DISEÑO DE VIVIENDA SOSTENIBLE EN LA FINCA "EL NARANJAL" EN LA

VEREDA EL TOSTADO DEL MUNICIPIO DE CAJAMARCA-TOLIMA BAJO

CRITERIOS LEED

PROYECTO DE GRADO

Autores:

William Alexis Salamanca Delgadillo – wasalamancad@correo.udistrital.edu.co

Andrés Felipe Cristancho Bernal – afcristanchob@correo.udistrital.edu.co

Director de Trabajo de Grado

Álvaro Martín Gutiérrez Malaxechebarria

Ingeniero Civil

Doctor en Ciencias Ambientales (PhD)

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

INGENIERÍA AMBIENTAL

BOGOTÁ D.C., 2019

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN............................................................................................................................9

RESUMEN........................................................................................................................................9

CAPÍTULO 1 .................................................................................................................................10

PROBLEMÁTICA .......................................................................................................................10

OBJETIVOS ................................................................................................................................11

OBJETIVO PRINCIPAL .........................................................................................................11

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................11

JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................11

CAPÍTULO II ................................................................................................................................12

MARCO TEÓRICO .....................................................................................................................12

MARCO GEOGRÁFICO.............................................................................................................14

MARCO NORMATIVO ..............................................................................................................15

CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ....................................................................19

MEDIO ABIÓTICO .................................................................................................................19

MEDIO BIÓTICO....................................................................................................................30

MEDIO SOCIOECONÓMICO ................................................................................................42

CAPÍTULO III ...............................................................................................................................48

METODOLOGÍA ........................................................................................................................48

1. Visita de campo para verificar el estado y las condiciones de la finca El Naranjal, así

como sus límites y su ubicación geográfica ..............................................................................49

2. Caracterización biofísica de la finca El Naranjal ..............................................................49

3. Análisis de las principales problemáticas de la finca ........................................................49

4. Planteamiento de posibles soluciones en los diferentes componentes ..............................49

5. Diseño de sistemas para la optimización y el buen uso de recursos ..................................49

6. Lista de chequeo para la finca El Naranjal para obtener la certificación LEED................92

LIMITACIONES .........................................................................................................................97

CAPÍTULO IV ...............................................................................................................................98

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................98

MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA .......................................................98

VIVIENDA ............................................................................................................................101

ILUMINACIÓN EN EL INTERIOR DE LA VIVIENDA .....................................................109

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES .....................................................................114

GANADERÍA ESTABULADA .............................................................................................119

BIODIGESTOR Y APROVECHAMIENTO DEL BENEFICIO DE CAFÉ ..........................120

CONTROL DE EROSIÓN DE TALUDES ...........................................................................126

SISTEMA DE ENERGÍA SOLAR ........................................................................................127

SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS LLUVIA........................................................131

CALIFICACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN LEED ........................................................138

ANÁLISIS DE COSTOS .......................................................................................................148

CONCLUSIONES .....................................................................................................................156

RECOMENDACIONES ............................................................................................................157

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................158

ANEXOS .......................................................................................................................................162

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Departamento del Tolima en Colombia ............................................................................ 14

Figura 2. Municipio de Cajamarca en Tolima .................................................................................. 14

Figura 3.Vereda El Tostado en Cajamarca ....................................................................................... 14

Figura 4. Finca el Naranjal en El Tostado ........................................................................................ 14

Figura 5 Plano de la vivienda de la finca El Naranjal ....................................................................... 46

Figura 6 Diseño preliminar de la vivienda en la finca El Naranjal. .................................................. 58

Figura 7 Ganchos de anclaje en vigas de cimentación transversales ................................................ 58

Figura 8. Mapa valores Aa ............................................................................................................... 63

Figura 9 Relleno con mortero en cañutos perforados. ...................................................................... 66

Figura 10 Unión pernada en guadua. ................................................................................................ 66

Figura 11 Unión cimiento – muro .................................................................................................... 67

Figura 12 Perfil estructural de unión entre muros ............................................................................ 67

Figura 13 Planta estructural de unión entre muros ........................................................................... 68

Figura 14 Perno embebido para amarre de soleras y cubierta. .......................................................... 68

Figura 15 Unión muros – cubierta .................................................................................................... 69

Figura 16 Pie de amigo para sostener aleros mayores a 500 mm ...................................................... 69

Figura 17 Instalación de tanques de entrada y salida ........................................................................ 82

Figura 18 Instalación adaptadores de acople .................................................................................... 83

Figura 19 Instalación sistema de presión del biodigestor ................................................................. 85

Figura 20 Instalación de tubería de salida del biogás ....................................................................... 85

Figura 21 Trampa de agua ................................................................................................................ 86

Figura 22 Sección entrada filtro ....................................................................................................... 87

Figura 23 Sección intermedia filtro 1 ............................................................................................... 87

Figura 24 Sección intermedia filtro 2 ............................................................................................... 87

Figura 25 Tubería con viruta de hierro ............................................................................................. 88

Figura 26 Sección salida filtro .......................................................................................................... 88

Figura 27 Conducción biogás ........................................................................................................... 88

Figura 28 Llegada biogás a los quemadores ..................................................................................... 89

Figura 29 Quemadores de biogás ..................................................................................................... 89

Figura 30 Dimensiones talud escalera .............................................................................................. 90

Figura 31 Sistema de vigas de cimentación en la vivienda de la finca El Naranjal. ....................... 102

Figura 32. Muros estructurales del eje horizontal ........................................................................... 103

Figura 33. Muros estructurales del eje vertical ............................................................................... 104

Figura 34 Distribución en planta de los muros de la vivienda ........................................................ 106

Figura 35 Distribución de bombillas y red eléctrica para la iluminación para la vivienda de la finca

El Naranjal ..................................................................................................................................... 114

Figura 36 Red eléctrica para las tomas de la vivienda de la finca El Naranjal ................................ 114

Figura 37 Vista Transversal del humedal artificial subsuperficial para la finca El Naranjal .......... 118

Figura 38 Sistema de tratamiento de aguas residuales de la vivienda de la finca El Naranjal ........ 119

Figura 39 Vista en planta del establo .............................................................................................. 120

Figura 40 Localización del digestor en la finca El Naranjal ........................................................... 125

Figura 41 Medidas de excavación del terreno parta la instalación del digestor .............................. 126

Figura 42 Perfil transversal de talud escalera ................................................................................. 126

Figura 43 Sistema de conexión de energía solar ............................................................................. 130

Figura 44 Ubicación paneles solares sobre la vivienda de la finca El Naranjal .............................. 131

Figura 45 Valores máximos mensuales de precipitación ................................................................ 132

Figura 46 Secciones del tejado para la recolección de aguas lluvia ................................................ 133

Figura 47 Puntos de almacenamiento del agua lluvia recolectada .................................................. 136

Figura 48 Captación de aguas lluvia mensual en m3 ...................................................................... 138

Figura 49 Ubicación de la finca El Naranjal en el geo portal del Siac ............................................ 140

Figura 50 Rango de los materiales extraídos localmente ................................................................ 145

Figura 51 Esquemas de las brisas valle - montaña.......................................................................... 146

INDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1 Roca metamórfica en la finca El Naranjal .................................................................... 20

Fotografía 2 Barranquillo (Momotus momota L.). Avistado en cultivos de plátano vecinos a la finca

El Naranjal ....................................................................................................................................... 38

Fotografía 3 Gorrión montés de Anteojos (Atlapetes flaviceps). Endémica (E), En Peligro (EN).

Encontrado muerto en el predio de la finca El Naranjal ................................................................... 38

Fotografía 4 Coral (Micrurus fulvius L.). Encontrada muerta en el camino hacia la finca El Naranjal

......................................................................................................................................................... 39

Fotografía 5 Variedades de ortópteros. Encontrados en la finca El Naranjal .................................... 40

Fotografía 6 Oruga “Santa María”. Encontrada en la finca El Naranjal ........................................... 40

Fotografía 7 Oruga de Papilio. Encontrada en los cultivos de arracacha de la finca El Naranjal ...... 40

Fotografía 8 Mariposa Eresia polina H. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal ............. 41

Fotografía 9 Mariposa Blanca de La Col (Leptophobia aripa B.). Encontrada en los cultivos de la

finca El Naranjal .............................................................................................................................. 41

Fotografía 10 Polilla camuflada. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal ....................... 41

Fotografía 11 Escarabajo familia Carabidae, género Pseudoxycheila. Encontrado en los cultivos de

la finca El Naranjal........................................................................................................................... 42

Fotografía 12 Cultivo de arracacha en la finca El Naranjal .............................................................. 44

Fotografía 13 Cabezas de ganado en la finca El Naranjal................................................................. 45

Fotografía 14 Vivienda de la finca El Naranjal ................................................................................ 45

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Distribución de las pendientes según el grado de inclinación. Municipio de Cajamarca.

Departamento del Tolima .................................................................................................................22

Tabla 2 Distribución de la pendiente del terreno por grado y porcentaje, para la Cuenca del Río

Coello (Cajamarca) ..........................................................................................................................23

Tabla 3 Unidades de paisaje municipio de Cajamarca .....................................................................24

Tabla 4 Clasificación de la pendiente del terreno por porcentaje .....................................................25

Tabla 5 Grado de erosión de suelos ..................................................................................................26

Tabla 6 Valores totales de temperatura media mensual por pisos altitudinales con valores en °C....28

Tabla 7 Valores de evapotranspiración potencial media mensual y anual por pisos altitudinales con

valores en mm ..................................................................................................................................30

Tabla 8 Posibles especies de flora presentes en la finca El Naranjal ................................................31

Tabla 9 Posibles especies de mamíferos presentes en la finca El Naranjal .......................................33

Tabla 10 Posibles especies de avifauna presentes en la finca El Naranjal ........................................34

Tabla 11 Posibles especies de reptiles presentes en la finca El Naranjal ..........................................38

Tabla 12 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Preescolar Cajamarca - Tolima ..............42

Tabla 13 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Primaria Cajamarca - Tolima .................43

Tabla 14 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Secundaria Cajamarca - Tolima .............43

Tabla 15 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Media Cajamarca - Tolima ....................43

Tabla 16 Organismos de salud en Cajamarca 2003 - 2007 ...............................................................46

Tabla 17 Cobertura de servicios públicos domiciliarios, Cajamarca Tolima ....................................48

Tabla 18 Ponderación de las categorías de selección de materiales según el componente de la

edificación ........................................................................................................................................52

Tabla 19 Valores mínimos para dimensiones de cimientos ..............................................................59

Tabla 20 Clasificación de los morteros de pega por propiedad y proporción ...................................60

Tabla 21 Valores del coeficiente de densidad de muros de bahareque encementado CB .................61

Tabla 22 Valores de Aa y Av según regiones ...................................................................................62

Tabla 23 Secciones requeridas para cubiertas con correas de guadua ..............................................65

Tabla 24 Profundidad útil para un pozo séptico ...............................................................................72

Tabla 25 Dotación neta máxima por habitante según la altura sobre el nivel del mar de la zona ....72

Tabla 26 Contribución de aguas residuales por persona ...................................................................73

Tabla 27 Tiempos de retención (T) ..................................................................................................73

Tabla 28 Tasa de acumulación de lodos digeridos (K) .....................................................................74

Tabla 29 Clasificación de sustratos para digestión Anaeróbica ........................................................76

Tabla 30 Tiempo de retención hidráulico de estiércol de ganado en distintas regiones. ...................78

Tabla 31 Productos químicos para el control del pH ........................................................................79

Tabla 32 Producción de biogás por tipo de residuo animal ..............................................................80

Tabla 33 Mezcla estiércol/agua por tipo de residuo animal ..............................................................81

Tabla 34 Criterios y calificación para el sello LEED de la finca El Naranjal ...................................93

Tabla 35 Resultados materiales con mejor desempeño para cimientos.............................................98

Tabla 36 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente estructura. ...................99

Tabla 37 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente envolvente. ................100

Tabla 38 Resultados materiales con mejor desempeño para la componente cubierta. ....................100

Tabla 39 Valores de (L*b) para los muros del eje horizontal. ........................................................103

Tabla 40 Valores de (L*b) para los muros del eje vertical. ............................................................105

Tabla 41 Carga muerta de la guadua para la edificación ................................................................106

Tabla 42 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas .........................................................108

Tabla 43 Valores admisibles de trabajo en muros de bahareque encementado ...............................109

Tabla 44 Luminosidad requerida para cada sección de la vivienda ................................................109

Tabla 45 Características de diferentes tipos de bombillos y paneles led.........................................110

Tabla 46 Cantidad de bombillos de cada opción para cada sección de la vivienda.........................110

Tabla 47 Potencia total de cada opción para cada sección de la vivienda .......................................111

Tabla 48 Cantidad y tipo de bombillas ...........................................................................................112

Tabla 49 Iluminancia final para cada espacio de la vivienda ..........................................................112

Tabla 50 Principales equipos de consumo de biogás ......................................................................122

Tabla 51 Consumo energético de la finca El Naranjal ....................................................................127

Tabla 52 Valores de factor k para latitud de 4º ...............................................................................128

Tabla 53 Información de los valores máximos mensuales de precipitación entre 1991 y 2009 ......131

Tabla 54 Precipitación mensual entre 1991 y 2009 ........................................................................136

Tabla 55 Oferta de aguas lluvia en mm mensuales .........................................................................137

Tabla 56 Numero de viajes por cada ruta de transporte ..................................................................141

Tabla 57 Puntuación obtenida para la vivienda de la finca El Naranjal ..........................................147

Tabla 58 Costos cimientos de la vivienda ......................................................................................148

Tabla 59 Costos estructura de la vivienda ......................................................................................149

Tabla 60 Costos cubierta de la vivienda .........................................................................................150

Tabla 61 Costos de iluminación interior .........................................................................................150

Tabla 62 Costos del sistema de tratamiento de aguas residuales ....................................................151

Tabla 63 Costo establo ...................................................................................................................151

Tabla 64 Costos Biodigestor ..........................................................................................................152

Tabla 65 Costos trincheras .............................................................................................................154

Tabla 66 Costos del Sistema de energía solar .................................................................................154

Tabla 67 Costos del sistema de recolección de aguas lluvia ...........................................................155

Tabla 68 Otros costos del proyecto ................................................................................................155

Tabla 69 Resumen de costos del proyecto ......................................................................................156

INTRODUCCIÓN

La presente investigación se llevó a cabo en la finca El Naranjal ubicada en la vereda el

Tostado-Cajamarca, donde actualmente se encuentra una vivienda de más de 40 años, por lo

cual debe ser modificada debido al deterioro de la misma ya que presenta un riesgo para los

habitantes. Por otra parte, la vivienda carece de sistema de alcantarillado vertiendo aguas

residuales a los cuerpos de agua y maneja un sistema económico de ganadería extensiva en

ladera que erosiona los suelos, generando impactos negativos a los recursos naturales. En

cuanto al suministro de energía eléctrica, se presentan continuos fallos en el sistema por caída

de árboles. Además, se presentan amenazas a la salud a causa de deslizamientos al respaldo

de la vivienda y por la quema de combustibles orgánicos (leña) para la cocción de alimentos.

Teniendo en cuenta estas consideraciones, se opta por el diseño de una nueva vivienda para

la finca basados en los criterios de sello LEED for Homes, cumpliendo los criterios mínimos

u obligatorios junto a otros criterios buscando la sostenibilidad de este proyecto

disminuyendo los impactos generados por las actividades antrópicas desarrolladas en la finca

sobre los recursos naturales. De esta forma, se propone la implementación de diversas

tecnologías apropiadas siguiendo metodologías propuestas por Luciani (2014), el RAS 2000

y la Agencia de Protección Ambiental-EPA, mitigando los impactos negativos generados por

las actividades dentro de la finca El Naranjal.

Por último se obtuvo un diseño de vivienda sostenible bajo los parámetros LEED for Homes

v4 sirviendo de ejemplo para otras fincas del sector que tengan características similares.

RESUMEN

Por medio de una visita de campo se visualizó el notable deterioro de la vivienda de la finca

El Naranjal afectando directamente la calidad de vida de los habitantes; es por esto que se

diseña un modelo de vivienda sostenible, velando por la conservación de los recursos

naturales.

Inicialmente se hizo diseño preliminar de la vivienda en conjunto con los habitantes de la

finca, a continuación se realizó una matriz de comparación de materiales que permitió la

selección del material más apto para cada componente de la vivienda y finalmente se evaluó

la sismo resistencia del diseño, cumpliendo con los requisitos mínimos para su construcción.

Luego se realizó una caracterización biofísica y socioeconómica de la zona de estudio, donde

se encontraron problemas por presiones antrópicas a los recursos naturales, como lo son el

vertimiento de aguas residuales a cuerpos de agua cercanos, y procesos erosivos generados

por la ganadería extensiva; además se presenta una amenaza de deslizamiento en la parte

posterior de la vivienda.

Se diseñaron tecnologías ambientalmente apropiadas, para las problemáticas encontradas,

siendo estas, un sistema de tratamiento de aguas residuales, un biodigestor para tratar los

residuos orgánicos generados por las actividades agropecuarias, el cambio de técnica de

ganadería extensiva a ganadería estabulada, que junto al tratamiento integral de estabilización

subsanan los procesos erosivos que se están dando en la finca. Además, se optimizó el

aprovechamiento de los recursos naturales por medio de la implementación de un sistema de

aprovechamiento de energía solar que satisface la demanda energética de la vivienda y un

sistema de recolección de aguas lluvia que abastece el 54.04% de la demanda hídrica.

Finalmente se realizó una evaluación de costos para saber la viabilidad económica del

proyecto y se calificó bajo los criterios del sello LEED for Homes, definiendo la certificación

del proyecto conforme la puntuación alcanzada.

CAPÍTULO 1

PROBLEMÁTICA

Los municipios comprendidos en la cuenca del río Bermellón en Cajamarca, no tratan

suficientemente sus aguas negras ni tampoco brindan adecuado tratamiento y disposición

final a sus basuras y residuos sólidos, por lo cual el agua que se sirve de esas vertientes se

encuentra contaminada con altas cargas de desechos industriales, vertimientos de mataderos

públicos, residuos tóxicos hospitalarios, materiales de construcción, vertimientos y desechos

de ganadería, porcicultura o avicultura, con múltiples consecuencias para la salud de sus

comunidades. (Nagles, 2015). Según el DANE, para el 2012, el 35.57% de la población rural

del municipio de Cajamarca tienen al menos una necesidad básica insatisfecha.

Las redes de servicios públicos de la vereda El Tostado son bastantes vulnerables debido que,

en primer lugar, el acueducto está diseñado con mangueras que transportan el líquido, lo que

las hace susceptibles a una fisura por derrumbes o por el paso de animales. Así mismo las

redes eléctricas presentan un grado de vulnerabilidad al estar expuestas a la caída de ramas y

derrumbes. Estas afectaciones se evidencian continuamente en temporadas de lluvias donde

los servicios se retrasan por varias horas e incluso días dependiendo el sitio y el acceso a

estas redes. Por último, no se tiene acceso al servicio de gas domiciliario lo cual implica el

uso de combustibles como la leña para la preparación de alimentos.

La vivienda actual que se encuentra en la finca El Naranjal, fue construida hace más de 40

años, por lo cual su estructura ya se encuentra notoriamente debilitada, algunos muros

presentan grietas y algunas vigas de madera, se encuentran podridas, esto sumado a las altas

pendientes presentes en los terrenos aledaños y los procesos erosivos que allí se originan,

generan un riesgo para quienes en ella habitan.

Una de las actividades económicas que se realizan en la finca es la ganadería, la cual, al ser

realizada en zonas de alta pendiente genera procesos erosivos conocidos como terracetas o

patas de vaca que son una clase de erosión causada por el ganado vacuno que camina por

terrenos de ladera. Cuando el ganado es introducido en estos terrenos, camina en forma

intuitiva, siguiendo curvas de nivel, el paso continuo del ganado, sumado a su peso ejercido

en el área de desplazamiento por las pezuñas, produce un modelo erosivo en forma

trapezoidal invertida que puede posteriormente convertirse en formas de erosión de surcos y

cárcavas (Núñez, 2001).

Por otra parte, la finca no cuenta con un sistema de alcantarillado, por lo cual las aguas

residuales son vertidas sobre los cuerpos de agua cercanos, además, el lavado de manera

convencional del café muestra un ineficiente uso y aprovechamiento del recurso agua.

OBJETIVOS

OBJETIVO PRINCIPAL

Diseñar una vivienda con criterios de construcción sostenible bajo los parámetros del sello

LEED para viviendas unifamiliares en la finca "El Naranjal" en la vereda el Tostado del

municipio de Cajamarca-Tolima

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

● Realizar un aprovechamiento eficiente de la infraestructura existente en el área de la

finca El Naranjal.

● Diseñar y proponer tecnologías ambientalmente apropiadas optimizando el

aprovechamiento de los recursos naturales.

● Dar recomendaciones de buenas prácticas agropecuarias para que así se puedan

mantener las actividades económicas de la finca de una manera sostenible.

● Brindar la información necesaria para que los habitantes de la finca El Naranjal

puedan construir e implementar las tecnologías propuestas.

● Cumplir con los requerimientos mínimos y obligatorios para obtener el sello LEED

for Homes.

● Obtener la máxima puntuación posible dentro de la evaluación de los requerimientos

para otorgar el sello LEED a la vivienda ubicada en la finca El Naranjal

JUSTIFICACIÓN

A causa del estado actual de la infraestructura y bajo los términos del desarrollo sostenible

en Colombia, el cual se entiende como aquel que conduzca al crecimiento económico, a la

elevación de la calidad de la vida y al bienestar social, sin agotar la base de recursos naturales

renovables en que se sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de las

generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades (Ley 99/1993,

1993, art. 3), se propone el diseño de una nueva vivienda con criterios sostenibles, dentro del

marco de los parámetros del sello LEED para viviendas unifamiliares, además de dar un

manejo adecuado a las prácticas agropecuarias que se desarrollan en la finca como son la

ganadería extensiva y los cultivos de café.

