámaras que se activará con una cama profunda
(50 cm) pero no compacta de pasto seco, paja, hojas secas, viruta o similar
(material orgánico absorbente). Si disponible, agregar también algo de tierra de
hoja recién formada, composta o contenido ya descompuesto de un baño
ecológico; con esto se dispone más rápido de la micro flora y micro fauna que
descompone las excretas.
3. Botar a la cámara a través de la taza, regularmente todos los días, el "aditivo
seco": pasto seco, paja, hojas secas, viruta o similar, en cantidad equivalente
aprox. al volumen de excretas que se van depositando en la cámara.
4. Botar siempre el papel higiénico a las cámaras (higiene, control de moscas) .
Partes del papel que no llegasen a descomponerse completamente bajo las
condiciones que rigen en las cámaras, podrán ser fácilmente quemadas en la
ocasión del vaciado.
5. El baño ecológico no es un basurero: los usuarios deben ser instruidos para no
botar desechos inorgánicos como materiales plásticos (envases, bolsas, papel
caramelo, vendas higiénicas), cigarrillos, botellas, latas, aceite etc. en las
cámaras. Disponer de basureros para recibir estos desechos. Desechos orgánicos
(de cocina) pueden generalmente ser botados en las cámaras sin problema.
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6. Aseo: no botar agua ni mucho menos cloro (mata a los microorganismos)
adentro de las cámaras. Limpiar interior taza, asiento y tapa con (a) cepillo y muy
poca agua pura (sin detergente ni cloro) y (b) un trapo húmedo con cloro. El
asiento posee un inserto de plástico que se puede sacar y lavar fácilmente al
exterior del baño.
7. Periódicamente limpiar tapas exteriores de las cámaras del polvo; las
superficies negras aprovechan mejor la radiación solar.
8. En el primer tiempo de uso y hasta disponer de suficiente experiencia, se
pueden abrir periódicamente (mensualmente) las tapas de cámaras para verificar
el proceso de secado y compostaje y la velocidad de llenado. En caso oportuno si
necesario, revolver contenido (para agrandar superficie de evaporación), agregar
"aditivo seco", tomar decisiones respecto de un aumento o disminución de la
cantidad diaria de aditivo a añadir, deshacer el "volcancito" que se forma bajo la
taza, apreciar el estado general del material en descomposición.
9. Controlar periódicamente hermeticidad de las cámaras. Deben existir sólo 2
posibilidades de circulación de aire por cámara: 1 orificio asiento (entrada aire) y 1
salida superior tubo ventilación (salida aire).
10. El tubo exterior debe estar protegido con una malla mosquitera en la parte
superior y bien sellado y unido a la losa en la parte inferior.
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6.3 HUMEDALES ARTIFICIALES
Se nombra un encargado que dedica 20% del tiempo a la operación y
mantenimiento del humedal artificial además de otras tareas.
Los trabajos regulares de mantenimiento en el humedal consisten en extraer la
vegetación no deseada de los lechos y limpiar los sistemas de entrada y salida.
La remoción de vegetación se lleva a cabo de 2 a 3 veces al año junto con los
trabajos de limpieza generales.
Se cosecha la vegetación una vez al año.
El lodo del tanque de sedimentación se extrae cada 6 meses, aunque algunas
veces ha de hacerse un poco antes.
Es muy importante revisar el lecho filtrante para evitar la obstrucción. La
obstrucción se produce, es decir, cuando la distancia horizontal entre la entrada y
la salida era muy larga. El Humedal Filtrante Horizontal (HFH) tiene una zona de
entrada relativamente corta con una alta carga hidráulica.
Una alternativa posible para la renovación del Humedal Artificial de flujo horizontal
(FH) es dividirlo por el medio después de la mitad longitudinal horizontal, cavando
una zanja y colocando tubos de drenaje. La nueva trinchera se convertirá así en
una entrada o en una zanja de alimentación. Con esta modificación, la zona de
entrada se duplica y la distancia se redujo a la mitad del flujo.
Otra posibilidad es introducir una pequeña presa a 2 m de la entrada del lecho.
Con esta medida, la primera parte del HFH sirve como una zona de entrada.
Otras tareas para la consideración del operador y por lo tanto para el diseñador
son:
Cuando el lodo se acumula en la zona de entrada del HFH, el lecho filtrante
tiene que ser sacado de operación para que pueda secar. En el peor de los
casos, todo el material del filtro afectado en el área de entrada tiene que ser
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cambiado. Hasta que el material del filtro no sea cambiado, el humedal
artificial no puede operar ni tratar las aguas residuales.