Se pretende entonces la implementación de tecnologías apropiadas para cumplir con los

parámetros LEED; en cuanto a la utilización de energía eléctrica, se evaluará la viabilidad de

implementar paneles solares; para la construcción de la vivienda se evaluará el material que

menor impacto genere haciendo una comparación holística en la que se tengan en cuenta

aspectos técnicos, estructurales y de transporte; la instalación de un biodigestor como

tecnología para el tratamiento de los desechos orgánicos del cultivo de café y de la ganadería

y así mismo hacer la transición del horno convencional de leña a un horno alimentado con

gas metano; en cuanto al agua, se busca recolectar las aguas lluvias y utilizarlas en diferentes

actividades como el riego de cultivos y el aseo de la vivienda y así disminuir el consumo de

agua que se extrae del acuífero del cual se abastece la zona; así mismo, se diseñará un

humedal artificial con el que se pretende tratar las aguas residuales de la finca con el fin de

poder verter las mismas a las fuentes hídricas en óptimas condiciones y no comprometer su

uso a los usuarios aguas abajo.

Por otra parte en el proceso de evaluación de riesgos es indispensable velar por la seguridad

de las vidas humanas; en la finca El Naranjal, existen riesgos latentes que pueden atentar

contra estas, como lo son las malas condiciones de la estructura de la vivienda y los

fenómenos de remoción en masa generados por los procesos de erosión derivados de las

malas prácticas pecuarias. Para el control de los procesos de remoción en masa, se pretenden

realizar tratamientos de control de erosión, específicamente la estabilización de taludes

cercanos a la vivienda, los cuales representan el principal riesgo natural para esta.

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

En Colombia se entiende por desarrollo sostenible el que conduzca al crecimiento

económico, a la elevación de la calidad de la vida y al bienestar social, sin agotar la base de

recursos naturales renovables en que se sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho

de las generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades. (Ley

99, 1993)

Según el ministerio de vivienda la construcción sostenible es aquella que esta en sincronía

con el sitio, hace uso de energía, agua y materiales de un modo eficiente y provee confort y

salud a sus usuarios. En Colombia, existen diferentes técnicas de construcción tradicionales

con mínimos impactos al medio ambiente, como el adobe, un ladrillo de tierra que a

diferencia del ladrillo actual no se somete a un proceso de cocción y sin necesidad de prensas

para su compresión, la ventaja de este material es que la mayoría de terrenos son aptos para

su elaboración, sin embargo su mayor desempeño se da con un suelo que esté compuesto de

un 55% a 75% de arena; un 10% a 28% de limo; y, de un 15% a un 18% de arcilla, la

utilización de este material corta con el flujo lineal de una construcción tradicional, ya que

se hace uso de la tierra resultante de excavaciones.

La tapia es otro sistema de construcción que consiste en formaletas verticales con un relleno

de tierra que se compacta manualmente por capas hasta formar muros macizos, es una técnica

de construcción muy característica de la zona andina colombiana, los suelos del país son casi

en su totalidad aptos para este sistema de construcción. Finalmente el bahareque es un sistema

constructivo basado en una estructura de guadua recubierta con una malla electro soldada y

tierra u otro material cementante, este sistema constructivo tiene un gran uso a nivel rural, el

bahareque como la tapia han sufrido una especie de discriminación ya que se les considera

sistemas anticuados, subdesarrollados y de mal comportamiento ante sismos, sin embargo

esos calificativos son incorrectos, ya que estos son sistemas de construcción que además de

ser eficientes, tienen ventajas económicas y ambientales frente a los sistemas de construcción

extractivistas modernos. (Montoya, 2011)

El concepto de tecnología apropiada, llamada también tecnología alternativa, intermedia o

rural, se refiere a aquella tecnología de pequeña escala, descentralizada, basada en recursos

locales, de operatividad y mantenimiento sencillo, que utiliza fuentes naturales de energía,

que no contamina o no provoca impactos negativos en el ambiente, y que toma en cuenta el

contexto del usuario y sus conocimientos, así como elementos sociales y económicos además

de los estrictamente técnicos. En el contexto de la vida campesina, este tipo de tecnología

sería aquella que permita potenciar las capacidades productivas, así como un mayor grado de

bienestar y autonomía. (Díaz y Masera, 1998)

El sello LEED se está implementando en más de 165 países con cerca de 94000 proyectos en

todo el mundo, sin embargo, en Colombia se han certificado 152 proyectos y 223 se

encuentran en proceso. Así mismo, en el municipio de Rionegro-Antioquia se construyó el

primer proyecto en Latinoamérica en recibir la certificación LEED Gold consiguiendo 77 de

los 79 puntos posibles para dicha certificación. Esta vivienda consiguió su certificación por

medio de la implementación de materiales de construcción adecuados, con la implementación

de tecnologías apropiadas como la energía solar, con el uso de cobertura vegetal nativa y el

buen aprovechamiento del recurso hídrico. (Argos, 2015)

MARCO GEOGRÁFICO

Figura 1. Departamento del Tolima en

Colombia

Figura 2. Municipio de Cajamarca en

Tolima

Figura 3.Vereda El Tostado en

Cajamarca

Figura 4. Finca el Naranjal en El

Tostado

El municipio de Cajamarca está ubicado en el departamento del Tolima, a 35 kilómetros de

Ibagué, sobre la Vía Panamericana. Geográficamente Cajamarca limita al norte con el

municipio de Ibagué, al sur con los municipios de Rovira y Roncesvalles, por el occidente

con el departamento del Quindío (Salento, Calarcá y Pijao) y al oriente nuevamente con

Ibagué; lo que la ubica en la parte alta de la cordillera central. (Alcaldía Municipal de

Cajamarca, 2011)

La finca El Naranjal se encuentra ubicada dentro de la vereda el Tostado que está ubicada al

oriente de la cabecera municipal Cajamarca y sus linderos fueron dados por los dueños de

esta, quienes han habitado allí por más de 30 años y que a través de acuerdos comunitarios y

una delimitación bajo términos naturales, entiéndase estos como quebradas, cultivos, ríos,

etc, han definido los límites de su territorio.

MARCO NORMATIVO

· Ley general del Medio Ambiente. Ley 99 de 1993

Dentro de la Política Ambiental Colombiana (art. 1) se identifican principios y conceptos

importantes a considerar en el ordenamiento del terreno, tales como el de la “Biodiversidad

como patrimonio nacional y de interés de la humanidad” y la importancia de ser protegida y

aprovechada en forma sostenible (Lit.2), el paisaje como Patrimonio común debe ser

protegido (lit.8), el principio de gradación normativa y rigor subsidiario que deben tener en

cuenta los entes territoriales (art. 63 y el concepto de Desarrollo Sostenible (art.3).

Igualmente las competencias que se le asignan a las Corporaciones en el art. 31 encaminadas

a “reservar, alinderar, administrar o sustraer, en los términos y condiciones que fije la ley y

los reglamentos, los distritos de manejo integrado, los distritos de conservación de suelos, las

reservas forestales y parques naturales de carácter regional, y reglamentar su uso y

funcionamiento” y a “ordenar y establecer las normas y directrices para el manejo de las

cuencas hidrográficas, ubicadas dentro del área de su jurisdicción, conforme a las

disposiciones superiores y a las políticas nacionales” y las atribuciones conferidas a los

Departamentos (art. 64), a los Municipios (art. 65), y a las UMATAS. Finalmente como un

Instrumento financiero de apoyo a la ejecución de políticas ambientales y de manejo de los

recursos naturales, debe tenerse en cuenta el FONAM Fondo Nacional Ambiental.

· Convenio Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático

Establecido en Nueva York el 9 de mayo de 1999. La Convención Marco sobre el Cambio

Climático establece una estructura general para los esfuerzos intergubernamentales

encaminados a resolver el desafío del cambio climático. Reconoce que el sistema climático

es un recurso compartido cuya estabilidad puede verse afectada por actividades industriales

y de otro tipo que emiten dióxido de carbono y otros gases que retienen el calor en la

atmósfera.

En virtud del Convenio, los gobiernos: Recogen y comparten la información sobre las

emisiones de gases de efecto invernadero, las políticas nacionales y las prácticas óptimas; b.

Ponen en marcha estrategias nacionales para abordar el problema de las emisiones de gases

de efecto invernadero y adaptarse a los efectos previstos, incluida la prestación de apoyo

financiero y tecnológico a los países en desarrollo; y Cooperan para prepararse y adaptarse a

los efectos del cambio climático.

· Ley 388 de 1997 de “Ordenamiento Territorial”

Impuso a los municipios y distritos la obligación de adoptar un Plan de Ordenamiento

Territorial, el cual debe contener entre otros temas: “El señalamiento de areas de reserva y

medidas para la protección del medio ambiente, conservación de los recursos naturales y la

defensa del paisaje, de conformidad con lo dispuesto en la Ley 99 de 1.993 y el Código de

Recursos Naturales Renovables, así como las áreas de conservación y protección del

patrimonio histórico, cultural y arquitectónico”.

Dentro de este ordenamiento, se resalta el carácter de norma estructural que se confiere a las

directrices, disposiciones y reglamentos expedidos en ejercicio de sus respectivas facultades

legales por las entidades del Sistema Nacional Ambiental, en los aspectos relacionados con

el ordenamiento espacial del territorio. Tales disposiciones constituyen normas de superior

jerarquía, razón por la cual “las regulaciones de los demas niveles no pueden adoptarse ni

modificarse contraviniendo lo que en ellas se establece” (Arts. 10 y 15).

· Ley 1152 de 2007 del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural

“Mediante la cual se dictó el Estatuto de Desarrollo Rural, se reformó el INCODER, y se

profirieron otras disposiciones entre ellas las contenidas en el artículo 11 que expresa: “El

Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural será el encargado de liderar y coordinar la

formulación de la Política General de Desarrollo Rural, con base en criterios de ordenamiento

productivo y social que permita orientar, las áreas prioritarias de desarrollo rural. Para tal

efecto, establecerá el uso actual y potencial del suelo, ordenará las zonas geográficas de

acuerdo con sus características biofísicas, sus condiciones económicas, sociales y de

infraestructura, y definirá los lineamientos, criterios y parámetros necesarios que deben ser

considerados para la elaboración de los Planes de Ordenamiento en las zonas rurales de los

Municipios” Por lo tanto exige a las Alcaldías y Concejos Municipales, se obtenga del

Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, La Certificación de Uso del Suelo, de acuerdo

a las características de las diferentes zonas geográficas previamente a introducir

modificaciones en las zonas

· Decreto 3600 de 2007 del MAVDT

"Por el cual se reglamentan las disposiciones de las Leyes 99 de 1993 y 388 de 1997 relativas

a las determinantes de ordenamiento del suelo rural y al desarrollo de actuaciones

urbanísticas de parcelación y edificación en este tipo de suelo y se adoptan otras

disposiciones", la cual establece entre otras disposiciones categorías de protección en suelo

rural, orientaciones para ordenar las zonas y corredores viales suburbanos, los centros

poblados rurales y la localización de actividades industriales en éste tipo de suelo etc. Con el

fin de garantizar el desarrollo sostenible del suelo rural, en los procesos de formulación,

revisión y/o modificación de los planes de ordenamiento territorial, los municipios y distritos

deberán dar cumplimiento a las determinantes que se desarrollan en el presente decreto, las

cuales constituyen normas de superior jerarquía en los términos del artículo 10 de la Ley 388

de 1997.

Cuando el presente decreto se refiera a planes de ordenamiento territorial se entenderá que

comprende todos los tipos de planes previstos en el artículo 9° de la Ley 388 de 1997.

Categorías del suelo rural. Para efectos de lo dispuesto en los artículos 14, 16.3 y 17 de la

Ley 388 de 1997, en el componente rural del plan de ordenamiento y en su cartografía se

deberán determinar y delimitar cada una de las categorías de protección y de desarrollo

restringido, con la definición de los lineamientos de ordenamiento y la asignación de usos

principales, compatibles, condicionados y prohibidos correspondientes. Las categorías del

suelo rural que se determinan en este artículo constituyen suelo de protección en los términos

del artículo 35 de la Ley 388 de 1997 y son normas urbanísticas de carácter estructural de

conformidad con lo establecido 15 de la misma ley.

· Ley 715 DE 2001- Art. 76

Por la cual se dictan normas orgánicas en materia de recursos y competencias de conformidad

con los artículos 151, 288, 356 y 357 (Acto Legislativo 01 de 2001) de la Constitución

Política y se dictan otras disposiciones.

En el sector agropecuario: Competencias del municipio en otros sectores. Además de las

establecidas en la Constitución y en otras disposiciones, corresponde a los Municipios,

directa o indirectamente, con recursos propios, del Sistema General de Participaciones u otros

recursos, promover, financiar o cofinanciar proyectos de interés municipal y en especial

ejercer las siguientes competencias:

Promover, participar y/o financiar proyectos de desarrollo del área rural.

Prestar, directa o indirectamente el servicio de asistencia técnica agropecuaria.

Promover mecanismos de asociación y de alianzas de pequeños y medianos

productores.

En materia ambiental: Tomar las medidas necesarias para el control, la preservación y la

defensa del medio ambiente en el municipio, en coordinación con las corporaciones

autónomas regionales. Promover, participar y ejecutar programas y políticas para mantener

el ambiente sano. Ejecutar obras o proyectos de descontaminación de corrientes o depósitos

de agua afectados por vertimientos, así como programas de disposición, eliminación y

reciclaje de residuos líquidos y sólidos y de control a las emisiones contaminantes del aire.

Promover, cofinanciar o ejecutar, en coordinación con otras entidades públicas, comunitarias

o privadas, obras y proyectos de irrigación, drenaje, recuperación de tierras, defensa contra

las inundaciones y regulación de cauces o corrientes de agua. Realizar las actividades

necesarias para el adecuado manejo y aprovechamiento de cuencas y microcuencas

hidrográficas. Prestar el servicio de asistencia técnica y realizar transferencia de tecnología

en lo relacionado con la defensa del medio ambiente y la protección de los recursos naturales.

· Resolución 330 del 2017

Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento

Básico (RAS) y se derogan las resoluciones 1096 de 2000, 0424 de 2001, 0668 de 2003, 1459

de 2005, 1447 de 2005 y 2320 de 2009

Así mismo se reglamenta los requisitos técnicos que se deben cumplir en las etapas de

planeación, diseño, construcción, puesta en marcha, operación, mantenimiento y

rehabilitación de la infraestructura relacionada con los servicios públicos domiciliarios de

acueducto, alcantarillado y aseo, así mismo se establecen los parámetros mínimos para llevar

a cabo un tratamiento de aguas residuales descentralizado.

· Resolución 180540 del 2010

Por el cual se modifica el Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público –

RETILAP. En el cual se establecen las reglas generales que se deben tener en cuenta en los

sistemas de iluminación interior y exterior. En tal sentido señala las exigencias y

especificaciones mínimas para que las instalaciones de iluminación garanticen la seguridad

y confort con base en su buen diseño y desempeño operativo.

A NIVEL DEPARTAMENTAL

· La Corporación Autónoma y Regional del Tolima – Cortolima, mediante

resolución adoptó el Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Mayor del río

Coello - POMCA, instrumento que se ha constituido en un determinante ambiental

para los siete (7) municipios que tienen su jurisdicción en la cuenca, entre ellos

Cajamarca, municipio el cual tiene el 100% de su territorio sobre la cuenca del río

Coello.

· Política Pública de Educación Ambiental 2013-2025 para el departamento del

Tolima: está orientada hacia la gestión real y efectiva de la educación ambiental para

contribuir a la formación de una conciencia ambiental, individual y colectiva,

manifestada en el aprovechamiento sostenible del gran potencial ecosistémico y

socio-cultural del departamento, reflejado en su potencial hídrico, topográfico,

variedad de pisos climáticos que van desde valles a páramos, su gran riqueza de fauna

y flora y los múltiples programas y organizaciones que trabajan en los procesos de

apropiación de una cultura ambiental

A NIVEL MUNICIPAL

· Plan de Gestión Ambiental Municipal Cajamarca, Tolima 2016-2020: La

alcaldía municipal de Cajamarca en el marco del cumplimiento de la ley 99 del 93 y

consciente de su papel fundamental en la conservación del “Ambiente”, desde el analisis

municipal de todas las áreas participantes, ha formulado el Plan de Gestión Ambiental

Municipal “PGAM” con el objetivo de incitar la gestión ambiental del mismo, procurando

generar un desarrollo sostenible que favorezca el bienestar municipal.

· Acuerdo No.006 DE 2017

Por medio del cual se adopta el plan de desarrollo municipal “Agro y prosperidad, por la

continuidad 2017 – 2019” del municipio de Cajamarca Tolima, y se dictan otras

disposiciones. Donde se resaltan para este caso los programas de Adaptación Al Cambio

Climático, Educación Ambiental, Producción Limpia, Gestión del recurso hídrico y Vivienda

digna por la continuidad

CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

MEDIO ABIÓTICO

GEOLOGÍA

Geología estratigráfica

El municipio de Cajamarca está ubicado en el flanco oriental de la Cordillera Central que se

encuentra formada por neises y anfibolitas precámbricas y metasedimentos posiblemente del

paleozoico temprano. Estas rocas han sido fuertemente deformadas, comprimidas en varios

periodos orogénicos y acrecionadas al escudo Guyanés. Además, la conforman remanentes

de formaciones marinas jurásicas y cretáceas que se encuentran esparcidas en la zona

cordillerana septentrional. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

En los valles de los ríos Coello, Bermellón y Anaime y otras corrientes menores se

encuentran depósitos no consolidados y heterogéneos de material aluvial y fluviovolcánicos

compactos. (ibíd.)

La formación presente en el área de estudio es el Grupo Cajamarca, este grupo fue definido

como una secuencia metamórfica pelítica - psamítica (Alumínica) de origen continental. Las

rocas predominantes son esquistos cuarzosericíticos y cloríticos, en menor proporción se

presentan cuarcitas. Está intruida en algunos sectores por cuerpos de poca extensión y

composición andesítica - dacítica. Igualmente presenta pequeños diques y venillas de cuarzo

lechoso y ahumado que en la mayoría de los casos no superan un metro de espesor. (Nelson,

1952), citado en (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

Esta formación presenta diferentes grados de meteorización, situación debida a la orientación

de la esquistocidad, diaclasamiento y condiciones climáticas. Los suelos residuales que

produce son de pocos metros de espesor compuestos por gravas limosas - arcillosas de cantos

angulares y colores amarillo, gris y negro dependiendo del tipo de esquisto del que se deriven.

(ibíd.).

Según la plancha 244 – Ibagué (INGEOMINAS, 1982), compilada en la plancha 5-09 del

Atlas geológico de Colombia (Servicio Geológico Colombiano, 2015), la unidad

cronoestratigráfica presente en la finca El Naranjal ubicada en la vereda el Tostado, es la T-

Mbg3, la cual se describe a continuación:

Unidad cronoestratigráfica: T-Mbg3

Litología: Rocas metamórficas de bajo grado de metamorfismo.

Eón: Fanerozoico.

Era: Mesozoico.

Periodo: Triásico.

Época: Superior/Tardío.

Esta unidad cronoestratigráfica se caracteriza por la presencia de esquistos grafíticos,

cuarzomoscovíticos, cloríticos y anfibólicos; filitas; cuarcitas; mármoles, y serpentinitas.

(Servicio Geológico Colombiano, 2015)

Fotografía 1 Roca metamórfica en la finca El Naranjal

Fuente: (Autores, 2016)

Geología estructural

En el municipio de Cajamarca se presentan principalmente estructuras asociadas a un patrón

tectónico de tipo compresivo, con el desarrollo de grandes fallas inversas y de tipo

transformacional, la cual ha tenido su desarrollo desde el cretáceo hasta el cuaternario,

íntimamente ligadas a los procesos orogénicos de levantamiento de las actuales cordilleras

que ha dado como resultado una tectónica compleja. (Alcaldía Municipal de Cajamarca,

2011)

Tal situación determina el desarrollo de numerosos planos de fracturamiento y

diaclasamiento, lo cual favorece, dependiendo de las condiciones hidrometeorológicas, la

descomposición acelerada de la roca y desarrollo de movimientos masales de diferente

magnitud. (ibíd.)

Dentro de las principales fallas observadas se destaca:

Falla Palestina

Esta falla recorre el costado oriental de la cordillera central con una longitud aproximada de

300 kilómetros, al parecer dando origen a los focos volcánicos del complejo Ruiz - Tolima,

y afectando en la zona estudiada rocas poli metamórficas del grupo Cajamarca. (ibíd.)

Falla de Orisol

Esta falla viene desde el suroeste del municipio de Roncesvalles, con una longitud mayor de

60 kilómetros y rumbo N20-30°E, la cual cruza el corregimiento de Cajamarca y el casco

urbano del municipio de Cajamarca. Es una falla de rumbo, con componente vertical que

afecta en la zona de estudio rocas del complejo Cajamarca. (ibíd.)

Esta falla conecta los centros volcánicos de los Gómez y del Machín, y a su vez es desplazada

en su extremo sur, fuera de la zona de estudio, por la actividad cuaternaria de la falla de

Ibagué. (ibíd.)

Dentro del área delimitada para la finca El Naranjal, no se encuentra ninguna falla o

plegamiento, sin embargo la falla Palestina se encuentra ubicada aproximadamente a 14

kilómetros del límite noroccidental del predio.

Geología económica

Dentro del municipio de Cajamarca y en zonas aledañas a la zona de estudio se realizan

procesos de extracción minera principalmente para la obtención de mineral de cobre, mineral

de plata, mineral de zinc, oro, platino y mineral de molibdeno. (Ministerio de Minas y

Energía, 2017) El título minero más cercano se encuentra aproximadamente a 2 kilómetros

del límite norte del predio y se realiza extracción de oro, cobre, plata, zinc, platino y

molibdeno.

Así mismo, dentro del municipio se encuentra una zona de minería especial cobijado bajo la

resolución 18-0241 del 2012 por el cual se declaran y delimitan unas Áreas Estratégicas

Mineras y se adoptan otras determinaciones y que se encuentra aproximadamente a 2

kilómetros y medio del límite noroccidental del predio (Ministerio de Minas y Energía, 2017)

GEOMORFOLOGÍA

El municipio de Cajamarca se caracteriza por presentar altas pendientes en su territorio, es

por esto que el tipo de relieve en su mayoría son Filas y Vigas, sin embargo también se

encuentran terrenos más escarpados en los que se pueden apreciar lomas de poca altura

(Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

Para el caso puntual de la finca El Naranjal, el tipo de relieve que se encuentra es el de filas

y vigas, que se encuentran dentro del tipo de paisaje montañoso, con un material parental de

piroclastos sobre andesitas o esquistos, este relieve (Filas-vigas) se caracteriza por ser

fuertemente quebrado y moderadamente escarpado, con pendientes variables y frecuentes

depresiones (lagunas). (CORTOLIMA, s.f.)