Especialmente en el caso del horizontal es recomendable tener la
posibilidad de vez en cuando de represar el agua en el lecho filtrante por
completo para poder controlar el crecimiento de las plantas de los
humedales.
Con el fin de garantizar la suficiente aireación del lecho filtrante es
recomendable tener la opción de bajar el nivel del agua hasta la parte
inferior del HFH.
Asegurar que el flujo alcance todas las partes del humedal. Se refiere a
verificar que el agua cubra la superficie del humedal para que los residuos
no bloqueen los caminos del flujo y no se desarrollen áreas de
estancamiento. Si esto llegara a pasar se tiene que limpiar la zona
bloqueada para que el agua siga su camino.
Mantener un crecimiento vigoroso de la vegetación. Es necesario
inspeccionar la vegetación de manera regular, así como retirar las especies
invasoras y evitar el uso de herbicidas. Además, se debe controlar el nivel
del agua.
Control de la fauna nociva. Crear las condiciones adecuadas en el humedal
que eviten el desarrollo de larvas, ya que los mosquitos son comunes en los
humedales naturales y pueden presentarse en los artificiales. Es importante
mencionar que cuando el agua está en movimiento se minimiza el riesgo de
aparición de mosquitos.
Control del humedal. Mantener observaciones periódicas en el humedal
para identificar a tiempo posibles cambios (corrosión, obstrucción, erosión y
crecimiento de vegetación indeseable) que puedan ser desfavorables o bien
incrementar la generación de gastos.
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6.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS
Hay que recordar que este sistema está conformado por varias partes, las cuales
requieren cierto mantenimiento periódico para evitar que se deterioren o puedan
deteriorar la calidad del agua que captamos.
Se recomienda complementar el sistema con varias ecotécnias, como lo
son las bici-bombas, filtros de aguas grises, trampa de grasas, filtro de
primeras aguas, etc.
No debe tener objetos que alteren la estabilidad o causen fallas en la
construcción, ejemplos: hormigueros, viejas letrinas, hoyos de basura,
raíces de árbol, rocas.
No deben ser construidos en áreas donde haya suelos inundados.
Los árboles deberán estar al menos a diez metros de distancia que la
construcción ya que sus raíces podrían dañarlo.
Es muy importante tener una base sólida para asegurar que durará y
funcionará correctamente lo construido.
Es recomendable que la bici-bomba se coloque en una superficie plana ya
que esto permite un deterioro menor de la unidad.
La tierra en la obra debe ser nivelada, comprimida y ligeramente inclinada
con el fin de asegurar que las aguas fluyan correctamente.
Las posiciones de todas las estructuras deberán ser marcadas para
asegurar que el sitio esté listo para la construcción, se pueden usar estacas
para delimitar el área.
La ubicación ideal debe tener un nivel o inclinación natural muy suave y
sombra parcial.
Revisar (previo al temporal de lluvias y continuamente durante éste), las
uniones de las canaletas y bajantes para que no existan fugas que puedan
ocasionar una pérdida significativa de líquido.
Durante las primeras lluvias del año es necesario desconectar la parte de
conducción previa al depósito final. Esto ayuda a “lavar” el sistema y no
contaminar el agua captada.
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Control del humedal. Mantener observaciones periódicas en el humedal
para identificar a tiempo posibles cambios (corrosión, obstrucción, erosión y
crecimiento de vegetación indeseable) que puedan ser desfavorables o bien
incrementar la generación de gastos.
6.5 FILTROS DE AGUAS GRISES
Para mantener tu filtro en buen estado, es muy importante que no se tape ni reciba
restos de alimentos u otra materia orgánica que puede descomponer el agua y
hacer que huela feo.
Lo más fácil de quitarle al agua gris es lo más grande. Para evitar que el agua
jabonosa entre al filtro con cabello, pedacitos de comida, partes pequeñas de
plástico de un juguete, monedas, aretes, tornillos, todo eso, vamos a colocar una
coladera en la salida de agua del lavadero, de la ducha, del lavabo y todas las
salidas de aguas grises.
La coladera debe tener agujeros pequeñitos, como de un colador. Se puede
comprar en el mercado, o se puede hacer con un trozo de criba, de malla
mosquitero, del colador que usábamos en la cocina y se rompió, o de la vieja
bolsa del mandado. Se corta y se cose a un alambre en forma de “O” del tamaño
de la salida del agua.
Algunas personas clavan al lavadero un pedazo de malla y quitan con la mano
lo que se atora.
Es muy importante que las sobras de comida no se vayan al filtro. Hacen que el
agua se descomponga más rápido, huela muy mal y se contamine.