En cuanto a las pendientes del municipio de Cajamarca, estas se clasifican en 5 grados según

el grado de inclinación y se expresan en la siguiente tabla

Tabla 1 Distribución de las pendientes según el grado de inclinación. Municipio de

Cajamarca. Departamento del Tolima

Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptado por autores

La mayor área está representada por pendientes de grado 4, entre 30.1 y 70 %, con una

extensión de 28.034. 35 Has, equivalentes al 54.30 % del área municipal, clasificadas como

muy pronunciadas. En segundo lugar el rango 12.1 a 30 % pronunciada con el 25.15%. En

términos generales el 93.33% del territorio, se encuentra por encima del 12.1% de pendiente

y con mayor detalle el 68.1 % del área posee pendientes muy pronunciadas y escarpadas; el

promedio general de pendientes es del 61%. (ibíd.)

La cuenca del río Coello fue distribuida por sus pendientes de acuerdo a los grados de

inclinación planteados en la Tabla 2. La mayoría de la superficie de la cuenca es muy

pronunciada, con un 50% del área y no se encuentran áreas representativas de topografía

plana. (ibíd.). Los datos de distribución de pendientes para la cuenca del río Coello se

encuentran consignados en la siguiente tabla.

Tabla 2 Distribución de la pendiente del terreno por grado y porcentaje, para la Cuenca del

Río Coello (Cajamarca)

Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptado por autores

La finca El Naranjal tiene un a pendiente media de 31% lo que la ubica dentro del grupo de

pendientes de grado 4, la más representativa del municipio con un relieve fuertemente

ondulado.

SUELOS

Los suelos del municipio presentan en general, en mayor o menor grado y dependiendo

principalmente de su posición, materiales derivados de cenizas volcánicas que fueron

depositadas durante la época de volcanismo, en la mayor parte del área sobre rocas

metamórficas, principalmente esquistos y en menor extensión, sobre depósitos

fluvioglaciales o lavas y rocas hipoabisales tipo andesíticos (Alcaldía Municipal de

Cajamarca, 2011).

En las partes altas, zonas de clima muy frío y paramuno, las bajas temperaturas han

favorecido la acumulación de grandes cantidades de materia orgánica producto de la

descomposición de especies nativas (musgos, gramíneas, frailejones) que en buena parte se

han mezclado con la ceniza volcánica. La poca evapotranspiración por las bajas temperaturas

y la alta precipitación permiten que el suelo conserve unos niveles de humedad altos y la

formación de suelos orgánicos (Histosoles) en las zonas de menor pendiente (ibíd.).

Según el estudio general de suelos y zonificación de tierras de Tolima, realizado por el

Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) en el 2004, la finca El Naranjal se encuentra

ubicada dentro de la Unidad MQC, que es una asociación integrada por los suelos Typic

Humitropepts en un40%, Typic Troporthents en un 40% e inclusiones de Typic Eutropepts

en un 20%; estos últimos localizados hacia el límite con el clima cálido. (CORTOLIMA,

2006)

Asociación Typic Humitropepts - Typic Troporthents

Localizada en el tipo de relieve de filas y vigas, en los municipios de Ibagué y Cajamarca.

Ocupa áreas de relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes 50-75%. Los suelos

están afectados de erosión ligera. El material parental está constituido por rocas metamórficas

frecuentemente mezcladas con cenizas volcánicas. No obstante, las fuertes pendientes y la

alta susceptibilidad a la erosión, se realizan actividades agrícolas especialmente cultivos de

café, plátano, caña de azúcar, arracacha, tomate de árbol, fríjol y arveja, en explotaciones

familiares de pancoger (CORTOLIMA, 2006)

Suelos Typic Humitropepts (Perfil PTC-2)

Ocupan las áreas de poca pendiente (resaltos de ladera y faldas) dentro de la unidad. Estos

suelos han evolucionado a partir de esquistos, con influencia localizada de cenizas

volcánicas. Se caracterizan por ser profundos, bien drenados, ricos en materia orgánica, de

texturas medias a moderadamente finas, estructura blocosa moderadamente desarrollada y de

colores pardo oscuros sobre pardo amarillentos en los horizontes inferiores. Los análisis

químicos indican que son suelos ácidos a ligeramente ácidos, de capacidad catiónica media

a baja, de saturación total a media y disponibilidad de fósforo para las plantas muy baja. Su

fertilidad es moderada (ibíd.)

Suelos Typic Troporthents (Perfil PTC-3)

Estos suelos se encuentran en los sectores más escarpados de la unidad, se han derivado de

esquistos y presentan un horizonte A poco profundo de color oscuro que descansa sobre un

C espeso y de color amarillento. En general son suelos superficiales, bien drenados, de

texturas franca y franco arenosa con importantes contenidos de gravilla, cascajo y piedra en

todo el perfil. Químicamente son suelos ácidos a ligeramente ácidos, con capacidad catiónica

de cambio mediana, saturación total de bases muy alta y disponibilidad de fósforo para las

plantas muy baja. Su fertilidad es moderada (ibíd.)

PAISAJE

A continuación, se presenta una tabla con los paisajes, material litológico y subpaisaje

presentes en el municipio de Cajamarca:

Tabla 3 Unidades de paisaje municipio de Cajamarca

Gran Paisaje Paisaje y material

Litológico

Subpaisaje

Relieve montañoso

glacifluvial

PhA

Depósitos Glaciáricos

sobre esquistos

Depósitos fluvioglaciales fuerte a

ligeramente inclinados Depósitos fluvioglaciales fuerte moderado

a fuertemente ondulado Artesas glaciares planas ligeramente

planas

cubiertos por ceniza

volcánica PhA1

Morrenas ligeramente escarpadas

Relieve montañoso

fluvioerosional

PhB

Montañas ramificadas

en ceniza volcánica

sobre esquistos

PhB2

Cimas irregulares

Moderada a fuertemente quebradas Laderas irregulares

Moderadamente escarpadas Laderas medias fuertemente inclinadas a

ligeramente escarpadas Relieve montañoso

fluvioerosional

FhC

Montañas ramificadas

en esquistos con

cubrimiento parcial de

ceniza volcánica

FhC1

Cimas irregulares moderadamente a

fuertemente ondulada Laderas medias ligera a moderadamente

escarpadas Laderas inferiores ligera a moderadamente

escarpadas Laderas irregulares fuertemente

escarpadas Cimas y laderas superiores fuertemente

escarpadas Laderas inferiores fuertemente escarpadas

Glacis aluvio coluvial moderadamente

inclinado Valle aluvial FhC2

Relieve montañoso

fluvioerosional

M

Laderas medias e

inferiores en

esquistos con

cubrimiento parcial de

piroclastos o cenizas

M1

Laderas inferiores y medias ligera a

moderadamente escarpadas Laderas ligeras a moderadamente

quebrada

Laderas inferiores fuertemente escarpada

Cimas y laderas superiores fuertemente

inclinadas a ligeramente escarpadas Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores

Las fases por pendientes se designan con una letra minúscula o código de acuerdo a las

siguientes convenciones:

Tabla 4 Clasificación de la pendiente del terreno por porcentaje

Código Porcentaje Denominaciones (pendientes simples o complejas)

g > 75% Fuertemente escarpada = fuertemente empinada

f 50 – 75 % Moderadamente escarpada

e 25 – 50 % Ligeramente escarpada – fuertemente quebrada

d 12 – 25 % Fuertemente inclinada; fuertemente ondulada;

moderadamente quebrada c 7 – 12 % Moderadamente inclinada; moderadamente ondulada;

ligeramente quebrada

b 3 – 7 % Ligeramente inclinada; ligeramente ondulada

a 0 – 1 – 3 % A nivel, casi a nivel

Fuente: (Villota, 1997) citado en (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por

autores

Los grados de erosión se designan por un número que va del 1 al 3 y se describen en la

siguiente tabla:

Tabla 5 Grado de erosión de suelos

Símbolo Descripción

1 Erosión ligera

2 Erosión moderada

3 Erosión severa

Fuente: (CORTOLIMA, 2006) Adaptada por autores

De acuerdo con el tipo de suelo presente en el área de estudio (MQCf1), se entiende que la

finca El Naranjal presenta un relieve montañoso fluvioerosional, el paisaje es de laderas

medias e inferiores en esquistos con cubrimiento parcial de piroclastos o cenizas (Tabla 3),

el tipo de pendiente es moderadamente escarpada (Tabla 4) y presenta una erosión ligera

(Tabla 5).

HIDROLOGÍA

La red hidrográfica del municipio forma parte de la cuenca del río Magdalena que es donde

fluyen finalmente las aguas de los ríos Bermellón, Coello, Anaime, Toche, Tochecito, y las

Quebradas Chorros Blancos, La Plata, La Cerrajosa, La María, Maravelez, Carrizales, Potosí,

Cucuana, la Unión, San Rafael, Pajarito, Dantas y San Antonio, entre otras. (Alcaldía

Municipal de Cajamarca, 2011)

El agua superficial es utilizada para consumo humano, servicio doméstico y riego de cultivos

transitorios. Dentro del municipio se encuentren los minidistritos de riego de Potosí, La

Leona y en proyecto Asomarinilla. (ibíd.)

La finca El Naranjal se encuentra dentro de la cuenca del río Bermellón, el cual nace al

Occidente de Cajamarca en la Cordillera Central, a los 3200 m.s.n.m. hace su recorrido de

occidente a oriente, pasando cerca de la cabecera municipal. Recibe el tributo por la margen

derecha de las Quebradas Cristales, La Julia, el Violín, Perales y La Estrella y por la margen

izquierda el de las Quebradas La Guala, Chorros Blancos y El Espejo. Cuando ya se ha unido

con el Anaime recibe las de San Antonio, San Rafael, El Tigre y La Cerrajosa y continúa

conservando su nombre. Una vez recogido en su caudal todo el volumen de aguas que riegan

el municipio de Cajamarca, cambia de nombre y se le conoce entonces como el río Coello a

los 1700 m.s.n.m. (ibíd.)

El abastecimiento de agua en el predio se da gracias al acueducto veredal del Tostado, el cual

capta por gravedad de la Quebrada el Espartillal con un caudal de 3.3L/seg. (ibíd.). La finca

el Naranjal se encuentra limitada por las quebradas El Túnel y la Unión, esta última es

intermitente.

Río Bermellón

El Río Bermellón nace en las estribaciones de la Cordillera Central, en el área denominada

La Línea, Páramo Alto del Campanario y se une al Río Anaime para formar juntos el Río

Coello. Por ser afluente del Río Coello, su potencial es el uso agrícola en la zona plana,

principalmente en los cultivos de arroz, sorgo y algodón. (ibíd.).

Se observa que las aguas del Río Bermellón, a la altura de la Vereda Cristales, son de

mineralización baja, pH neutros, con contenido bajo de sales inorgánicas, de alcalinidad y

dureza bajas, con buen nivel de oxígeno disuelto ( % de saturación de O.D por encima del

70%), con presencia de grasas y aceites a la altura de los lavaderos de carros, pero con bajos

contenido de materia orgánica e inorgánica, sin presencia de elementos tóxicos, con valores

bajos de Sólidos en Suspensión y Turbiedad. Pero se observa un aumento significativo en su

recorrido hasta la Vereda Cajamarquita, a la altura de la Escuela La Colonia, principalmente

de los parámetros de Turbiedad, Sólidos en Suspensión, Conductividad Eléctrica, Dureza

Total y Alcalinidad Total; No se detectan de grasas y aceites, posiblemente al efecto de

dilución; El OD disminuye pero no es significativo. Más, sin embargo, estos cambios, no

provocan concentraciones de los parámetros analizados, por encima de los niveles

permisibles por las Normas Colombianas. Al observar los valores en la Estación Tunjos

Bajos, se observa que la Turbiedad, al igual que el DBO5 y DQO, notándose disminución

del OD, por debajo del nivel ideal. Lo anterior, se debe posiblemente a las descargas de aguas

residuales del municipio de Cajamarca y la influencia del Río Anaime, especialmente en la

Sólidos. (ibíd.).

Los promedios de las tres estaciones monitoreadas determinaron que las aguas del Río

Bermellón, son de mineralización baja, dureza blanda y alcalinidad baja, pH neutros, agua

tipo C1-S1 (Sodización y salinidad baja), bajo contenido de materia orgánica e inorgánica,

buena saturación de oxígeno disuelto y con alta turbiedad. (ibíd.)

HIDROGEOLOGÍA

En la caracterización estratigráfica del municipio se han dado las características litológicas

principales de las diferentes unidades estratigráficas, lo que permite agruparlas en unidades

hidrogeológicas. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

Formaciones impermeables sin interés hidrogeológico.

Formaciones ígneas y metamórficas: El grupo Cajamarca constituye el núcleo de la

cordillera Central, intruida por cuerpos de composición andesítica y dacítica y se considera

una unidad impermeable, sin interés hidrogeológico (ibíd.)

Formaciones permeables.

Sedimentos no consolidados: Hay aluviones cuaternarios con alta permeabilidad en el valle

del río Anaime, los cuales poseen poco espesor y permeabilidades altas.

Depósitos fluviovolcánicos: La terraza de Cajamarca es un depósito de rocas sedimentarias

y volcánicas del cuaternario, compuestos por flujos de lodo, aglomerados, tobas volcánicas,

arenas, gravas y arcillas. Sobre estos materiales descansa la zona urbana del municipio. La

terraza no abarca los 50 metros de espesor y un área de 1,5 kilómetros cuadrados. Los

materiales presentan alta permeabilidad y porosidad, pero no se observan manantiales ni

afloramientos importantes de agua. (ibíd.)

Los depósitos piroclásticos cubren la mayor parte de las cimas de los sistemas montañosos.

Presentan porosidad y permeabilidad moderadas, debido a su posición estratigráfica, espesor

y extensión, no se consideran acuíferos importantes por lo cual carecen de interés

hidrogeológico. (ibíd.)

Al encontrarse la finca El Naranjal dentro del grupo Cajamarca, se considera que el predio

tiene formaciones impermeables con bajo interés hidrogeológico.

CLIMA

Temperatura

La temperatura para el municipio de Cajamarca, es variable. En los sitios de menor altura,

alrededor de los 1500 m.s.n.m, con valores aproximados a 21°C; en los sitios de altura media,

los 3600 m.s.n.m, hasta los 6°C y en los picos más altos de la topografía municipal, que

alcanzan los 3800 m.s.n.m, con valores menores a los 6°C. La temperatura promedio para el

municipio es de 13.2 grados centígrados. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

En la siguiente tabla se muestran los valores totales de temperatura media mensual por pisos

altitudinales con valores en °C:

Tabla 6 Valores totales de temperatura media mensual por pisos altitudinales con valores

en °C

m.s.n.m. 1500 1800 1920 2100 2400 2700 3000 3300 3600

Enero. 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.8

Febrero. 21.6 19.4 18.5 17.1 14.9 12.7 10.4 8.2 6.0

Marzo. 21.8 19.5 18.6 17.3 15.1 12.8 10.6 8.4 6.1

Abril 21.6 19.4 18.5 17.2 14.9 12.7 10.5 8.2 6.0

Mayo. 21.6 19.3 18.4 17.1 14.9 12.6 10.4 8.2 5.9

Junio 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.8

Julio 21.4 19.2 18.3 16.9 14.7 12.5 10.2 8.0 5.8

Agosto 21.6 19.3 18.5 17.1 14.9 12.7 10.4 8.2 6.0

Septiembre 21.6 19.4 18.5 17.2 14.9 12.7 10.5 8.2 6.0

Octubre 21.2 18.9 18.0 16.7 14.5 12.2 10.0 7.8 5.5

Noviembre 21.2 19.0 18.1 16.8 14.5 12.3 10.1 7.8 5.6

Diciembre 21.2 19.0 18.1 16.8 14.5 12.3 10.1 7.8 5.6

Anual 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.9

Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores

La finca El Naranjal, se encuentra ubicada entre la cota de 1970 m.s.n.m y la de 2150 m.s.n.m,

por lo que la temperatura media anual del predio es de 17°C.

Precipitación

La precipitación en el municipio de Cajamarca puede variar desde los 1100mm hasta los

1700mm de precipitación anual. Durante los meses de diciembre a marzo, la precipitación

varía entre 50 y 98 mm, siendo el periodo más prolongado de verano y enero el mes más

crítico con 50 mm. En el período comprendido entre los meses de Abril a Julio, las lluvias

muestran un incremento, con variaciones de 102 a 179 mm, siendo Mayo el mes más

lluvioso para el municipio con un promedio de 179 mm, en el mes de Agosto se presenta un

descenso de la precipitación hasta 97 mm, por lo que se considera un corte de la época

invernal, con un mes seco, la época de invierno se restablece durante los meses de

Septiembre, Octubre y Noviembre, con variaciones desde los 102 hasta los 137 mm.

(Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)

Existen dos épocas de estiaje y dos de invierno bien marcadas. Las primeras ocurren en los

meses de diciembre a marzo y agosto, con el 28% de las precipitaciones totales; mientras que

las segundas suceden en los periodos de abril a julio y septiembre a noviembre, con el 44 %

y 28% respectivamente, para un total del 72% de lluvias en la época invernal. Es de anotar

que los meses de verano no son secos pues para Cajamarca la época de estiaje está

representada solo por una disminución de las lluvias mensuales cuyo valor medio mínimo

registrado es 50 mm. En general, el comportamiento de las lluvias a través del año, es

heterogéneo, siendo de menor intensidad hacia el sector sur-oriental con 1100 mm y

ascendiendo hasta los 1600 y 1700 mm en el sector nor-occidental. (ibíd.)

La finca El Naranjal está atravesada por la isoyeta de 1400mm, lo que supone que la

precipitación media anual en el predio se encuentra entre el rango de 1300 – 1500 mm.

Evapotranspiración potencial

En el municipio de Cajamarca, el promedio de la cantidad de agua que se evapotranspira es

de 752 mm, oscilando entre 525 mm para las zonas más altas hasta 979 mm para los sitios

cercanos a los 1500 m.s.n.m. Estos datos son de importancia para el cálculo de los balances

hídricos. (ibíd.)

En la siguiente tabla se muestran los valores de evapotranspiración potencial media mensual

y anual por pisos altitudinales con valores en mm:

Tabla 7 Valores de evapotranspiración potencial media mensual y anual por pisos

altitudinales con valores en mm

m.s.n.m. 1500 1800 1920 2100 2400 2700 3000 3300 3600

Enero 81.5 70.4 67.0 62.7 57.1 52.8 49.2 46.1 43.7

Febrero 82.7 71.4 67.9 63.6 57.9 53.5 49.8 46.8 44.4

Marzo 84.2 72.6 69.1 64.6 58.8 54.4 50.7 47.6 45.3

Abril 83.1 71.7 68.3 63.9 58.2 53.7 50.1 47.0 44.7

Mayo 82.4 71.1 67.7 63.4 57.7 53.3 49.7 46.6 44.2

Junio 81.4 70.3 67.0 62.7 57.1 52.7 49.1 46.1 43.6

Julio 80.9 70.0 66.6 62.4 56.8 52.5 48.9 45.8 43.4

Agosto 82.5 71.3 67.8 63.5 57.8 53.4 49.8 46.7 44.3

Septiembre 82.9 71.6 68.1 63.7 58.0 53.6 50.0 46.9 44.6

Octubre 78.8 68.2 65.0 60.9 55.5 51.2 47.7 44.6 42.0

Noviembre 79.4 68.8 65.5 61.3 55.9 51.6 48.0 44.9 42.4

Diciembre 79.3 68.6 65.3 61.2 55.8 51.5 47.9 44.8 42.3

Anual 979.2 846 805.3 753.8 686.6 634.2 590.8 553.9 525

Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores

MEDIO BIÓTICO

Ecosistemas

De acuerdo con el mapa de ecosistemas continentales, costeros y marinos de Colombia,

escala 1:100.000 (IDEAM, 2015) la finca El Naranjal pertenece al gran bioma de Bosque

Húmedo Tropical, sin embargo, siguiendo la clasificación del Instituto de Investigación en

Recursos Biológicos Alexander von Humboldt–IAvH se identifica el bioma de Orobioma del

Zonobioma Húmedo Tropical para el predio, así mismo se identificaron dos tipos de

ecosistemas:

● Bosque subandino húmedo de galería y ripario en Filas y vigas con suelo de

Condiciones de oxidación, rico en bases y Condiciones oxidantes y evolución

moderada o incipiente

● Agroecosistema de mosaico de cultivos y pastos de clima Frío Semihúmedo en Filas

y vigas con suelo de Condiciones de oxidación, rico en bases y Condiciones oxidantes

y evolución moderada o incipiente

Flora

La vegetación presente en el terreno es indispensable para el adecuado funcionamiento de

los ecosistemas y por lo tanto de la subsistencia de las demás especies. Para la finca El

Naranjal es posible encontrar diversas especies de flora Tabla 8.

Tabla 8 Posibles especies de flora presentes en la finca El Naranjal

Nombre Común Nombre Científico Familia

Encenillo Eeinmanniapubescens CUNNONIACEAE

Zurrumbo Trema micrantha ULMEACEAE

Siete Cueros Tibouchinapalacea MELASTOMATACEAE

Espadero Rapaneasp. MYRCINACEAE

Niguito Miconiasp. MELASTOMATACEAE

Flautón Oreopanaxsp. ARALIACEAE

Cariseco Billiacolumbiana HYPOCASTANACEAE

Niguito Blanco Miconiateazans MELASTOMATACEAE

Acebo Illexsp. AQUIFOLIACEAE

Sauco de monte, Pitá Viburnum anabaptista CAPRIFOLIACEAE

Aguacate Perseasp. LAURACEAE

Niguito Miconiasp. MELASTOMATACEAE

Niguito Miconialignustrina MELASTOMATACEAE

Espadero Myrsinecoriacea MYRSINACEAE

Fruta de pava Symplocossp. SYMPLOCACEAE

Chilco Baccharissp. ASTERACEAE

Guasimo Cordiasp. BORAGINACEAE

Chagualo Clusia sp. CLUSIACEAE

Sauco de monte, Pitá Viburnum anabaptista ERICACEAE

Mano de Oso Oreopanax floribundum ARALIACEAE

Cedrillo, crespilla Brunellia sp. BRUNELLIACEAE

Granizo Hedyosmunglabratum CHLORANTACEAE

Chiriguaco Clethrasp CLETHRACEAE

Encenillo Weimannia auriculata CUNONIACEAE

roble común Quercus sp FAGACEAE

Huacalillo Ocotea sp LAURACEAE

Niguito Axinaea sp MELASTOMATACEAE

Espadero Myrsine coriacea MYRSINACEAE

Aguadulce Palicourea sp RUBIACEAE

Fruta de pava symplocos sp SYMPLOCACEAE

Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2015)

Fauna

En cuanto a la fauna, es significativo recalcar la importancia de la fauna al tener una amplia

interacción con otras especies, especialmente con las plantas y la distribución de sus semillas

aumentando la cobertura vegetal de la zona.

Dentro de la finca El Naranjal es posible hallar las siguientes especies de mamíferos.

Tabla 9 Posibles especies de mamíferos presentes en la finca El Naranjal

Orden Familia Especies Nombre

Común

Grupo

Trófico

Categoría

Amenaza

DIDELPHIMORPHIA Didelphidae Didelphis albiventris

Chucha, fara, zarigüeya

OM

PAUCITUBERCULATA

Caenolestidae Caenolestes fuliginosus

Musaraña, runcho OM

PHYLLOPHAGA

Megalonychidae Choloepus

hoffmannii

Perezoso de dos

dedos, perico Ligero

FH

CINGULATA Dasypodidae Dasypus novemcinctus

Armadillo común OM

CHIROPTERA

Glossophaginae Anoura cultrata

Murcielago trompudo del Tacarcuna

NI

Anoura geoffroyi

Murcielago trompudo de Grey

NI

Vespertilionidae Eptesicus brasiliensis

Murcielago perro brasileño

I

Histiotus montanus

Murciélago orejón andino

I

CARNIVORA

Canidae Cerdocyon thous

Zorro común CA

Procyonidae Nasua nasua Cusumbo solino OM

Nasuella olivacea

Cusumbo mocoso, coati

OM

Mustelidae Eira barbara Ulama, Tayra OM

Mustela frenata

Comadreja CA

Felidae Leopardus pardalis

Tigrillo, ocelote CA

Leopardus tigrinus

Tigrillo gallinero CA VU

ARTIODACTYLA Cervidae Mazama rufina

Venado soche FH

RODENTIA

Sciuridae Sciurus granatensis

Ardilla colorada común

OM

Muridae Mus musculus

Ratón común OM

Erethizontidae Coendou rufescens

Erizo FH

Dinomyidae Dinomys branickii

Guagua loba, guagua de cola, lapa

FH VU

Agoutidae Agouti taczanowskii

Boruga, guagua FH

LAGOMORPHA Leporidae Sylvilagus brasiliensis

Conejo HE

Nota: Grupo Trófico: Omnívoro (OM), Insectívoro (I), Nectarívoro Insectívoro (NI), Carnívoro (CA), Frugívoro Herbívoro (FH) y

Herbívoro (HE); Amenaza: En Peligro Crítico (CR), En Peligro (EN), Vulnerable (VU) y Casi Amenazado (NT).

Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2015)

Teniendo en cuenta la caracterización presentada en la formulación del plan de manejo del

predio La Bolívar ubicado también en Cajamarca, se puede tener el siguiente listado de la

avifauna que es posible encontrar en la finca El Naranjal, sin embargo, el predio en el que se

realizó dicho estudio es un área protegida municipal, por lo que es probable que algunas

especies presentadas no se hallen en la finca El Naranjal.

Tabla 10 Posibles especies de avifauna presentes en la finca El Naranjal

Familia Especies Nombre

Común Grupos

Tróficos

Endémic

a Categorí

a

Amenaza

Ardeidae Bubulcus ibis Garza del

ganado

OM

Tinamidae Nothocercus

julius

Coconas,

Tinamu

OM

Cathartidae

Cathartes aura Guala CA

Coragyps atratus Gallinazo CA

Accipitridae

Buteo

magnirostris

Gavilan PR

Elanus leucurus Gavilán

maronero

PR

Falconidae

Polyborus

plancus

Guaraguao PR

Falco sparverius Cernicalo PR

Cracidae

Penélope

montagnii

Pava andina FA

Chamaepetes

goudotii

Pava

Cariazul

FA

Columbidae Patagioenas

fasciata

Paloma

olivera

FA

Psittacidae

Leptosittaca

branickii

Loro

cejidorado

FA VU

Amazona

mercenaria

Lora andina FA

Pionus

chalcopterus

Lora negra FA

Tytonidae Tyto alba Lechuza PR

Caprimulgidae Caprimulgus

longirostris

Gallinaciega IA

Apodidae Streptoprocne

zonaris

Vencejo IA

Acestrura

mulsant

Colibri NI

Aglaiocercus

kingi

Colibri

coliverde

NI

Trochilidae

Colibri coruscans Colibri

chillón

NI

Coeligena

torquata

Inca

collarejo

NI

Heliangelus

exortis

Heiangelus

belicoso

NI

Eriocnemis

mosquera

Paramero

áureo

NI CE

Ramphomicron microrhynchum Pico de tuna

morado

NI

Metallura

tyrianthina

Metalura

colirrojo

NI

Ensifera ensifera Pico de

sable

NI

Momotidae Momotus momota Barranquero

o

Barranquillo

IA

Emberizidae Atlapetes

flaviceps

Gorrión

montés de

Anteojos

FIA

E EN

Trogonidae Trogon

personatus

Trogon

enmascarad

o

FIA

Ramphastidae Andigena

hypoglauca

Tucan

andino

FDD VU

Picidae

Colaptes rivolii Carpintero

carmesi

IC

Campephilus

pollens

IC

Furnariidae

Synallaxis azarae IS

Synallaxis

unirufa

IS

Margarornis

squamiger

IC

Pseudocolaptes

boissonneautii

IC

Formicariidae

Grallaria

nuchalis

IT

Grallaricula

nana

IT

Rhinocryptida

e

Scytalopus

latrans

IS

Acropternis

orthonyx

IS

Cotingidae Ampelion

rubrocristatus

FIA

Pseudotriccus

ruficeps

IF

Mecocerculus

leucophrys

IF

Mecocerculus

stictopterus

IF

Tyrannidae

Mionectes

striaticollis

IF

Pyrrhomyias

cinnamomea

AT

Ochthoeca

diadema

AT

Ochthoeca

fumicolor

AT

Ochthoeca

frontalis

AT

Ochthoeca

rufipectoralis

AT

Myiotheretes

striaticollis

AT

Hirundinidae

Notiochelidon

cyanoleuca

IA

Notiochelidon

murina

IA

Corvidae

Cyanolyca

armillata

FDD

Cyanocorax

yncas

FDD

Cinclidae Cinclus

leucocephala

IAc

Troglodytidae Troglodytes

solstitialis

IS

Turdidae Turdus fuscater OM

Icteridae Cacicus

leucoramphus

FIA

Icterus chrysater FIA

Parulidae

Myioborus

ornatus

IF CE

Basileuterus

coronatus

IF

Basileuterus

nigrocristatus

IF

Coerebidae

Conirostrum

albifrons

IF

Conirostrum

sitticolor

IF

Diglossa cyanea FIN

Diglossa

albilatera

FIN

Diglossa sittoides FIN

Anisognathus

igniventris

FIA

Anisognathus

lacrymosus

FIA

Thraupidae

Buthraupis

montana

FIA

Chlorornis

riefferii

FIA

Chlorospingus

ophthalmicus

FIA

Cnemoscopus

rubrirostris

FIA

Dubusia taeniata FIA

Piranga

rubriceps

FIA

Urothraupis

stolzmanni

FIS CE

Hemispingu

s verticalis

FIA

Hemispingus

superciliares

FIA

Sericossypha

albocristata

FIA

Thraupis

cyanocephala

FIA

Tangara vassori FIA

Fringillidae

Atlapetes

pallidinucha

FIS

Atlapetes

schistaceus

FIA

Zonotrichia

capensis

OM

Carduelis

magellanica

GT

Catamenia

inornata

GT

Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2018)

Nota: Grupo Trófico: Omnívoro (OM), Filtrador (FD), Carroña (CA), Predador (PR), Frugívoro

Arbóreo (FA), Insectívoro Terrestre (IT), Insectívoro Aéreo (IA), Nectarívoro Insectívoro (NI),

Frugívoro Insectívoro Arbóreo (FIA), Insectívoro de Corteza (IC), Insectívoro de Follaje (IF),

Insectívoro de Sotobosque (IS), Atrapamoscas (AT), Frugívoro Depredador del Dosel (FDD),

Insectívoro Acuático (IAc), Frugívoro Insectívoro Nectarívoro (FIN), Frugívoro Insectívoro de

Sotobosque (FIS), Granívoro (GR). Endémica (E), Casi Endémica (CE); Amenaza: En Peligro

Crítico (CR), En Peligro (EN), Vulnerable (VU) y Casi Amenazado (NT).

Fotografía 2 Barranquillo (Momotus momota L.). Avistado en cultivos de plátano vecinos

a la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 3 Gorrión montés de Anteojos (Atlapetes flaviceps). Endémica (E), En Peligro

(EN). Encontrado muerto en el predio de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Por otra parte, según el Esquema de Ordenamiento Territorial elaborado por el municipio,

se ha presentado un listado de posibles especies de reptiles para la vereda El Tostado

Tabla 11 Posibles especies de reptiles presentes en la finca El Naranjal

Coral Rabo de ají Cazadora

Granadilla Verde jueteadora Cascabel

Tierrera Pelochucha

Fuente: Esquema de Ordenamiento Territorial Cajamarca-Tolima. (Alcaldía

Municipal de Cajamarca, 2015)

Fotografía 4 Coral (Micrurus fulvius L.). Encontrada muerta en el camino hacia la finca

El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Al igual que las otras especies los insectos tienen una gran importancia en los agro

ecosistemas, a pesar que algunas especies sean consideradas plagas por los perjuicios que

causan en los cultivos, muchas otras especies traen beneficios como el aumento de la

polinización, el enriquecimiento de las propiedades físicas y químicas del suelo, el

enriquecimiento de los horizontes edáficos, la regulación del ciclo del nitrógeno e incluso el

control de las plagas al ser también depredadores evitando el uso de agroquímicos.

(Zumbado, M. A. & Azofeifa, D. 2018)

A continuación, se muestran algunas de las especies encontradas en la finca El Naranjal.

a. b.

c. Fotografía 5 Variedades de ortópteros. Encontrados en la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 6 Oruga “Santa María”. Encontrada en la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 7 Oruga de Papilio. Encontrada en los cultivos de arracacha de la finca El

Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 8 Mariposa

Eresia polina H. Encontrada

en los cultivos de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 9 Mariposa Blanca de La Col (Leptophobia aripa B.). Encontrada en los

cultivos de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 10 Polilla camuflada. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 11 Escarabajo familia Carabidae, género Pseudoxycheila. Encontrado en los

cultivos de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

MEDIO SOCIOECONÓMICO

Población

La finca El Naranjal se encuentra actualmente habitada por un grupo familiar de 4 hermanos

de género masculino con edades entre los 30 y 65 años, según información suministrada por

la Junta de Acción Comunal de la vereda El Tostado la población en su mayoría pertenecen

a este grupo de edad, según la presidenta de la JAC los mayores de edad entre 18 a 29 años

prefieren buscar un estilo de vida en la cabecera municipal migrando de las fincas de la vereda

al casco urbano, esto trae como consecuencia la baja densidad poblacional y la

improductividad de tierras afectando el desarrollo económico de cada núcleo familiar y por

consiguiente la vereda

Educación

El municipio de Cajamarca para diciembre de 2017 contaba con las siguientes estadísticas

Tabla 12 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Preescolar Cajamarca - Tolima

EDUCACIÓN PREESCOLAR CORTE: DICIEMBRE 2017

Instituciones y

Establecimientos Educativos

Alumnos Tasa de

Cobertura Bruta

%

Tasa de

Cobertura Neta

%

39 296 44,6 89,2

Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)

Tabla 13 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Primaria Cajamarca - Tolima

EDUCACIÓN PRIMARIA CORTE: DICIEMBRE 2017

Instituciones y

Establecimientos Educativos

Alumnos Tasa de

Cobertura Bruta

%

Tasa de

Cobertura Neta

%

39 1942 90,3 83,1

Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)

Tabla 14 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Secundaria Cajamarca - Tolima

EDUCACIÓN BÁSICA SECUNDARIA CORTE: DICIEMBRE 2017

Instituciones y

Establecimientos Educativos

Alumnos Tasa de

Cobertura Bruta

%

Tasa de

Cobertura Neta

%

7 2069 84,9 74,7

Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)

Tabla 15 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Media Cajamarca - Tolima

EDUCACIÓN MEDIA 2017 CORTE: DICIEMBRE 2017

Instituciones y

Establecimientos Educativos

Alumnos Tasa de

Cobertura Bruta

%

Tasa de

Cobertura Neta

%

6 539 68,5 47,6

Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)

La vereda El Tostado no cuenta con un establecimiento que preste los servicios educativos,

quienes desean realizar sus estudios deben optar por tomar dichos servicios en otras veredas

o en el casco urbano. El centro educativo más cercano para la finca El Naranjal es la sede de

la Institución Educativa Pan de Azúcar en la vereda La esperanza la cual ofrece hasta el nivel

de secundaria.

Los habitantes de la finca El Naranjal cuentan con un nivel educativo bajo, ya que han

realizados estudios hasta la básica primaria tres de los habitantes y el mayor no han cursado

ningún grado en una institución educativa, es por esta razón que tres de ellos leen y escriben

con dificultad y realizan solo operaciones matemáticas como la suma y la resta. Por otra parte

el otro integrante del grupo familiar al no tener ninguna base académica se encuentra dentro

de la clasificación de analfabetismo.

Economía

Cajamarca es un municipio que se considera “La Despensa Agrícola de Colombia” y por

consiguiente esa es la base de su economía. Los suelos son francos, franco – arenosos y

arenosos ricos en materia orgánica. Se practica una agricultura de ladera intensa y diversa.

Entre los productos representativos se tiene: Arracacha (primer productor a nivel nacional),

café, fríjol, arveja, maíz, fruta de clima templado y frío, como tomate de árbol, curuba,

granadilla, mora, uchuva, breva, naranja, etc. Es el primer productor departamental de

hortalizas. También produce colicero, pimentón, banano, plátano, entre otros. Además, en el

municipio encontramos ganado vacuno, equino de labor y porcino el cual ocupa un renglón

económico importante; el ganado es doble propósito, es decir que se comercializa la Leche,

queso y venta de carne.(UMATA, 2018)

Así mismo la finca El Naranjal se basa en la explotación de la tierra principalmente como

sustento económico, siendo la arracacha el producto que recibe más ingresos seguido por el

café, por medio de un modelo agroforestal sobresaliendo los árboles de frutos cítricos como

la naranja, la mandarina, la toronja, etc. En segunda instancia desarrolla la economía por

medio de un modelo silvopastoril en ladera con ganado Normando, donde las cabezas de

ganado se usan con fines de venta para doble propósito.

Fotografía 12 Cultivo de arracacha en la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Fotografía 13 Cabezas de ganado en la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Vivienda

El predio cuenta con un área construida de 164.69 m2, donde se incluye la vivienda y una

porqueriza abandonada, dicha vivienda está construida con bloque y cemento, el tejado está

elaborado con tejas de zinc y las puertas en madera, la construcción tiene aproximadamente

40 años de ser construida sin embargo es evidente el deterioro en toda la estructura. La

división de esta corresponde a una habitación principal, dos habitaciones secundarias, sala

comedor, un patio interno, cocina, un cuarto de almacén, un baño y el lavadero, además se

encuentra una estructura abandonada que era utilizada como marranera y un área para el

secado del café

Fotografía 14 Vivienda de la finca El Naranjal

Fuente. (Autores, 2018)

Figura 5 Plano de la vivienda de la finca El Naranjal

Fuente. Autores

Vías de comunicación

El único acceso a la finca El Naranjal se logra mediante un camino de herradura que la

atraviesa ya que este camino también es el acceso a otras fincas, bajando por este camino a

una distancia de 863 metros aproximadamente, el camino de herradura se divide en dos, una

salida hacia la vía Cajamarca - Ibagué que se encuentra a 400 metros aproximadamente,

bajando y la otra salida hacia la carretera que conecta con el sector llamado “La Vuelta del

Cinco”.

Salud

Para el año 2007 Cajamarca contaba con las siguientes estadísticas en cuanto a las

instalaciones prestadoras del servicio de salud. (Alcaldía Municipal de Cajamarca Tolima,

2008)

Tabla 16 Organismos de salud en Cajamarca 2003 - 2007

Para esta fecha se contaba con el hospital Santa Lucia E.S.E. con una capacidad de 13 camas,

2 puestos de salud, El Cajón y Anaime, y 7 consultorios. Sin embargo la infraestructura

hospitalaria existente en el municipio aún se considera insuficiente debido a la alta demanda

en la prestación del servicio.

Por otra parte según las cifras suministradas en la Ficha de Caracterización para el municipio

de Cajamarca, la cobertura del servicio era del 89.4% del total de los habitantes. (DNP, 2015)

En cuanto al régimen al que pertenecen los habitantes del municipio se cuenta con las

siguientes cifras según el Ministerio de Salud y Protección Social (2017)

Los habitantes de la finca El Naranjal pertenecen al régimen subsidiado de salud SISBEN,

por lo cual deben dirigirse al casco urbano al hospital Santa Lucia E.S.E. para recibir los

servicios prestados por dicha entidad, además que dos de estas personas están próximos a

pertenecer a la etapa de adulto mayor uno de estos se encuentra en condición de discapacidad

dentro del grupo de sordo-mudos.

Servicios públicos

Según la Ficha de Caracterización Territorial del municipio de Cajamarca se muestran las

coberturas referentes a los servicios públicos domiciliarios basados en los datos

suministrados por la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (2016) por medio

del Reporte de Estratificación y coberturas - REC presentado por el municipio y la Unidad

de Planeación Minero-Energética (2016)

Tabla 17 Cobertura de servicios públicos domiciliarios, Cajamarca Tolima

Servicio Público Cobertura (%)

Acueducto 47.4

Alcantarillado 44.9

Energía eléctrica 86.2

La finca El Naranjal cuenta con los servicios de acueducto y energético, sin embargo, se han

tenido fallas frecuentes en los servicios debido a caída de árboles y derrumbes que rompen

el cableado eléctrico o dañan las mangueras que suministran el agua potable. Convirtiéndose

en un factor que disminuye la calidad de vida y afectando directamente los procesos que se

llevan a cabo dentro de la finca.

En cuanto a los costos de los servicios, el de acueducto al no contar con un contador la

Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo del Tolima EDAT S.A. E.S.P realizó un aforo

del caudal saliente del Acueducto El Túnel, al que pertenece la finca El Naranjal, y la tarifa

resultante de este caudal se dividió en el total de las fincas pertenecientes a dicho acueducto

generando una problemática entre propietarios ya que Algunas fincas consumen más agua

que otras

Por último en cuanto al saneamiento básico, la finca El Naranjal no cuenta con un servicio

de alcantarillado vertiendo aguas residuales directamente sobre los cuerpos de agua

representando un factor de riesgo en cuanto a salud para las fincas aguas abajo.

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA

1. Visita de campo para verificar el estado y las condiciones de la finca El Naranjal,

así como sus límites y su ubicación geográfica

2. Caracterización biofísica de la finca El Naranjal

3. Análisis de las principales problemáticas de la finca

4. Planteamiento de posibles soluciones en los diferentes componentes

1. Infraestructura

2. Suelo

3. Agua

5. Diseño de sistemas para la optimización y el buen uso de recursos

Infraestructura con materiales sostenibles:

Para definir el material de construcción más óptimo y eficiente para la construcción de la

vivienda se utilizó la metodología propuesta por Luciani (2014), la cual se enfoca en un

análisis de selección de materiales para la construcción en climas tropicales dentro del

contexto colombiano.

En la metodología, la selección de materiales se realizó teniendo en cuenta la sostenibilidad,

el ciclo de vida y el desempeño térmico a través de simulaciones ambientales con el fin de

minimizar el impacto en el lugar, así como los costos del mismo. La metodología está basada

en la guía verde de Anderson, Shiers, y Steele (2009) en la cual por medio de matrices de

evaluación y teniendo en cuenta los parámetros de análisis de ciclo de vida de los materiales

se definen variables con puntajes para identificar cuáles son los materiales que tendrían mejor

desempeño en relación con su rol en el sistema. (Luciani, 2014)

El análisis del ciclo de vida aplicado a construcciones funciona como un método para

predecir la capacidad de la edificación durante su vida útil, incluyendo los momentos de

extracción de materia prima, manufactura, construcción, operación, mantenimiento,

reparación, reposición y demolición, además de estimar el impacto ambiental en términos de

cambio climático, extracción de agua, extracción de recursos minerales, agotamiento de capa

de ozono, toxicidad humana, eco toxicidad de agua dulce, residuos nucleares, eco toxicidad

de la tierra, eliminación de residuos, agotamiento de combustible fósil, eutrofización,

creación de ozono fotoquímico y acidificación. Además de estas trece categorías, los

lineamientos del análisis del ciclo de vida incluyen cuestiones como costos, durabilidad,

apariencia, cuestiones de control de desarrollo, edificabilidad, cuestiones funcionales y

operativas, mantenimiento, disponibilidad, manufactura, transporte, montaje, reparación y

reposición, demolición y manejo de residuos hasta el final de la vida útil (ibíd.) lineamientos

que se tendrán en cuenta también en la elección del material de construcción para la vivienda.

En la metodología mencionada se aplica un sistema de ponderación de datos que emplea un

puntaje que va de 1 a 5, donde 1 es el menor puntaje y 5 es el mayor, definiendo como 5 el

óptimo desempeño del material en relación con el componente estructural.