Antes de lavar los trastes hay que quitarles las sobras: con un pedazo de papel,
una palita, una cuchara o con la mano. Se las damos al perro o al gato, o las
llevamos a la composta o a la basura. Va a ser mucho más fácil lavar así los
trastes, y no necesitaremos tanta agua.
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Para que tu filtro trabaje siempre lo mejor posible, revisa la trampa de grasa
dos veces al mes y retira la capa que se ha formado hasta arriba Puedes
usar una cuchara grande, una bandeja, una pala o un recogedor,
pasándolos superficialmente por el agua Si la vas a quitar con las manos,
es mejor usar guantes Enseguida, pon la capa de grasa que retiraste de la
trampa a secar al sol y, ya seca, deposítala en la basura inorgánica
Cada 3 meses, saca el material filtrante de las canastillas (tezontle, grava,
tepojal y los sacos con arena y carbón activado) y lávalo sólo con agua.
3 Lava y cepilla también las canastillas con agua limpia.
Quita el lodo del fondo de cada tanque con un recogedor o una pala y
entiérralo en la composta o en el suelo.
Vuelve a colocar las canastillas en los registros y llénalas con el material
filtrante en el orden en que estaba.
Por último, tapa el filtro.
Si planeas dejar de usar el filtro durante un tiempo es muy importante
limpiar muy bien los tres registros, para evitar la putrefacción.
Cada quince días, sacar la grasa de la trampa de grasas, secar al sol y
tirarla a la basura inorgánica.
Cada tres meses, sacar las canastillas con los materiales filtrantes, lavarlos
con una cubeta de agua o con el chorro a presión de la manguera, y volver
a ponerlas en su lugar.
Cambiar el carbón activado cada dos años.
Mantener los registros tapados.
Siempre, salvo si se tapa o le vas a dar mantenimiento Evitar que caigan en
el filtro restos de comida, cabello, tornillos, aretes y cualquier partícula que
pueda taparlo o contaminarlo.
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CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES
Se ha desarrollado una herramienta de suma importancia para las personas que
viven en la zona rural, debido a que es de fácil comprensión y buena disposición
de todos, porque solo requiere de conocimientos básicos en computación.
Todos los conocimientos técnicos y científicos que se aplican en el desarrollo de
las ecotécnias aquí desarrolladas vienen integrados en las hojas de cálculo de
manera automática para que se puedan aplicar en cualquier comunidad o región
de Chiapas.
El uso de este software fomenta una conciencia ecológica hacia el medio
ambiente, inclina al usuario a construir la ecotécnia más adecuada a su hogar con
la certeza de que funcionará correctamente. Además, implica costos más bajos
por que no se requieren de estudios de laboratorio o estudios hechos por un
especialista.
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GLOSARIO DE TÉRMINOS
Váter: Recipiente en forma de taza, generalmente de porcelana o loza esmaltada,
que sirve para orinar y evacuar el vientre en postura sentada; está provisto de una
cisterna con agua para limpiarlo después de su uso y está conectado a una
tubería de desagüe que se comunica con las cloacas.
Hojarasca: Conjunto de hojas secas caído de árboles y plantas y que cubre el
suelo.
Biofertilizante: es un fertilizante orgánico natural que ayuda a proporcionar a las
plantas todos los nutrientes que necesitan y a mejorar la calidad del suelo creando
un entorno microbiológico natural.
Biótopo: Espacio geográfico con unas condiciones ambientales determinadas
(como suelo, agua, atmósfera, etc.) para el desarrollo de ciertas especies
animales y vegetales.
Micro flora: Flora micro orgánica de un medio determinado.
Micro fauna: fauna microscópica en una región o característica de la misma.
Ecotecnología: es un conjunto de técnicas aplicadas, y garantizan el uso de los
recursos naturales de manera limpia, derivadas de algunas ciencias, que integra
los campos de estudio de la ecología y la tecnología, usando los principios de la
ecología permacultura.
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ANEXOS
ANEXO A. ÁLBUM FOTOGRÁFICO
Figura. A-1. (a) afinamiento de piso y paredes; (b) sedimentador listo para el revestimiento con geomembrana; y (c) tapa con flotadores para evitar pérdidas por evaporación y contaminación.
Figura.A-2. La vista tridimensional del ecolavadero comunitario.
( a ) ( b )
( c )
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Figura. A-3. Construcción de un tanque de almacenamiento en zona rural.
Figura. A- 4. Humedales artificiales para tratamiento de aguas residuales.
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Figura 57. A-5.Aprovechamiento de agua de lluvia donde no cuentan con fuentes perenes.
Figura. A-6. Niñas aprovechan el ecolavadero comunitario.