Para el desarrollo de la metodología se definieron 11 categorías, denominadas lugar de

producción, facilidad de transporte, renovable, peso/ densidad, reciclaje y reutilización,

durabilidad, estabilidad térmica, conductividad, energía embebida, efecto isla de calor y uso

que varía según el componente de edificio.

La definición y asignación de puntajes para cada categoría fue propuesta por Luciani (2014)

con algunas modificaciones propuestas debido a la naturaleza del proyecto de construcción

en la finca El Naranjal.

La primera categoría denominada lugar de producción se relaciona con el lugar en donde se

produce le material, si es producido a escala local o no, en la escala de calificación se otorgó

el puntaje de 5 a la producción local debido a que reduce el costo del material, de transporte

y se apoya la industria local, por otro lado se le otorgó el puntaje de 1 a los materiales que no

son de producción local. (Luciani, 2014)

La segunda categoría se refiere a la facilidad de transporte y se relaciona con el volumen y

densidad del material, donde menor densidad y volumen sugieren mayor facilidad de

transporte, por esto se otorga un puntaje de 1 a los materiales con alto volumen y densidad,

3 los materiales que tienen alto volumen y baja densidad y 5 a los materiales que tienen bajo

volumen y densidad o que pueden ser fabricados in situ, como es el caso del adobe.

La tercera categoría denominada renovable hace referencia a si el material hace uso de

recursos naturales renovables o no renovables, lo cual puede generar mayor o menor impacto

ambiental, así mismo se tomaron en cuenta materiales que se componen de recursos no

renovables con suficiente abundancia, por lo tanto la calificación de esta categoría establece

un puntaje de 5 a los materiales que empleen el uso de recursos no renovables, un puntaje de

3 a los materiales que empleen el uso de recursos no renovables que existen con abundancia

y 1 a los materiales que emplean recursos no renovables ya que contribuyen al agotamiento

de estos afectando a las generaciones futuras. (ibíd.)

La cuarta categoría corresponde a peso/densidad, y se relaciona directamente con la facilidad

de transporte, donde se favorecen los materiales con menor peso ya que permiten una mejor

manipulación para la construcción, para esta categoría se establecieron rangos en unidades

de kilogramo por metro cúbico, se otorgó el puntaje de 5 a los materiales con densidad de 0

a 1000 kg/m3, el puntaje de 4 a los materiales con densidad de 1000 a 2000 kg/m3, el puntaje

de 3 a los materiales con densidad de 2000 a 3000 kg/m3, el puntaje de 2 a los materiales con

densidad de 3000 a 4000 kg/m3 y el puntaje de 1 a los materiales con densidad de 4000 kg/m3

en adelante. (ibíd.)

La quinta categoría se refiere a la posibilidad de reciclaje y reutilización de los materiales,

donde se favorece a los materiales con posibilidad de reciclaje y reutilización en su totalidad

sin ningún procedimiento adicional los cuales tendrán un puntaje de 5, para los materiales

que se pueden reciclar y reutilizar aunque implique procesos adicionales, que se puedan

reciclar parcialmente o que se pueden reciclar aunque cambien sus propiedades se les asignó

un puntaje de 3 y para los que no se pueden reciclar se les asignó un puntaje de 1. (ibíd.)

La sexta categoría, la durabilidad hace referencia al tiempo que perdura el material a

condiciones de intemperie, y se favorece los materiales con mayor durabilidad, por lo tanto

se otorgó una puntuación de 5 a los materiales que tienen una duración larga y sugieren una

construcción permanente, como el concreto o adobe, la calificación de 3 a los materiales con

una duración media, como la madera inmunizada, y la calificación de 1 a los materiales con

baja durabilidad.

La séptima categoría se refiere a la estabilidad térmica, entendida como la capacidad de los

materiales para controlar los cambios bruscos de temperatura medida a través de la inercia

térmica; por tanto se favorece a los materiales que con mayor inercia aportan a la estabilidad

térmica y al confort de la edificación. Para la calificación se establecieron rangos en unidades

de kilowatt por metro cuadrado (kW/m2) donde se otorgó el puntaje de 1 a los materiales con

inercia térmica de 0 a 400 kW/m2, el puntaje de 2 a los materiales con inercia térmica de 400

a 800 kW/m2, el puntaje de 3 a los materiales con inercia térmica de 800 a 1200 kW/ m2, el

puntaje de 4 a los materiales con inercia térmica de 1200 a 1600 kW/m2, y el puntaje de 5 a

los materiales con inercia térmica de 1600 a 2000 kW/m2. (ibíd.)

La octava categoría denominada conductividad, tiene en cuenta la propiedad de los materiales

de transmitir calor, para las condiciones climáticas en las que se ubica la vivienda, se prefiere

una conductividad baja, por lo tanto para la calificación de esta categoría se definió el puntaje

de 5 a los materiales que se encuentren en el rango de 0 a 0,5 W/mK, el puntaje de 4 a los

materiales que con conductividad en el rango de 0,5 a 1 W/mK, el puntaje de 3 a los

materiales con conductividad en el rango de 1 a 1,5 W/mK, el puntaje de 2 a los materiales

con conductividad en el rango de 1,5 a 2 W/mK y por último el puntaje de 1 a los materiales

con conductividad de 2 W/mK en adelante. (ibíd.)

La novena categoría se refiere a la energía embebida entendida como la cantidad de energía

empleada en los procesos de producción del material, que tiene relación directa con el

impacto ambiental, por lo tanto el mayor puntaje se otorgó a los materiales con menor energía

embebida, es decir que el puntaje de 5 se otorga a los materiales que se encuentran en el

rango de energía embebida de 0 a 50 MJ/kg, el puntaje de 4 a los materiales en el rango de

50 a 100 MJ/kg, el puntaje de 3 a los materiales en el rango de 100 a 150 MJ/kg, el puntaje

de 2 a los materiales en el rango de 150 a 200 MJ/kg y el puntaje de 1 a los materiales con

energía embebida de 200 MJ/kg en adelante. (ibíd.)

La décima categoría, referente al efecto isla de calor tiene en cuenta el fenómeno de

acumulación de calor de la construcción, para la calificación de esta categoría, se definió el

puntaje de 5 para los materiales con un aporte en el rango de 0 a 10 SRI (Indice de

Reflectancia Solar), el puntaje de 4 para los materiales en el rango de 10 a 20 SRI, el puntaje

de 3 para los materiales en el rango de 20 a 30 SRI, el puntaje de 2 para los materiales en el

rango de 30 a 40 SRI y el puntaje de 1 para los materiales con un aporte en el rango de 40 a

50 SRI. (ibíd.)

La última categoría se refiere al uso del material con relación al componente y su función en

la edificación, por lo tanto varía según el componente de edificio a calificar, y su calificación

se define con el puntaje de 5 si el material sirve para el uso asignado, el puntaje de 3 si sirve

pero no es el más apropiado en relación al uso y el puntaje de 1 si no sirve para el uso

designado. (ibíd.)

Cada una de estas categorías tiene un porcentaje o peso dentro del porcentaje total de acuerdo

a su importancia y se define en relación con los componentes del edificio, ya se cimentación,

estructura, envolvente o cubierta, con el fin de determinar el material con mejor desempeño

para cada elemento del edificio.

Tabla 18 Ponderación de las categorías de selección de materiales según el componente de

la edificación

Componente Categoría Peso Justificación

Cimentación

Lugar de

producción

7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está

directamente relacionada con el impacto

ambiental respecto al sitio donde se utilizará el

material, por ende es preferible un material

que minimice los impactos

Facilidad de

transporte

10% Es importante que el material sea fácil de

transportar debido a las condiciones del

terreno ya que en un tramo el transporte debe

hacerse a lomo de mula

Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo

de vida del material, teniendo en cuenta el

impacto ambiental en la producción del

mismo

Peso/Densidad 10% Se le dio este valor a esta categoría ya que se

requiere de materiales que faciliten los

procesos de movilidad y transporte pero que a

su vez tengan una buena capacidad portante

debido al uso que se le dará

Reciclaje y

reutilización

5% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo

de vida del material, teniendo en cuenta las

características del material, y si este puede ser

reutilizado o reciclado, sin embargo tiene un

peso bajo debido a que los cimientos se

planean para que tengan una alta durabilidad,

así como la vivienda

Durabilidad 22.5% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la

importancia que tiene la resistencia del

material a utilizar para la cimentación de la

vivienda, que se planea de larga durabilidad

Estabilidad

térmica

2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los

valores no son tan influyentes al tratarse de los

cimientos, sin embargo se le otorga un peso

con el fin de minimizar el impacto ambiental

Conductividad 2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los

valores no son tan influyentes al tratarse de los

cimientos, sin embargo se le otorga un peso

con el fin de minimizar el impacto ambiental

Energía

embebida

7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el

análisis del ciclo de vida, dando mayor

importancia a materiales que minimicen el

impacto ambiental desde su etapa de

producción

Efecto isla de

calor

2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al

bajo aporte en relación de las dimensiones de

los cimientos y por tratarse de una vivienda

rural

Uso 20% Esta categoría tiene un peso importante debido

a que el principal uso de los cimientos es el de

soportar el total de los elementos

constructivos de la vivienda (capacidad

portante)

Lugar de

producción

10% Esta categoría tiene este valor ya que está

directamente relacionada con el impacto

ambiental respecto al sitio donde se utilizará el

material, por ende es preferible un material

que minimice los impactos

Facilidad de

transporte

10% Es importante que el material sea fácil de

transportar debido a las condiciones del

terreno ya que en un tramo el transporte debe

hacerse a lomo de mula

Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo

de vida del material, teniendo en cuenta el

impacto ambiental en la producción del

mismo

Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la

facilidad de transporte, sin embargo no tiene

un gran peso ya que se le da mayor

importancia a la durabilidad del material que a

su facilidad de manipulación

Reciclaje y reutilización

5% Se otorgó este valor para la estructura debido a que se plantea una vivienda de larga

duración, por lo que los materiales deben ser

resistentes y de alta durabilidad, por ende no

Estructura

se hará un proceso de reciclado o

reutilización en corto o mediano plazo

Durabilidad 25% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la

importancia que tiene la resistencia del

material para la construcción de la estructura

de la vivienda, que se planea de larga

durabilidad

Estabilidad

térmica

2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los

valores no son tan influyentes al tratarse de la

estructura, sin embargo se le otorga un peso

con el fin de minimizar el impacto ambiental

Conductividad 2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los

valores no son tan influyentes al tratarse de la

estructura sin embargo se le otorga un peso

con el fin de minimizar el impacto ambiental

Energía

embebida

7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el

análisis del ciclo de vida, dando mayor

importancia a materiales que minimicen el

impacto ambiental desde su etapa de

producción

Efecto isla de

calor

2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al

bajo aporte en relación de las dimensiones de

la vivienda y por tratarse de una vivienda rural

Uso 20% Esta categoría tiene un peso importante debido

al uso de soporte que tiene la estructura dentro

de la vivienda misma (capacidad estructural)

Envolvente

Lugar de

producción

7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está

directamente relacionada con el impacto

ambiental respecto al sitio donde se utilizará el

material, por ende es preferible un material

que minimice los impactos

Facilidad de

transporte

10% Es importante que el material sea fácil de

transportar debido a las condiciones del

terreno ya que en un tramo el transporte debe

hacerse a lomo de mula

Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo

de vida del material, teniendo en cuenta el

impacto ambiental en la producción del

mismo

Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la

facilidad de transporte, sin embargo no tiene

un gran peso ya que se le da mayor

importancia a la durabilidad del material que a su facilidad de manipulación

Reciclaje y

reutilización

5% Se otorgó este valor para la envolvente debido

a que se plantea una vivienda de larga

duración, por lo que los materiales deben ser

resistentes y de alta durabilidad, por ende no

se hará un proceso de reciclado o

reutilización en corto o mediano plazo

Durabilidad 25% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la

importancia que tiene la resistencia del

material para la construcción de la vivienda,

que se planea de larga durabilidad

Estabilidad

térmica

5% Se le dio este valor a esta categoría ya que se

busca evitar cambios bruscos de temperatura

dentro de la vivienda para garantizar el confort

térmico

Conductividad 5% Esta característica está directamente

relacionada con la estabilidad térmica y la

necesidad de mantener el confort térmico

dentro de la vivienda, por lo que se prefieren

materiales con baja conductividad

Energía

embebida

7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el

análisis del ciclo de vida, dando mayor

importancia a materiales que minimicen el

impacto ambiental desde su etapa de

producción

Efecto isla de

calor

2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al

bajo aporte en relación de las dimensiones de

la vivienda y por tratarse de una vivienda rural

Uso 17.5% Esta categoría tiene un peso importante debido

a la importancia de la envolvente en la

construcción de la vivienda (capacidad

envolvente)

Cubierta

Lugar de

producción

7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está

directamente relacionada con el impacto

ambiental respecto al sitio donde se utilizará el

material, por ende es preferible un material

que minimice los impactos

Facilidad de

transporte

10% Es importante que el material sea fácil de

transportar debido a las condiciones del

terreno ya que en un tramo el transporte debe

hacerse a lomo de mula

Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo

de vida del material, teniendo en cuenta el

impacto ambiental en la producción del

mismo

Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la facilidad de transporte, sin embargo no tiene

un gran peso ya que se le da mayor

importancia a la durabilidad del material que a

su facilidad de manipulación

Reciclaje y

reutilización

5% Se otorgó este valor para la cubierta debido a

que se plantea una vivienda de larga duración,

por lo que los materiales deben ser resistentes

y de alta durabilidad, por ende no se hará un

proceso de reciclado o reutilización en corto o

mediano plazo

Durabilidad 22.5% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la

importancia que tiene la resistencia del

material para la construcción de la vivienda,

que se planea de larga durabilidad

Estabilidad

térmica

5% Se le dio este valor a esta categoría ya que se

busca evitar cambios bruscos de temperatura

dentro de la vivienda para garantizar el confort

térmico

Conductividad 5% Esta característica está directamente

relacionada con la estabilidad térmica y la

necesidad de mantener el confort térmico

dentro de la vivienda, por lo que se prefieren

materiales con baja conductividad

Energía

embebida

7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el

análisis del ciclo de vida, dando mayor

importancia a materiales que minimicen el

impacto ambiental desde su etapa de

producción

Efecto isla de

calor

5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que a

pesar de tratarse de una vivienda rural de

pequeñas dimensiones, la cubierta es el área

que recibe en mayor medida los rayos del sol

y por ende la que más relación tiene sobre este

efecto

Uso 17.5% Esta categoría tiene un peso importante debido

a la importancia de la cubierta respecto a la

resistencia a condiciones externas

Fuente: Autores basados en (Luciani, 2014)

Los materiales a calificar son los propuestos por Rocha (2011) y Rocha (2012), citados en

Luciani (2014) e incluyen tierra, piedra, concreto, maderas, metales y vidrios, donde cada

tipo incluye diversas configuraciones y usos del material en relación con el componente del

edificio que se está evaluando.

Para la aplicación de la metodología de selección de materiales, se multiplica el rango

otorgado a cada categoría por el peso que se le otorgó a la misma en porcentaje, para así tener

un valor global que permita seleccionar los elementos más aptos para la construcción de cada

componente de la vivienda.

Diseño de la vivienda

Se hizo un diseño preliminar de la vivienda teniendo en cuenta las consideraciones de los

dueños de la finca El Naranjal, los cuales llegaron a un consenso de cómo les gustaría que

fuera la distribución interna de la vivienda (Figura 6), sin embargo se tomaron en cuenta

también las consideraciones establecidas en el reglamento colombiano de construcción sismo

resistente (NSR-10) para verificar que el diseño de la vivienda cumpliera con las condiciones

de sismo resistencia. Como se había mencionado antes, la vivienda ya cuenta con un sistema

de cimentación acorde con la tabla de desempeño de materiales para cimentación, por lo cual

se trabajará con la placa de piso ya existente que se encuentra nivelada y estabilizada en la

actualidad, no obstante deben realizarse unas aperturas para el amarrado de los muros y las

columnas, estas aperturas de amarre entre cimientos y muros se realizaron conforme lo

estipulado en el título E.2 de la NSR-10, en donde se establece que la cimentación debe estar

compuesta por un sistema reticular de vigas que conformen anillos aproximadamente

rectangulares en planta para asegurar la transmisión de cargas de la estructura la suelo de

forma integral y equilibrada, además establece que debe existir una viga de cimentación para

cada muro estructural y ningún elemento de cimentación debe ser discontinuo. Para los casos

en que los anillos de cimentación tengan una relación largo sobre ancho mayor a 2 debe

construirse una viga intermedia de cimentación así esta no sea apoyo de ningún muro. La

intersección de los elementos de cimentación debe ser monolítica y los refuerzos deben

anclarse con ganchos estándar de 90° en la cara exterior del elemento transversal terminal,

como se ilustra en la Figura 7

Figura 6 Diseño preliminar de la vivienda en la finca El Naranjal.

Fuente. Autores

Figura 7 Ganchos de anclaje en vigas de cimentación transversales

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Las vigas de cimentación deben tener refuerzo longitudinal superior e inferior y estribos de

confinamiento en toda su longitud, las dimensiones de estas vigas deben ser de 200 mm de

ancho por 150 mm de alto, el acero longitudinal debe ser No. 3 o 3/8”, para los estribos debe

utilizarse acero No. 2 o ¼” cada 200 mm y el anclaje para muros debe ser de acero No. 3 o

3/8” de acuerdo a la Tabla 19, y sabiendo que el sistema estructural de la vivienda es en

bahareque.

Tabla 19 Valores mínimos para dimensiones de cimientos

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

El sistema estructural que se va a utilizar para la construcción de la vivienda es un sistema

de muros de carga, el cual no dispone de un pórtico esencialmente completo y en el cual las

cargas verticales son resistidas por los muros estructurales y las fuerzas horizontales son

resistidas por muros estructurales o pórticos diagonales. Estos muros de carga son los que

conforman la envolvente de la vivienda, por tanto el sistema envolvente y el sistema

estructural conforman un solo sistema, sin embargo se utilizan los materiales más aptos

encontrados anteriormente de manera conjunta.

En la norma se establece que el bahareque debe ser encementado para cumplir las

condiciones de sismo resistencia, en el capítulo E.7 se dictan los requisitos mínimos

necesarios para otorgar a las casas de bahareque encementado, con uno y dos pisos, un grado

de sismo resistencia tal que minimice la posibilidad de que sufra daños estructurales mínimos

durante eventos sísmicos moderados y que no sufra daños estructurales durante eventos

sísmicos de alta probabilidad de ocurrencia.

El bahareque encementado es un sistema estructural de muros que se basa en la fabricación

de paredes construidas con un esqueleto de guadua, o guadua y madera, cubierto con un

revoque de mortero de cemento aplicado sobre malla de alambre, clavada en esterilla de

guadua que, a su vez, se clava sobre el esqueleto del muro. Este se constituye de dos partes

principales:

El entramado que se forma por dos elementos horizontales, uno inferior y otro superior, y elementos verticales conectados entre sí por clavos o tornillos.

El recubrimiento que se fabrica con mortero de cemento aplicado sobre malla de

alambre que debe estar clavada sobre esterilla de guadua o sobre un entablado. La

esterilla debe ir calvada a los componentes verticales del entramado mediante clavos

y alambre dulce trenzado entre los clavos. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y

Desarrollo Territorial, 2010)

En cuanto al material predominante que es la guadua, esta debe tener una humedad entre el

10 y el 20 %, la mejor calidad se da en plantas en estado maduro, es decir, mayores a 4 años.

La guadua debe inmunizarse para evitar el ataque de insectos xilófagos, la inmunizada no

garantiza protección contra los efectos ambientales, de manera que la guadua no puede

exponerse al sol ni al agua en ninguna parte de la edificación, pues la acción de los rayos

ultravioleta produce resecamiento, fisuración, decoloración y perdida de brillo, y los cambios

de humedad pueden generar pudrición. (ibíd.)

La calidad del mortero para el revoque de muros debe ser como mínimo de tipo N, con una

proporción en volumen máximo de 4 partes de arena por una parte de cementante. Las

características de los morteros usados para mampostería deben cumplir la norma NTC 3329

de acuerdo a lo especificado en la siguiente tabla

Tabla 20 Clasificación de los morteros de pega por propiedad y proporción

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Los muros se dividen en tres categorías, que son:

Estructurales con diagonales: Los cuales están compuestos desde la solera superior hasta la inferior, junto a las guaduas puestas de manera vertical y unas guadua puestas

de manera horizontal, esto más el recubrimiento cementado, estos muros reciben

cargas verticales y resisten fuerzas horizontales de sismo o viento estos deben

colocarse en las esquinas de la construcción.

Estructurales sin diagonal: Los cuales están compuestos desde la solera superior hasta

la inferior, junto a las guaduas puestas de manera vertical y el recubrimiento

cementado, estos muros se colocan para soportar únicamente cargas verticales y serán

puestos para unir los segmentos de muros estructurales con diagonales.

Muros no estructurales: Están compuestos de igual forma a los estructurales sin diagonal pero estos solo deben soportar su propio peso y son usados para la

separación de espacios dentro de la vivienda, deben ir anclados a los cimientos y a

conectarse con el diafragma superior por medio de una conexión que impida su

volcamiento. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

La composición de estos muros de bahareque encementado es de un entramo de guaduas

constituido por elementos horizontales llamados soleras, elementos verticales llamados pie-

derechos y recubrimiento de mortero de cemento. Las guaduas deben tener un diámetro de 8

cm, el espacio horizontal entre pie-derechos debe ser de máximo 60 cm entre ejes, con unos

cerramientos para las puertas de acceso a la vivienda, que sirven de soporte para los marcos

de las mismas; los muros de bahareque encementado tendrán recubrimiento por ambos lados.

El recubrimiento de mortero debe aplicarse sobre una malla de alambre delgado de diámetro

no superior a 1.25 mm que a su vez se clava sobre esterilla de guadua. La sección de las

soleras tendrá un ancho de 8 cm y una altura de 16 cm.

Las soleras deben conformar conjuntamente con la cubierta un diafragma que traslade las

cargas horizontales a los muros estructurales, deben colocarse tirantes y cuadrantes en el

nivel de la solera superior, deben colocarse tirantes que dividan los espacios rectangulares en

espacios con relaciones menores de 1.5 sobre 1, estos diafragmas deben colocarse en los

niveles de cimentación y de cubierta.

Para repartir uniformemente las fuerzas sísmicas los muros estructurales que se dispongan

en cada una de las direcciones principales deben cumplir las siguientes condiciones:

Longitud mínima: Esta se calcula con la siguiente ecuación

𝐿𝑖 ≥ 𝐶𝐵𝐴𝑝 Ecuación 1

Donde

Li = Longitud mínima total de muros continuos (en m), sin aberturas, en la dirección i

CB= Coeficiente (en m-1), especificado en la Tabla 21, en función de la aceleración espectral

Aa para el sitio donde se realiza la vivienda

Ap= Área de la cubierta (en m2), que se puede sustituir por 2/3Ap si la cubierta es de materiales

livianos, como laminas metálicas o cubiertas de PVC

Por lo tanto la ecuación de longitud mínima se modifica y se expresa así:

𝐿𝑖 ≥ 𝐶𝐵(23⁄ 𝐴𝑝) Ecuación 2

Tabla 21 Valores del coeficiente de densidad de muros de bahareque encementado CB

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

La aceleración espectral se toma del título A de la NSR-10 en la cual se determina según el

nivel de amenaza sísmica de la región, la finca El Naranjal se encuentra dentro de la región

4, según el mapa de valores de Aa (Figura 8). Esta región corresponde a un nivel de amenaza

sísmica intermedio y el valor de Aa es de 0.20, de acuerdo a la Tabla 22.

Tabla 22 Valores de Aa y Av según regiones

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Figura 8. Mapa valores Aa

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Entonces la longitud mínima de muros continuos es igual a:

𝐿𝑖 ≥ 0.16𝑚−1(23⁄ 163.3709𝑚2) ≥ 17.42𝑚 Ecuación 3

Distribución simétrica de muros: la distribución de los muros de la vivienda debe ser

aproximadamente simétrica, por lo tanto debe cumplirse con la siguiente ecuación,

tomada en su valor absoluto

|(

∑ 𝐿𝑚𝑖∗𝑏)

∑ 𝐿𝑚𝑖−

𝐵

2)

𝐵| ≤ 0.15 Ecuación 4

Donde

Lmi = Longitud de cada muro (en m) en la dirección i.

b= Distancia perpendicular (en m) desde cada muro en la dirección i, hasta un extremo del

rectángulo menor que contiene el área de la cubierta.

B= Longitud del lado (en m), perpendicular a la dirección i, del rectángulo menor que

contiene el área de la cubierta.

Se debe tener en cuenta que las zonas húmedas de los baños y la cocina deben enchaparse

completamente por lo que se recomienda según la NSR-10 colocar enchape pegado con

mortero impermeable y debe estar adecuadamente fijado para evitar desprendimientos en

caso de sismos.

La guadua que se utilice para la conformación de los muros estructurales en bahareque

encementado debe cumplir con los siguientes requisitos de calidad:

Ser de la especie Guadua angustifolia Kunth

La edad de cosecha para guadua estructural debe estar entre los 4 y los 6 años

El contenido de humedad de la guadua debe corresponder al contenido de humedad

de equilibrio del lugar.

Debe tener buena durabilidad o estar adecuadamente preservada. Además se deben aplicar todos los recursos para protegerla mediante el diseño del contacto con la

humedad, la radiación solar, los insectos y los hongos. (Ministerio de Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Debido a que la guadua Angustifolia Kunth debe cumplir con los más altos estandartes de

calidad, y resistencia se va a obtener la guadua de la empresa Guadua y Bambú Colombia,

un fabricante que hace parte de FEDEGUADUA por lo que su producción cumple con los

permisos legales de aprovechamiento y salvo conducto de movilidad para su

comercialización legal y además responsable. La guadua que va a utilizarse es guadua

seleccionada y madura que se orea a temperatura ambiente, luego se limpia y se sumerge en

agua caliente a 40°C para ser inmunizada durante 8 horas, luego de esto se escurre y se

introduce en hornos computarizados hasta alcanzar un 80 a 85 % de secado, adicionalmente

se le realizan procesos fitosanitarios y se le aplica aceite de linaza que protege la guadua de

la humedad, tiene un efecto insecticida natural que protege la guadua de insectos xilófagos y

tiene un efecto fungicida que protege la guadua de hongos y bacterias que pueden pudrirla,

además de embellecerla resaltando la fibra de la guadua evitando agrietamientos que puedan

bajar la calidad del material.

Finalmente para la construcción de la cubierta de la vivienda se deben conformar un conjunto

estable para cargas verticales y laterales, las correas y demás elementos que transmitan las

cargas de cubierta a los muros estructurales deberán fijarse entre sí y conectarse con la solera

superior. Los cañutos en contacto directo con el muro deben rellenarse con mortero de

cemento. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Para la construcción de las correas será utilizada guadua, los cañutos de estas que están en

contacto directo con el muro deben rellenarse con mortero de cemento.

Para las correas se utilizarán los ejes verticales de los muros, por lo que la luz a utilizar en la

vivienda será de 3 metros, por ende las guaduas perpendiculares a las correas deben ser

dobles y con un espaciamiento máximo de 1,5 metros, según la Tabla 23

Tabla 23 Secciones requeridas para cubiertas con correas de guadua

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)

Por lo tanto serán utilizadas 6 correas y 9 guaduas dobles que tienen un espaciamiento

máximo de 1.5 metros, perpendicularmente. Las guaduas deben tener mínimo un grosor de

110 mm de diámetro y pueden soportar una carga muerta de 1.25 kN/m2 y una carga viva de

0.5 kN/m2. Es importante aclarar que se pondrán dos guaduas a manera de soporte de la

cubierta que está en la zona del lavadero.

Para las uniones de los elementos estructurales, la norma indica que estas deben garantizar

la resistencia y rigidez necesaria para las cargas aplicadas, se van a utilizar uniones pernadas

debido a que se va a realizar la vivienda en guadua, las perforaciones deberán hacerse con

taladro de alta velocidad, se rellena con mortero de cemento en relación 1:4, la varilla a

utilizar es de 3/8” de diametro. (ibíd.)

Las uniones deben realizarse según su función de la siguiente manera:

Unión cimiento – muro (fijación de los pies derechos a la cimentación).

Unión columna – cimiento (la columna de guadua se apoya en un separador impermeable que transmita las fuerzas a tracción).

Unión columna – cubierta (las columnas se unen a las vigas soleras superiores

mediante un elemento que haga contacto completo con la carrera).

Unión entre muros (cuando son muros en un mismo plano se unen con pernos, tuercas y arandelas, siendo mínimo dos conexiones por unió; cuando son muros en planos

perpendiculares, se hace con pernos, tuercas y arandelas directamente en una sola

dirección o en juntas direcciones).

Unión entre muros – cubierta (se conectan las correas con los pies derechos mediante

un perno embebido dentro del último cañuto completo del extremo superior del pie

derecho, atravesando la solera y la correa y se rellena con mortero, en caso de que los

muros sean fabricados en paneles deben ser unidos por un elemento continuo; las

tejas se amarran a las correas en conjunto; si los aleros tienen más de 500mm

requieren un apoyo inclinado o pie de amigo. (Camargo Claros & Vega Perdomo,

2014), para este caso es necesaria la utilización de pie de amigos en la fachada

principal de la vivienda ya que en esta zona los aleros tienen 800 y 1000 mm con

fines de resguardar de la lluvia a los habitantes.

Figura 9 Relleno con mortero en cañutos perforados.

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)

Figura 10 Unión pernada en guadua.

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)

Figura 11 Unión cimiento – muro

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica), adaptada por autores

Figura 12 Perfil estructural de unión entre muros

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado en (Camargo Claros & Vega

Perdomo, 2014)

Figura 13 Planta estructural de unión entre muros

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado en (Camargo Claros & Vega

Perdomo, 2014)

Figura 14 Perno embebido para amarre de soleras y cubierta.

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado

Figura 15 Unión muros – cubierta

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)

Figura 16 Pie de amigo para sostener aleros mayores a 500 mm

Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)

Iluminación interior

La iluminación interior es fundamental para el desarrollo de actividades cotidianas, además,

una mala iluminación puede conllevar a enfermedades visuales, es por esta razón que para el

diseño de la vivienda es necesario realizar el análisis para determinar la iluminación correcta

teniendo en cuenta que durante el día se aprovechará en lo máximo la luz solar con el fin de

usar la luz artificial únicamente en las noches.

En primer lugar, para la iluminación de los interiores de la vivienda, se toma el valor de 150

lux teniendo en cuenta lo establecido para áreas generales en las edificaciones en el

Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público – RETILAP (2010), sin embargo

se establecen los valores de 100 lux como mínimo y 200 lux como máximo para los interiores.

Así mismo, se aclara que los lux son la unidad de medida de la Iluminancia o densidad del

flujo luminoso que incide sobre una superficie, donde:

1 lux = 1 lm/m2

Por lo tanto, para determinar la cantidad y tipo de bombillos led se tendrá en cuenta la

siguiente ecuación para determinar la luminosidad necesaria.

𝑙𝑚 = 150 𝑙𝑢𝑥 ∗ 𝑎 Ecuación 5

Dónde: lm: luminosidad necesaria para cada sección

a: área de cada sección

Para relacionar cada opción de bombillas con cada sección de la vivienda según la

luminosidad necesaria se aplica la siguiente ecuación,

𝑁𝑏 = 𝑙𝑚/𝑙𝑚𝑏 Ecuación 6

Dónde: Nb: Cantidad de bombillas de cada opción

lm: Luminosidad de cada área de la vivienda

lmb: Luminosidad de cada bombilla

En cuanto al cálculo de la potencia necesaria para cada sección de la vivienda se debe

implementar la siguiente ecuación.

𝑊𝑡𝑏 = 𝑊𝑏 ∗ 𝑁𝑏 Ecuación 7

Dónde: Wtb: Potencia total de cada opción de bombillas

Wb: Potencia de cada bombilla

Nb: Cantidad de bombillas de cada opción

Tratamiento de aguas residuales

Para el tratamiento de las aguas residuales de la finca El Naranjal se ha tomado como base

las especificaciones planteadas en la Resolución 330 (2017). Por la cual se adopta el

Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) y se

derogan las resoluciones 1096 de 2000, 0424 de 2001, 0668 de 2003, 1459 de 2005, 1447 de

2005 y 2320 de 2009. Así mismo se han analizado los diferentes sistemas de tratamiento para

elegir los más convenientes para la finca, sin embargo se han tenido en cuenta las ecuaciones

planteadas para los diferentes tipos de tratamientos en la resolución 1096 del 2000 -RAS

2000

En primer lugar, según la Resolución 330 (2017) para la implementación de un sistema de

tratamiento en el sitio, deben realizarse los siguientes estudios:

1. Visita de campo para identificar aguas superficiales cercanas, edificaciones y límites de

la propiedad. Los cuáles se encuentran descritos en este documento en la sección de la

Caracterización del área de estudio Medio abiótico y Medio socioeconómico y en el Marco

geográfico respectivamente.

2. Topografía que indique la localización del sistema de tratamiento en planta y en altura.

3. Localización del sistema y del tratamiento complementario del efluente, o pos

tratamiento. Ver Figura 38

4. Determinación de las características del terreno: elevaciones máximas del nivel freático

y, cuando sea necesario, establecer la capacidad de infiltración del subsuelo. Sin embargo,

considerando que el humedal artificial se plantea diseñarlo sobre una zona dura previamente

desarrollada, es decir, no se realizara excavación para la elaboración del humedal por lo cual

no afectara directamente el nivel freático de la zona.

5. Definir los trámites de requisitos ambientales según la normativa ambiental vigente, y

obtener las autorizaciones ambientales que se requieran. En cuanto a este ítem, se tendrá en

cuenta el trámite necesario para solicitar un permiso de vertimientos ante CORTOLIMA

Teniendo en cuenta que la finca El Naranjal no cuenta con redes públicas de alcantarillado

se ha elegido el tanque séptico para realizar el tratamiento de aguas residuales, sin embargo

se ha optado por la adquisición de un tanque séptico prefabricado cumpliendo las siguientes

especificaciones planteadas en la Resolución 330 (2017).

1. El tiempo de retención hidráulica debe estar entre 12 a 24 horas.

2. La relación entre el largo-ancho del tanque séptico será como mínimo de 2:1 y como

máximo de 5:1.

3. El pozo deberá constar como mínimo de dos cámaras; el volumen de la primera

cámara deberá ser igual a 2/3 del total del volumen.

4. La profundidad útil debe estar entre los valores mínimos y máximos dados en la Tabla

24 de acuerdo con el volumen útil obtenido.

Tabla 24 Profundidad útil para un pozo séptico

Volumen útil (m3) Profundidad útil mínima

(m)

Profundidad útil máxima

(m)

Hasta 6 1,2 2,2

De 6 a 10 1,5 2,5

Más de 10 1,8 2,8

Fuente. Resolución 330. (2017)

5. Se debe diseñar de tal manera que se facilite su inspección y mantenimiento.

6. Se debe contar con un dispositivo para la evacuación de gases.

7. Debe ubicarse aguas abajo de cualquier pozo o manantial destinado al abastecimiento

de agua para consumo humano.

8. Identificación del fabricante y del producto.

9. El número de la Norma Técnica Colombiana o Internacional con la que está

certificado el producto.

10. La capacidad nominal.

11. La fecha de fabricación.

12. Tipo de material.

PAR. —En todos los casos, el tanque séptico deberá ir acompañado de un filtro anaeróbico

y un sistema de tratamiento complementario.

En primera instancia se estima que el caudal de agua residual generado está directamente

ligado con la dotación de agua potable en la finca, por lo cual se tomarán los valores de la

Tabla 25 contenida en el Art. 43 de la Resolución 330 (2017) como el caudal de aguas

residuales generado.

Tabla 25 Dotación neta máxima por habitante según la altura sobre el nivel del mar de la

zona

Altura promedio sobre el nivel del mar

de la zona atendida

Dotación neta máxima (L/HAB*DÍA)

> 2000 m s. n. m. 120

1000 – 2000 m s. n. m. 130

< 1000 m s. n. m. 140

Fuente. Resolución 330 (2017)

Estos datos se validaron con la información de la Tabla 26 extraída del RAS 2000 E.7.1

dando veracidad a lo planteado anteriormente, además de completar la información del

caudal de agua residual aportado por la vivienda.

Tabla 26 Contribución de aguas residuales por persona

Predio Unidades Contribución de aguas residuales (C) y

lodo fresco Lf (L / día)

Ocupantes permanentes

Residencia

Clase alta

Clase media

Clase baja

Hotel (excepto lavandería

y cocina)

Alojamiento provisional

persona

persona

persona

persona

persona

C

160

130

100

100

80

Lf

1

1

1

1

1

Fuente. Tabla E.7.1 RAS. (2000)

Para el cálculo de la contribución promedio de aguas residuales de la vivienda se

implementará la siguiente ecuación:

𝐶 = (𝐶𝑃 ∗ 0.5) + (𝐶𝑇 ∗ 0.5) Ecuación 8

Donde Cp: Contribución de aguas residuales para habitantes permanentes

Ct: Contribución de aguas residuales para habitantes temporales

En cuanto a los tiempos de retención, es necesario calcular la contribución total de aguas

residuales generadas en un día, para la cual se implementará la Ecuación 2

𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 𝐶 ∗ 𝑁𝐶 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎 Ecuación 9

Donde Nc: Número de contribuyentes

Tabla 27 Tiempos de retención (T)

Contribución diaria (L) Tiempo de retención (T)

Días horas

Hasta 1,500 1.00 24

De 1,501 a 3,000 0.92 22

De 3,000 a 4,500 0.83 20

4,501 a 6,000 0.75 18

6,001 a 7,500 0.67 16

7,501 a 9,000 0.58 14

más de 9,000 0.50 12

Fuente. Tabla E.7.2 RAS. (2000)

Para los valores referentes a la tasa de acumulación de lodos digeridos (K) se tiene en cuenta

la Tabla 28

Tabla 28 Tasa de acumulación de lodos digeridos (K)

Intervalo de

limpieza (años)

Valores de K por intervalo temperatura ambiente (t) en ºC

t ≤ 10 10 ≤ t ≤ 20 t ≥ 20

1 94 65 57

2 134 105 97

3 174 145 137

4 214 185 177

5 254 225 217

Fuente. Tabla E.7.3 RAS. (2000)

Ya que se plantea la instalación de tanques sépticos prefabricados es necesario hallar el

volumen útil del tanque séptico mediante la ecuación (E.7.1) del RAS (2000)

Vu= 1000 + Nc (CT + KLf) Ecuación 10

Para el diseño de este sistema se han tenido en cuenta las especificaciones planteadas en el

RAS 2000, sin embargo esta información se complementa con los parámetros definidos por

la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en la Guía para el diseño y construcción de un

humedal construido con flujos subsuperficiales (1993).

En primera instancia, el humedal artificial se debe localizar aguas abajo del tanque séptico.

Para esto, debe hacerse una evaluación de las características del suelo, localización de

cuerpos de agua, topografía, localización geográfica, líneas de propiedad y vegetación

existente para localizar adecuadamente el humedal. En cuanto a los parámetros de diseño el

RAS 2000 postula que se deben usar los siguientes valores de carga hidráulica: 0.032

m²/L/día (para zonas frías o donde haya restricciones de espacio), y 0.021m²/L/día (para

zonas donde haya restricciones de espacio) y se debe utilizar el método incluyendo la cinética

del proceso para calcular el área superficial del humedal, por lo cual se usará la ecuación

E.3.2 del RAS (2000)

𝐴𝑠 =𝑄∗(𝐿𝑛𝐶𝑜−𝐿𝑛𝐶𝑒)

𝐾𝑡∗𝐷∗𝑛 Ecuación 11

Dónde: As= Área superficial

Q= Caudal de entrada

Co= DBO entrada

Ce= DBO salida

Kt= Proporción de la constante de temperatura de las aguas residuales

D= Profundidad promedio del agua en el filtro

n= Porcentaje de la porosidad de la estructura de filtro

Considerando que se debe manejar las mismas unidades en cuanto a la concentración de

DBO5, se utilizará la siguiente ecuación para hallar la concentración de DBO5 en las aguas

residuales.

𝐶𝑜 = (𝐷𝐵𝑂5 ∗1000𝑚𝑔

1 𝑔∗ 𝑁𝑐)/𝑄 Ecuación 12

Para el cálculo de la proporción de la constante de temperatura de las aguas residuales se

toma la ecuación E.4.30 del RAS (2000)

𝐾𝑡 = 𝐾20 ∗ 1.07𝑇−20 Ecuación 13

Dónde: T: Temperatura promedio del agua residual

K20: 1.1040 según la EPA (1993)

Se ha decidido manejar una proporción de 2:1 para el humedal, por lo tanto:

𝐴𝑠 = 𝑊 ∗ 𝐿 Ecuación 14

Dónde: W: Ancho

L: Largo = 2W

Ganadería Estabulada

Según (Trujillo & Osorio, 2013) la densidad de bovinos por metro cuadrado para una

topografía del establo plana, es de entre ¼ a 1/11, según casos de estudio reales funcionales

de establos para bovinos, por lo tanto para el área del establo de la finca El Naranjal, se

pueden tener un máximo de 13 bovinos, sin embargo se manejarán las 8 unidades ganaderas

tradicionales que se han manejado en la finca.

Para la construcción del establo se debe pavimentar toda la zona que se dispuso para tal fin

(64 m2) y posteriormente poner una capa de 25 centímetros de paja, aserrín o pasto para que

el suelo se afirme al momento del pisoteo del ganado (ibíd). La estructura del establo debe

realizarse en guadua para las paredes y los soportes del techo, adicionalmente se deben poner

comederos de plástico en la zona exterior del establo, estos pueden hacerse con canecas de

plástico cortadas a la mitad. La estructura contará con columnas de guadua ubicadas cada

dos metros en ambos ejes, adicionalmente se debe levantar un cimiento de cemento para la

fijación de las mismas, los cimientos tendrán una altura de 0.5 metros que servirán también

para evitar que el ganado rompa la guadua y logre escaparse. Desde donde termina el

cimiento se deben colocar 4 líneas de guadua alrededor del establo, menos en los sitios de

alimentación, en donde deberán realizarse huecos para que las cabezas ganaderas puedan

alimentarse. Se debe disponer de un espacio para el ingreso del ganado y otro para la

alimentación del biodigestor, en estos dos sitios se debe realizar una puerta en guadua para

permitir el acceso del ganado y del personal respectivamente (Figura 39). La guadua a utilizar

para la construcción del establo debe estar debidamente inmunizada contra rayos UV, y

protegida de insectos xilófagos, hongos y bacterias, y las uniones deben realizarse con varilla

roscada de 3/8” e ir amarradas con un zuncho.

El establo debe contar con pasto seco para evitar el estrés del ganado, para lograr esto se

debe garantizar una pendiente del 2% en el área pavimentada. El ganado estará el 90% del

tiempo dentro del establo, se deben disponer de dos horas para el descanso del ganado una

entre 10 y 11 y otra en la tarde entre 2 y 3. (ibíd). Debido a que es un establo pequeño, se

debe realizar un techo a 3 metros de altura con respecto al piso del establo para garantizar

la ventilación y que el pasto permanezca seco.

Biodigestor

Para la implementación del biodigestor es indispensable definir el tipo de digestor que se

utilizará, este fue seleccionado bajo los criterios dados por el manual de Biogás realizado por

el Ministerio de Energías de Chile en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas

para el Desarrollo (PNUD), la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y

la Agricultura (FAO) Global Environment Facility (GEF) en el cual, en términos generales,

se clasifican los sustratos en cuatro clases en función de su apariencia física, nivel de

dilución, grado de concentración y características cuantitativas, como el porcentaje de sólidos

totales (ST), sólidos volátiles (SV) y demanda química de oxígeno (DQO) como se puede

apreciar en la siguiente tabla.

Tabla 29 Clasificación de sustratos para digestión Anaeróbica

Fuente: (Esguerra, 1989) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)

Los sustratos de clase 1 pueden degradarse eficientemente en digestores tipo Batch o por

lotes; los sustratos de la clase 2 son degradados de manera eficiente en digestores mezcla

completa de operación continua; por presentar una dilución mayor y en consecuencia una

DQO menor, los sustratos de clase 3 deben tratarse con digestores de alta eficiencia, como

los de filtro anaerobio; en cuanto a los sustratos de clase 4, debido a su alto contenido de

DQO deben ser degradados en digestores aerobios intensivos para mayor eficiencia.

(Ministerio de energía de Chile, 2011)

El beneficio convencional del café es el proceso que tradicionalmente se ha utilizado en

Colombia para transformar el fruto en semilla y en el cual se utiliza agua en las etapas de

despulpado, lavado y transporte (del fruto, del café despulpado y del café lavado), con un

consumo global cercano a los 40 litros de agua por cada kilogramo de Beneficio tradicional

de café pergamino seco (cps) y en el cual no se realiza manejo a los subproductos obtenidos.

Estas aguas residuales tienen una alta contaminación orgánica, de 115g de DQO por

kilogramo de café cereza, lo que se traduce en 2.875 g/l DQO para una práctica convencional

de café (FNC-Cenicafé, 2015). Sin embargo para realizar este proceso de lavado más

eficiente y sostenible en pro de una producción más limpia, se propone la adquisición de un

sistema Belcosub, tecnología impulsada por la Federación Nacional de cafeteros, la cual

consume entre 0.7 y 1 litro de agua por kilogramo de café pergamino seco (Federacion

Nacional de cafeteros de Colombia, 2014), lo que representa un ahorro de entre 90 - 95 %

de agua frente a los 40 litros de agua utilizados en un beneficio tradicional , por ende la

calidad de esta agua residual sería de aproximadamente 115 g/l DQO.

Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y que los sustratos utilizados para la

construcción del digestor serán las aguas residuales procedentes del lavado del café, así como

la cereza y el mucilago del mismo, y estiércol de ganado vacuno diluido en aguas lluvias en

una proporción 1:1 para asegurar también la inoculación de bacterias, se propone la

utilización de un digestor de operación continua debido a la naturaleza de estos sustratos y

sus características. Debido a que el beneficio del café en la finca El Naranjal es pequeño, de

aproximadamente 60@cps/año y que hay 8 unidades ganaderas se propone un digestor

continuo de tipo balón que tiene una estructura flexible y es de fácil instalación.

El volumen del digestor se halla conociendo la cantidad de materia orgánica que se puede

recoger diariamente para alimentar al mismo y se calcula mediante la siguiente expresión

(Cuní, 2011):

𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 Ecuación 15

Donde Tr es el tiempo de retención (tiempo que requieren las bacterias para degradar la

materia orgánica). El tiempo de retención varía entre 20 y 55 días, en dependencia de la

categorías de animales (cerdos, caballos, vacunos, etcétera), ya que se usan diferentes

proporciones entre las cantidades de excretas y agua. (ibíd.). Debido a que en la finca el

Naranjal solo se hará aprovechamiento de los residuos del ganado vacuno y de las aguas

mieles generadas del beneficio del café, las cuales tienen unas características similares en

cuanto a carga orgánica, se toma un tiempo de retención hidráulica de 30 – 40 días, debido a

que nos encontramos en una región con clima tropical.

Tabla 30 Tiempo de retención hidráulico de estiércol de ganado en distintas regiones.

Fuente: (Varnero, 1991) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)

Para garantizar que las bacterias degraden completamente la materia orgánica se tomará el

tiempo de retención mayor, es decir, un tiempo de retención de 40 días.

La 𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 Ecuación 15 debe modificarse

debido a que no se tiene en cuenta las aguas mieles resultantes del beneficio del café, pero

debido a que estas no se producen a diario sino por cosechas, la principal entre los meses de

Septiembre y Diciembre y una cosecha secundaria entre los meses de Abril y Junio

(Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, 2010), se deben hallar los tiempos

necesarios para obtener el beneficio del café en cada cosecha, el cual se calcula con la

siguiente expresión:

𝑇𝑐𝑠 =𝐶𝑐𝑠

𝐽𝑑 Ecuación 16

En donde Ccs es el peso neto de café cereza seco al cual se le va a sacar el beneficio y Jd es

la cantidad de café que procesa un jornal al día, que tiene un valor a nivel nacional de

17@Ccs/jornal*día (Federación Nacional de Cafeteros)

El peso del café cereza seco necesario para obtener las 30@Cps (café pergamino seco),

se obtiene de las siguientes conversiones:

Cereza seca a grano verde: multiplicación del peso neto de la cereza por 0.5

Pergamino a grano verde: multiplicación del peso neto del pergamino por 0.8

(Organización Internacional del Café, 2011)

Por lo tanto el peso neto de café cereza seco para la producción de las 30@Cps es de

48@Ccs, el cual necesitará de 552L de agua para su beneficio.

Las aguas residuales de café, por ser ácidas (pH entre 3.5 y 4.5), requieren de un tratamiento

para eliminar dicha acidez, llevando el pH a un valor neutro cercano a 7, en lo que llamamos

neutralización de las aguas residuales de café. (ACERES - UTZ, 2016) Por lo tanto es

necesaria la instalación de un tanque de almacenamiento de 200 L antes de que las aguas

mieles sean tratadas en el digestor, este con el fin de neutralizar el pH de estas. Para la

neutralización se pueden usar diferentes químicos. La ¡Error! No se encuentra el origen de la

referencia. muestra la información de los químicos usados en el ajuste de pH de las aguas

mieles de café. Los químicos se agregan al tanque de almacenamiento.

Tabla 31 Productos químicos para el control del pH

Fuente: (Lemke, 2011) citado en (ACERES - UTZ, 2016)

Para realizar el proceso de neutralización de pH de las aguas mieles en el tanque de

almacenamiento es necesario contar con equipo de protección personal para ojos, boca y

manos. Con el equipo de protección puesto se debe agitar las aguas mieles y tomar una

muestra en un recipiente limpio, con ayuda de una cinta de tornasol medir el pH de las aguas,

en un recipiente aparte realizar una mezcla de aguas mieles y cal y revolver, agregar la mezcla

al tanque de almacenamiento y agitar hasta que se diluya completamente la mezcla, esperar

5 minutos y tomar de nuevo una muestra para realizar la medición de pH (ibíd.). Se debe

realizar el anterior proceso hasta que la mezcla tenga un pH cercano a 7, para que las aguas

mieles puedan ser agregadas al biodigestor.

Para calcular la producción de estiércol de las unidades ganaderas se utilizó la tabla propuesta

por el Ministerio de energía de Chile en colaboración con la FAO, la cual también nos indica

la producción de biogás a partir del tipo de residuo, para nuestro caso puntual estiércol de

ganado vacuno.

Tabla 32 Producción de biogás por tipo de residuo animal

Fuente: (Varnero, 1991) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)

Tenemos entonces que se producen 80 Kg de estiércol de ganado vacuno por día, se debe

tener en cuenta que estos materiales se incorporan al biodigestor diluidos en agua. La

cantidad de agua a agregar dependerá de la cantidad de sólidos totales de las excretas frescas

y del tipo de carga, es decir, si se opera con cargas diarias o con sistemas estacionarios

(discontinuos o batch). (Ministerio de energía de Chile, 2011)

Cuando se utilizan biodigestores rurales pequeños, en forma práctica se recomiendan las

siguientes mezclas (ibíd.):

Tabla 33 Mezcla estiércol/agua por tipo de residuo animal

Fuente: (Ministerio de energía de Chile, 2011)

Para la construcción del biodigestor se debe cumplir con los requerimientos anteriormente

descritos en cuanto a las aguas mieles resultantes del beneficio del café. Se debe determinar

una ubicación para el tanque de almacenamiento, el digestor, la fosa para la instalación del

mismo y la cocina, posteriormente medir las distancias y calcular la tubería necesaria para

transportar la mezcla de agua con heces y las aguas mieles, así como la tubería necesaria para

la conducción del biogás. El lugar donde se instalará el biodigestor debe además:

No estar a más de 50 metros del punto en donde se usará el biogás.

Suficiente espacio alrededor del biodigestor para acceder para su operación y

mantenimiento incluyendo la instalación de un cerco.

Evitar sitios que se inunden en época lluviosa o que estén expuestos a fuertes vientos.

Que no existan arboles cercanos de donde puedan caer ramas.

Que exista suficiente pendiente desde el punto en donde salen las aguas residuales en

el beneficio húmedo para que lleguen por gravedad al sitio del tratamiento. (ACERES

- UTZ, 2016)

Excavación de la fosa

Debido a que el sitio dispuesto para la instalación del digestor tiene pendiente se debe realizar

una terraza para realizar la zanja, también se deben instalar unos drenajes en la parte superior

antes de hacer el movimiento de tierras, con el propósito de desviar las aguas de lluvia y

evitar que el agua ingrese a la fosa. (ACERES - UTZ, 2016)

Después de haber hecho la zanja con las medidas indicadas, se coloca un hilo a la mitad de

la zanja y a nivel del terreno para comprobar que la altura desde el hilo hasta el piso excavado

sea la misma en diferentes puntos, garantizando que el fondo este completamente horizontal

y a nivel. Posteriormente se deben colocar los tanques de entrada (tanque de almacenamiento)

y de salida de las aguas tratadas. (ibíd.) En el tanque de salida se van a almacenar las aguas

tratadas por el biodigestor, las cuales serán utilizadas para riego de los cultivos de la finca

debido a su potencial fertilizante.

Para la instalación de los tanques de entrada y salida se deben realizar dos excavaciones a 40

cm de distancia de ambos extremos de la fosa con 90 cm de profundidad. Dentro se colocan

los barriles de 100 litros por lo cual, la excavación debe tener el mismo diámetro de estos

barriles. Deben enterrarse hasta que su borde superior se encuentre al mismo del nivel del

suelo. (ibíd.)

Figura 17 Instalación de tanques de entrada y salida

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Se deben realizar niveles a la entrada y salida del digestor, de tal forma que el agua que

ingrese, salga por el extremo y evacúe, evitando que se devuelva.

Posteriormente deben realizarse 2 agujeros al barril de salida para el ingreso de la tubería que

viene desde el biodigestor y la que sale hacia la fosa final. Cada agujero debe tener su

adaptador macho dentro del tanque, y otro adaptador hembra que se ubica por fuera del

tanque, los agujeros deben sellarse con silicón transparente para evitar fugas, estos

adaptadores deben ser de 4”, ya que es el diametro de la tubería de salida y entrada del

biodigestor. (ibíd.)

Figura 18 Instalación adaptadores de acople

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016)

Es importante aclarar que el tanque de entrada tiene también la función de mezclador para el

estiércol y el agua antes de la entrada al digestor. Además el tanque de salida sirve para la

recolección de las aguas residuales tratadas, las cuales sirven de abono para los procesos

agrícolas de la finca.

Una vez se han colocado los tanques de entrada y salida, se procede a instalar el biodigestor,

antes de instalar el mismo debe llenarse de aire completamente con una bomba u otro

mecanismo para verificar que no esté roto y evitar que queden pliegues en la fosa donde se

instalará.

Debe colocarse plástico negro dentro de la fosa bien extendida sobre los lados y el fondo. El

plástico negro se sujeta en los bordes superiores del suelo con grapas de hierro de ¼ (se

clavan 30 cm de varilla en forma de U). El plástico debe cubrir el fondo y los muros, dejando

por fuera el sobrante en las mismas proporciones en los cuatro lados. Se estira suave y

uniformemente lo más que se pueda porque después de que el biodigestor se encuentre

instalado, no es posible ajustar el plástico. (ACERES - UTZ, 2016)

Una vez verificado el estado del biodigestor se desinfla y se procede a su instalación sobre el

plástico negro que se colocó en la fosa.

Colocar el biodigestor en la fosa con la salida de biogás apuntando hacia arriba. Cuidando de

no dañar el biodigestor al colocarlo. Una vez colocado se vuelve a inflar con aire, sellando

las salidas (extremo opuesto) para que se mantenga lleno. En caso de encontrarse fugas se

debe limpiar y secar bien la zona a reparar y con un neumático de bicicleta y pegamento de

PVC, presionar sobre el agujero por al menos 5 minutos. Una vez se instale el biodigestor,

se deben unir los barriles a la bolsa del mismo uniéndolo a los acoples de los tanques de

entrada y salida, como los tanques están enterrados y una distancia de 40 cm, lo recomendado

es hacer una perforación en la tierra (tipo túnel) para ingresar la tubería y conectarla a ambos

tanques. (ibíd.)

Siempre se debe colocar la tubería desde el biodigestor hacia la cocina, externamente (no

enterrada) y preferiblemente, elevada sobre postes o apoyada a cierta altura sobre una pared,

con el fin de tener acceso a ella y poder revisarla. Las longitudes máximas son de 100 metros

desde la cocina hasta el biodigestor, pero lo ideal es entre 10 y 50 metros. En la finca el

Naranjal la salida del biodigestor está ubicada a 12.6 metros aproximadamente de donde se

hará el aprovechamiento, lo que garantiza la seguridad de los habitantes en caso de posibles

fugas.

En la salida del biogás, ubicada en la parte superior del biodigestor, acoplar un pedazo de

tubo PVC de ½ pulgada, de unos 30 cm de largo. En el tubo de ½”, colocar una T de PVC

de2y en uno de los extremos poner un pedazo de tubo de ½” de 1 m, con un codo de 90° de

½” al final, y un pedazo de tubo de unos 30cm. Es ahí donde se coloca la botella desechable

con agua limpia, que servirá como trampa de seguridad del digestor. La botella debe apoyarse

sobre el nivel del suelo a un lado del biodigestor La trampa de seguridad (botella plástica)

debe colocarse colarse en un lugar ventilado y de fácil acceso para verificar el nivel

constantemente. Este sistema hace que cuando la presión del biogás dentro del biodigestor

suba demasiado por no estar en uso, el biogás escape por la botella. Por eso debe revisarse el

nivel de agua dentro de la botella con regularidad, manteniéndolo entre 3 cm a 5 cm de agua.

(ACERES - UTZ, 2016)

Figura 19 Instalación sistema de presión del biodigestor

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

En el otro extremo de la T, colocar una valvula lisa de ½” PVC y con bridas sinfín de 3/4”,

amarrar una manguera flexible ¾” a la tubería de media. Al final de la manguera, acoplar con

otro brida la tubería de ½” que iría hacia la cocina. (ibíd.)

Figura 20 Instalación de tubería de salida del biogás

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Instalación tubería de biogás y trampa de agua

La tubería del biogas es una tubería de PVC de ½” (puede ser también manguera plastica)

que conduce el biogás desde el biodigestor hasta la cocina. La tubería no debe instalarse bajo

tierra, debe tener una pendiente hacia arriba (principalmente a la salida del biodigestor en los

primeros metros de tubería) y evitar que interfiera con el tránsito de personas, animales o

vehículos. Cuando el biogás sale del biodigestor y entra a la tubería, se enfría y el vapor se

convierte en agua líquida que se acumula en la parte interna, ocasionando obstrucciones al

biogás y evitando que llegue hasta la cocina. Por esta razón, las tuberías se instalan con

pendiente, y así el agua condensada fluye hasta el punto más bajo de nivel, en donde se instala

una trampa de agua, que es un mecanismo que facilita la evacuación del agua sin permitir

que se escape del biogás. (ibíd.)

Se utilizarán aproximadamente 16 metros de tubería para la conducción del biogás hasta la

cocina, en la parte más baja de toda la conducción, donde se podría acumular agua, se debe

cortar la tubería y colocar una T de ½” para formar una U en la parte inferior, utilizando para

ello, dos codos de 90° de ½” .

Figura 21 Trampa de agua

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Filtro de remoción H2S

El filtro de remoción del ácido sulfhídrico (H2S), consiste en una porción de virutas de metal

inoxidable que se coloca en la tubería que transporta el biogás, posterior al biodigestor y

antes de que lleguen a los quemadores de la cocina. Para la instalación del filtro se deben

cortar dos círculos de esponjilla lavaplatos del diametro interno de un tubo de PVC de 2”, a

continuación colocar en la tubería del biogas de ½” una unión de tope de ½”, seguido de un

pedazo de tubo de ½” de unos 10 cm y posteriormente un reductor de 2” a ½” . Allí debe

colocarse uno de los recortes de esponjilla lavaplatos por la parte interna, que funciona como

una “tapa” que evita que la viruta que se colocará posteriormente en los tubos, ingrese a la

tubería de ½”. (ACERES - UTZ, 2016)

Figura 22 Sección entrada filtro

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Una vez colocada la esponjilla lavaplatos dentro del reductor, se acopla una unión lisa de 2”

por presión. Posteriormente, recortar un tubo de 2” de unos 50 cm y unirlo a la unión lisa de

2”.

Figura 23 Sección intermedia filtro 1

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Unir al tubo de 2”, un adaptador hembra de 2” y a este, un adaptador macho del mismo

diametro. Llenar completamente toda la tubería de 2” iniciando desde el reductor de 2” a ½”

con viruta o desechos de hierro procedente de un torno. (ibíd.)

Figura 24 Sección intermedia filtro 2

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Figura 25 Tubería con viruta de hierro

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Unir un segundo reductor de 2” a ½” al adaptador macho, y colocarle dentro del reductor el

otro recorte de la esponjilla lavaplatos. Verificar que la esponjilla esté en ambos extremos

con las dos reducciones de 2” a ½” y que quede relleno con la viruta.

Figura 26 Sección salida filtro

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Continuar después del reductor con la tubería de ½”, hacia el lugar donde se instalaran los

quemadores ingresandola a través de la pared hasta el sitio deseado. Conectar el tubo de ½”

a una T PVC de ½” y desde allí, distribuir en dos salidas para dos quemadores. A una

distancia de 30 cm colocar un codo PVC de ½” y seguidamente 10 cm de tubo de ½” en

ambos extremos.

Figura 27 Conducción biogás

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Para la instalación de los quemadores de biogás en la cocina colocar un adaptador macho de

½” y una llave metalica de bola de ½” en ambos extremos. Acoplar la llave a un niple

galvanizado de ½”. Finalmente, enroscar los quemadores industriales. Utilizar en todos los

casos el teflón para mantener la presión en las roscas.

Figura 28 Llegada biogás a los quemadores

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores

Figura 29 Quemadores de biogás

Fuente: (ACERES - UTZ, 2016)

Finalmente se establece una cerca al biodigestor que se realizarán en guadua, esto con el fin

de proteger el biodigestor del ingreso de animales. La cerca se realizará levantando columnas

de 2 metros en los extremos del biodigestor y realizando un cercado de dos líneas de guadua,

en un costado realizar una puerta en guadua para poder acceder al biodigestor, finalmente

poner un techo protector en teja transparente de PVC para que proteja el biodigestor de las

lluvias pero además permita el paso de los rayos UV.

Control de la erosión de taludes

En la parte posterior de la vivienda hay un talud el cual debe ser estabilizado para evitar

posibles erosiones que puedan afectar a la vivienda o a sus habitantes, para tal fin se propone

la técnica de taludes en escalera, que es un tratamiento integral de estabilización que combina

remoldeo del terreno e incorporación de material vegetal, en este sistema se conforman

niveles de terraza en los que las paredes constan de estacas como elemento vertical y caña

brava o bambú como elemento horizontal y los terraplenes se cubren de suelo orgánico, sobre

el cual se disponen estolones o semillas de pasto (Suarez, 1992), citado en (Pelaez, 2001).

Las dimensiones dadas para estabilizar el terreno son las que se dan en la siguiente figura, en

la cual también se especifica el diámetro de las estacas a utilizar, el material, la distribución

y otras consideraciones.

Figura 30 Dimensiones talud escalera

Fuente: (Pelaez, 2001) adaptada por autores

Sistema de energía solar

Inicialmente se debe calcular la demanda energética de la vivienda relacionando cada aparato

eléctrico con sus potencias y las horas de uso en el día de los mismos.

Al haber calculado la demanda energética de la finca El Naranjal se aplica la Ecuación 17

para el cálculo de paneles solares necesarios para satisfacer dicha demanda.

𝑁𝑝 =𝐷𝑒∗1,3

𝐻𝑆𝑃∗𝑊𝑝 Ecuación 17

Dónde: Np: Número de paneles

De: Demanda energética de la finca El Naranjal

HSP: Hora Solar Pico

Wp: Potencia del Panel

En cuanto a las Horas Solar Pico se tomó como guía lo planteado por el grupo Elektra (2014)

implementando la siguiente ecuación.

𝐻𝑆𝑃 = 𝑅 ∗ 𝐶𝑎 ∗ 𝑘 Ecuación 18

Dónde: R: Radiación solar

Ca: Valor de Corrección Atmosférico

k: Factor de corrección

Según el grupo Elektra (2014) para el valor de corrección atmosférico Ca si en la zona

dónde se ubicará el proyecto, la atmósfera está limpia, como por ejemplo en la montaña o

alejado de urbes, se debe utilizar el valor de 1.05.

Por otra parte, para el almacenamiento de la energía producida por los paneles solares, se

usaran baterías de 2400 W, para el cálculo de la cantidad de baterías se aplicará la siguiente

ecuación

𝑁𝑏𝑡 = 𝐷𝑒∗1,3

𝑊𝑏𝑡∗0,5∗0,9 Ecuación 19

Dónde: Nbt: Número de baterías

De: Demanda energética de la finca El Naranjal

Wbt: Potencia de la batería

Además de los paneles solares y las baterías para la instalación del sistema autónomo de

energía eléctrica se deben incluir los siguientes materiales:

4 Interruptores

Regulador de carga

Inversor

Cable calibre 4

Cable calibre 6

Cable calibre 8

El sistema de abastecimiento de energía eléctrica debe estar acompañado por un electrodo de

puesta a tierra evitando sobre tensiones eléctricas o cortos circuitos, este se debe situar a las

afueras a 3 m de la vivienda cerca a la instalación de energía solar; se debe hacer un hueco

con una profundidad de 2m y un diámetro de 0,3m; un conector GKP de 5/8” se debe colocar

en la parte superior de un electrodo de varilla revestida de cobre (Copperweld) de 5/8” y

1,8m de largo, con el conector GKP se debe anclar una punta de cable calibre 8 tipo THW-

LS revestido de verde, para ello son necesarios 15,4 m de dicho cable, el electrodo se debe

enterrar en el hueco con un intensificador de tierra, para este sistema se implementará la

Hidrosolta dejando 5 centímetros del electrodo al aire, para ello serán necesarios 90 Kg del

intensificador de puesta a tierra. La otra punta debe estar dirigida a una caja de conexiones a

la salida del inversor, así mismo el soporte metálico de los paneles debe estar anclado a la

caja de conexiones a la salida del inversor para ser dirigido al electrodo de puesta a tierra.

Sistema de recolección de aguas lluvia

Para la recolección de aguas lluvia se tiene en cuenta que debe haber una cantidad de lluvia

para el lavado del techo evitando que las impurezas lleguen al sistema de almacenamiento,

para Palacio (2010) es conveniente usar 1 L de lluvia por cada m2 del techo para el lavado

del mismo. Teniendo esto en cuenta, para determinar el volumen necesario para el lavado de

los techos se implementa la siguiente ecuación.

𝑉𝑙𝑖 = (1𝐿

𝑚2∗ 𝐴𝑐)/1000 Ecuación 20

Dónde: Vli: Volumen de lavado para los techos de cada sección m3

Ac: Área captadora de aguas lluvia

La oferta de aguas lluvia debe calcularse con la siguiente ecuación propuesta por Palacio

(2010)

𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐

1000 Ecuación 21

Dónde: Odi: Oferta de aguas lluvia de diseño para la sección “i” en m3

Ppi: Precipitación

Ce: Coeficiente de escorrentía

Ac: Área captadora de aguas lluvia

Por otra parte para el cálculo final de la oferta de aguas lluvia de diseño se debe tener en

cuenta una pérdida del 20% anual según Palacio (2010), eso como consecuencia de pérdidas

por la evaporación, por la textura del material del techo, por pérdidas en las canaletas y en el

almacenamiento, y a la ineficiencia del sistema de captación, ya que este porcentaje de

perdida es anual, se debe dividir por 12 correspondiente al número de meses, por último se

debe restar la cantidad utilizada para el lavado de los techos dividido por mil como factor de

conversión a m3 tal como se muestra en la siguiente ecuación.

𝑂𝑑𝑓𝑖 = 𝑂𝑑𝑖 − (𝑂𝑑𝑖 ∗0,2

12) − 𝑉𝑙𝑖 Ecuación 22

6. Lista de chequeo para la finca El Naranjal para obtener la certificación LEED

Tabla 34 Criterios y calificación para el sello LEED de la finca El Naranjal

CRITERIOS CALIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN PUNT

OS

PROCESO

INTEGRADOR

Reunir e involucrar

un equipo de

proyecto

Incluye miembros con

diferentes habilidades

1

Design charrette Se realice al menos un

taller de día completo

1

Entrenamiento de

oficios

Al menos ocho horas de

capacitación sobre

aspectos ecológicos

1

EVITAR LA LLANURA ALUVIAL (OBLIGATORIO) NA

SELECCIÓN DEL SITIO Desarrollado

previamente

75% del área edificable se

haya desarrollado

previamente

4

Evitación de tierras

sensibles

No construcciones donde:

primen cultivos, paisaje

modelado, llanura de

inundación, hábitat

estratégico, humedales y

rondas hídricas

3

Desarrollo de

relleno

75% dentro de 800 metros

de área ya desarrollada

previamente

2

Espacio abierto Cree un espacio abierto al

público de 0.3 ha

1

Red de calles Alta densidad de

intersección

1

PREVENCIÓN DE LA

CONTAMINACIÓN

DURANTE LA

CONSTRUCCIÓN

Para reducir la contaminación de las actividades

de construcción mediante el control de la erosión

del suelo, la sedimentación de las vías fluviales y

el polvo en el aire (OBLIGATORIO)

NA

SIN PLANTAS

INVASORAS

Para prevenir la introducción de especies

invasoras a través del paisajismo

(OBLIGATORIO)

NA

REDUCCIÓN DE ISLA

DE CALOR

Área sombreada

por árboles

50%-75% 1

>75% 2

GESTIÓN DEL AGUA

DE LLUVIA

Área permeable o

que dirija a zonas

de captación o

infiltración

50%-64% 1

65%-79% 2

>79% 3

MEDIDOR DE AGUA Instalar un contador de consumo de agua

(OBLIGATORIO)

NA

USO TOTAL DE AGUA Porcentaje de

reducción de agua

potable

10% 1

15% 2

20% 3

25% 4

30% 5

35% 6

40% 7

45% 8

50% 9

55% 10

60% 11

65% 12

MEDIDOR DE

ENERGÍA

Instalar un contador de consumo de energía

(OBLIGATORIO)

NA

EDUCACIÓN DEL

PROPIETARIO DE LA

VIVIENDA

Manual de operaciones y mantenimiento de la

vivienda (OBLIGATORIO)

NA

DISEÑO ACTIVO

LISTO PARA USAR

CON ENERGÍA SOLAR

Especificaciones solares fotovoltaicas de EPA

para una casa lista para energía renovable

1

USO DE ENERGÍA

ANUAL

Se comparan con

las casas de

referencia LEED

para hallar la

disminución

1% 1

2% 2

3% 3

4% 4

5% 5

6% 6

7% 7

8% 8

9% 9

10% 10

12% 11

14% 12

16% 13

18% 14

20% 15

22% 16

24% 17

26% 18

28% 19

30% 20

32% 21

34% 22

37% 23

40% 24

50% 25

60% 26

70% 27

80% 28

90% 29

Índice de HERS

con Ajustador de

tamaño de la casa

70 5

69 6

68 7

67 8

66 9

65 10

64 11

63 12

62 13

60 14

58 15

56 16

54 17

52 18

50 19

45 20

40 21

35 22

30 23

25 24

20 25

15 26

10 27

5 28

0 29

ILUMINACIÓN Iluminación interior

(W/m2)

7.7 0.5

6.5 1

5.2 1.5

ENERGÍA

RENOVABLE

Diseñar e instalar

un sistema de

generación de

electricidad

renovable Kwh

anual

500 1

1 2

1,5 3

2 4

MADERA TROPICAL

CERTIFICADA

Toda la madera en el edificio debe ser no

tropical, reutilizada o recuperada, o certificada

por el Forest Stewardship Council o equivalente

aprobado por USGBC (OBLIGATORIO)

NA

GESTIÓN DE LA

DURABILIDAD

Cumplir con los requisitos de ENERGY STAR

for Homes, versión 3 (OBLIGATORIO)

NA

VERIFICACIÓN DE

GESTIÓN DE

DURABILIDAD

Comprobación de requisitos de gestión de

durabilidad y sistema de gestión del agua 1

PRODUCTOS

AMBIENTALMENTE

PREFERIBLES

Producción local,

<160 km y al

Encuadre 0,5

agregado para hormigón y

cimientos 0,5

menos el 50% de la

construcción

paneles de yeso o

revestimiento interior 0,5

GESTIÓN DE

RESIDUOS DE

CONSTRUCCIÓN

Reducción de

escombros

basándose en las

casas de referencia

LEED

10% 0.5

20% 1.0

30% 1.5

40% 2.0

50% 2.5

60% 3.0

VENTILACIÓN Mínimos de flujo

de aire para el

escape local

intermitente

(OBLIGATORIO)

Cocina: 47 Lps NA

Baño: 23 Lps NA

VENTILACIÓN DE

COMBUSTIÓN

No instale ningún dispositivo de combustión sin

ventilación (OBLIGATORIO)

NA

Fuente. Autores, adaptada de USGBC (2013)

LIMITACIONES

Para llevar a cabo este trabajo se han analizado factores geográficos, ambientales,

socioeconómicos y culturales llegando a una serie de limitaciones que influyen directamente

en el desarrollo del proyecto.

Inicialmente se tiene que la vivienda cuenta solo con un camino de acceso de 863 metros

aproximadamente hasta la carretera más cercana o de 1263 metros aproximadamente hasta

la vía principal Cajamarca - Ibagué, donde las únicas formas de transitarlo son caminando o

por medio del uso de animales como los equinos. En temporadas de lluvia este camino suele

volverse fangoso en algunos tramos dificultando aún más el acceso, además este camino

cuenta con una pendiente promedio del 45% causando un esfuerzo físico mayor, lo anterior

se convierte en una limitante tanto para el acceso a la vivienda como para trasladar materiales

de construcción y otros elementos necesarios para el desarrollo de este proyecto.

Por otra parte, la implementación de nuevas tecnologías se puede ver afectada ya que los

integrantes del grupo familiar no cuentan con ningún conocimiento previo de estas, por lo

cual dichas tecnologías no serían utilizadas adecuadamente. Así mismo la información

referente a la protección de los recursos, a pesar de encontrarse disponible, es ignorada por

los habitantes de la vereda El Tostado en general, esto se debe a factores como la distancia

desde las fincas hasta los lugares donde se encuentra dicha información (alcaldía y

biblioteca), la ausencia del servicio de internet en este sector y la falta de socialización por

medios como la televisión, radio, folletos o la socialización en Juntas de Acción Comunal.

Teniendo en cuenta el nivel socio económico de los habitantes de la finca, se encuentran

dificultades para adquirir las tecnologías e implementar las técnicas propuestas, ya que los

recursos necesarios no podrían ser cubiertos por el grupo familiar, por lo cual sería

conveniente solicitar la financiación a entidades gubernamentales o privadas para lograr

llevar el proyecto a cabo, es por esta razón que está es la principal limitante para desarrollar

este trabajo

CAPÍTULO IV

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA

Al analizar la matriz de comparación de materiales, para el componente de cimentación, se

obtuvo que el material más apto era el concreto, lo cual es conveniente con el tipo de

cimentación que se encuentra en la vivienda, por lo tanto esta cimentación se conservará,

disminuyendo así también el impacto ambiental que implicaría el cambio de cimientos.

Tabla 35 Resultados materiales con mejor desempeño para cimientos.

CIMENTACIÓN

CATEGORÍA

Lu

ga

r d

e p

rod

ucc

ión

Fa

cili

da

d d

e tr

an

spo

rte

Ren

ova

ble

Pes

o/D

ensi

da

d

Rec

icla

je y

reu

tili

zaci

ón

Du

rab

ilid

ad

Est

ab

ilid

ad

tér

mic

a

Co

nd

uct

ivid

ad

En

erg

ía e

mb

ebid

a

Efe

cto

isl

a d

e ca

lor

Uso

(C

ap

aci

dad

po

rta

nte

)

To

tal

7,5

%

10

%

10

%

10

%

5

%

22,5

%

2,5

%

2,5

%

7,5

%

2,5

%

20

%

100

%

MA

TE

RIA

LE

S

Tie

rra

Adobe, bahareque y tapia 5 5 3 4 3 4 3 5 5 3 4 4,08

Ladrillo, Bloque de

arcilla 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 4 3,65

Pie

dra

Sin proceso 5 1 3 4 3 5 3 4 5 2 5 4,05

Bloques laborados 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 5 3,85

Placas 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 4 3,65

Co

ncr

eto

Prefabricados y bloques

de concreto 5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 3 3,35

Concreto reforzado 5 5 1 3 3 5 5 1 5 2 5 4,13

Láminas de fibrocemento 5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 1 3,25

Ma

de

ra Madera aserrada-Pino 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 3 3,98

Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 3 4,00

Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 5 3 4,05

Met

ale

s Hierros y acero 5 1 1 1 1 1 1 5 1 5 1 1,50

Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 1 2,43

Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 3 3,55

Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores

En cuanto a la estructura el material más apto para la construcción de esta fue la guadua, la

cual es de fácil obtención en la zona y además de fácil manipulación

Tabla 36 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente estructura.

ESTRUCTURA

CATEGORÍA Lu

gar

de

pro

du

cció

n

Faci

lidad

de

tra

nsp

ort

e

Re

no

vab

le

Pe

so/D

en

sid

ad

Re

cicl

aje

y r

euti

liza

ció

n

Du

rab

ilid

ad

Esta

bili

dad

té

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Co

nd

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Ene

rgía

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bid

a

Efe

cto

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cal

or

Uso

(C

apac

idad

est

ruct

ura

l)

Tota

l

10% 10% 10% 5% 5% 25% 2,5% 2,5% 7,5% 2,5% 20% 100%

MA

TER

IALE

S

Co

ncr

eto

Prefabricados y bloques de concreto

5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 5 3,85

Concreto reforzado

5 1 1 3 3 5 5 1 5 2 5 3,83

Láminas de fibrocemento

5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 3 3,70

Mad

era

Madera aserrada-Pino

5 3 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,13

Procesadas 5 3 5 5 5 3 2 5 5 2 5 4,15

Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,33

Me

tale

s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 5 3,80

Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 1 2,53

Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 5 4,00

Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores

Respecto al componente envolvente, para la construcción de la vivienda el adobe y el

bahareque tuvieron la mejor y misma puntuación, esto debido a su naturaleza; sin embargo

la utilización de bloques de bahareque conllevaría consigo un alto impacto al recurso suelo

debido a la cantidad de material que se debería extraer para la construcción de los mismo,

adicionalmente, la guadua es un recurso de fácil acceso en la zona con las condiciones

necesarias para la construcción en bahareque, es por esto que se opta por tomar como material

de construcción de la envolvente, al bahareque sobre el adobe.

Tabla 37 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente envolvente.

ENVOLVENTE

CATEGORÍA

Luga

r d

e p

rod

ucc

ión

Faci

lidad

de

tra

nsp

ort

e

Re

no

vab

le

Pe

so/D

en

sid

ad

Re

cicl

aje

y r

euti

liza

ció

n

Du

rab

ilid

ad

Esta

bili

dad

té

rmic

a

Co

nd

uct

ivid

ad

Ene

rgía

em

be

bid

a

Efe

cto

isla

de

cal

or

Uso

(C

apac

idad

en

volv

en

te)

Tota

l

7,5%

10%

10%

5%

5%

25%

5%

5%

7,5%

2,5%

17,5%

100%

MA

TER

IALE

S

Tie

rra Adobe / Bahareque 5 5 3 4 3 5 3 5 5 3 5 4,50

Ladrillo, Bloque de arcilla 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 5 3,83

Pie

dra

Sin proceso 5 1 3 4 3 5 3 4 5 2 3 3,68

Bloques laborados 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 3 3,48

Placas 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 1 3,13

Co

ncr

eto

Prefabricados y bloques de concreto

5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 5 3,78

Concreto reforzado 5 1 1 3 3 5 5 1 5 2 5 3,73

Láminas de fibrocemento 5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 3 3,68

Mad

era

Madera aserrada-pino 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 3 3,88

Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 3 3,93

Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,23

Me

tale

s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 3 3,35

Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 3 2,98

Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 3 3,60

Vid

rio

Lámina 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33

Bloque 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33

Estructural 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33

Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores

Finalmente, para el componente cubierta el material más apto para el cubrimiento de la

vivienda fue el aluminio, sin embargo se utilizarán las tejas en buen estado resultantes de la

vivienda anterior, esto con el fin de minimizar el impacto ambiental de la nueva vivienda.

Sin embargo, también serán utilizadas tejas transparentes de PVC con el fin de iluminar el

interior de la vivienda en el día

Tabla 38 Resultados materiales con mejor desempeño para la componente cubierta.

CUBIERTA CATEGORÍA

Luga

r d

e p

rod

ucc

ión

Faci

lidad

de

tra

nsp

ort

e

Re

no

vab

le

Pe

so/D

en

sid

ad

Re

cicl

aje

y r

euti

liza

ció

n

Du

rab

ilid

ad

Esta

bili

dad

té

rmic

a

Co

nd

uct

ivid

ad

Ene

rgía

em

be

bid

a

Efe

cto

isla

de

cal

or

Uso

(R

esi

sten

cia

a co

nd

icio

ne

s e

xte

rnas

)

Tota

l

7,5%

10%

10%

5%

5%

22,5%

5%

5%

7,5%

5%

17,5%

100%

MA

TER

IALE

S

Mad

era

Madera aserrada-pino

5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 1 3,50

Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 1 3,55

Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 1 3,50

Me

tale

s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 5 3,60

Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 5 3,23

Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 5 3,85

VIVIENDA

Según la metodología utilizada para las dimensiones de los cimientos, la distribución de estos

para la vivienda de la finca El Naranjal debe ser la siguiente:

Figura 31 Sistema de vigas de cimentación en la vivienda de la finca El Naranjal.

Fuente: Autores

El nivel inferior de las vigas de cimentación debe tener una profundidad de 500mm por

debajo del nivel acabado del primer piso, por lo que debe hacerse un relleno de cemento

ciclópeo bajo la viga de una profundidad de 350mm y una anchura de 300 mm, sobre las

vigas debe construirse un sobre cimiento de concreto que sobresalga 80 mm, en donde se

anclarán los muros estructurales.

El cálculo de la distribución simétrica de muros debe hacerse para ambos ejes principales

donde se ubican los muros de la vivienda (x y y), para ello se toma como referencia la esquina

inferior izquierda como el origen (0,0).

Los muros estructurales del eje horizontal son los resaltados en rojo en la Figura 32

Figura 32. Muros estructurales del eje horizontal

Fuente: Autores

Los datos de los muros del eje horizontal se resumen en la siguiente tabla.

Tabla 39 Valores de (L*b) para los muros del eje horizontal.

MURO L (m) b L*b

1 5,3924 0 0

2 5,3922 0,92 4,9608

3 3,5025 0,92 3,2223

4 1,9445 4,0350 7,8461

5 3,6378 4,0350 14,6785

6 2,3154 4,0350 9,3426

7 4,0733 7,7103 31,4064

8 2,4118 7,7103 18,5957

9 2,2757 7,7103 17,5463

10 2,3181 7,7103 17,8732

11 9,6017 10,7103 102,8371

12 2,5580 2,0701 5,2953

Total 45,4234 - 233,6044

Fuente: Autores

El valor de B para los muros del eje horizontal es de 10.7103 m, se procede entonces a

calcular la simetría de los muros:

|(

233.604445.4234

−10.7103

2 )

10.7103| ≤ 0.15

0.01982 ≤ 0.15

Por lo tanto los muros en el plano horizontal cumplen con una distribución simétrica.

Los muros estructurales del eje vertical son los resaltados en azul en la Figura 33.

Figura 33. Muros estructurales del eje vertical

Fuente: Autores

Los datos de los muros del eje vertical se resumen en la siguiente tabla.

Tabla 40 Valores de (L*b) para los muros del eje vertical.

MURO L (m) b L*b

1 7,8403 0,0000 0

2 2,6753 2,8335 7,5804626

3 3,1368 2,8335 8,8881228

4 3,1300 5,2624 16,471312

5 4,1650 5,2624 21,917896

6 3,1300 8,3924 26,268212

7 3,2450 8,3924 27,233338

8 3,1300 11,5224 36,065112

9 3,2450 11,5224 37,390188

10 9,9200 14,7341 146,16227

Total 43,6174 - 327,9769

Fuente: Autores

El valor de B para los muros del eje vertical es de 14.7341 m, se procede entonces a calcular

la simetría de los muros:

|(

327.976943.6174 −

14.73412 )

14.7341| ≤ 0.15

0.0103 ≤ 0.15

Por lo tanto los muros en el plano vertical cumplen con una distribución simétrica, por lo

tanto ya que ambas distribuciones son menores a 0.15 se cumple con las condiciones de

divisiones y longitudes de los muros estructurales, por lo tanto el diseño en planta de la

vivienda será el siguiente:

Figura 34 Distribución en planta de los muros de la vivienda

Fuente: Autores

Verificación de resistencia de muros

Cargas muertas

Las cargas muertas son aquellas que se encuentran sobre la edificación e incluyen el peso de

la misma más los elementos permanentes, para calcular las cargas muertas deben utilizarse

las densidades de masa reales (en Kg/m3) de los materiales las cuales se deben multiplicar

por la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2), para así obtener los valores de peso en N/m3.

Cargas estructurales

La guadua a utilizar en la construcción de la vivienda dependiendo su uso tiene las

características consignadas en la Tabla 41, y la carga muerta total fue de 65.85 KN

Tabla 41 Carga muerta de la guadua para la edificación

Uso Longi

tud

total

(m)

Diámetr

o (m)

Volume

n (m3)

Graveda

d (m/s2)

Densida

d

(Kg/m3)

Peso por

m3(KN/m

3)

Carga

muerta

(KN)

Estructura 554,4

0

0,08 2,79 9,80 820,00 8,04 22,39

Soleras 363,3

2

0,08 1,83 9,80 820,00 8,04 14,68

Cubierta 376.5 0,11 3,58 9,80 820,00 8,04 28.78

Total - - - - - 65.85

Fuente: Autores

La densidad de la guadua Angustifolia Kunth según (Giraldo, 2004) está entre 0.76 g/cm3 a

0.82 g/cm3, se tomó la densidad mayor para efectos de calcular la carga muerta máxima

posible.

En cuanto a la esterilla de guadua esta tiene una densidad de 768 kg/m3 y por ende la carga

muerta para la esterilla es de 55.78 KN.

La malla electro soldada con las características anteriormente mencionadas es comercializada

con medidas de 6 * 2.35 m que tienen un peso de 15.1 Kg, por lo tanto la carga muerta es de

0.0031 KN. La carga muerta de mortero utilizado para los muros estructurales es de 294.81

KN.

Finalmente, la cubierta está compuesta por tejas de aluminio que ocupan un área de 152.03

m2 y tejas plásticas traslucidas que ocupan un área de 11.34 y el peso muerto de la cubierta

tiene un valor de 0.0784 KN.

Finalmente se calcula que la carga muerta total de la estructura que es de 416.5215 KN.

Cargas no estructurales

Las cargas muertas no estructurales horizontales a calcular para la vivienda son las referentes

al acabado del piso de concreto, el cual según la NSR-10 tiene una carga de 0.02 KN/m2 por

mm de espesor, como el acabado de los pisos será de 5mm y el área a la cual se le hará dicho

acabado es de 119.81 m2, por ende, la carga horizontal es de 11.981 KN

Las cargas no estructurales verticales vienen dadas por los enchapes que tienen una carga de

0.015 KN/m2 por mm de espesor, el área a enchapar será de 68 m2, por lo tanto la carga

muerta es de 5.1 KN. Los muros no estructurales también hacen parte de las cargas verticales,

sólo hay un muro no estructural en la vivienda y tiene una carga muerta de 2.4 KN.

Finalmente, dentro de las cargas muertas no estructurales se encuentran las generadas por las

ventanas y estas tienen una carga de 6.2 KN, para tener finalmente una carga de elementos

no estructurales verticales de 13.7 KN.

Las cargas muertas entonces tienen un valor de 430.2215 KN.

Cargas vivas

Las cargas vivas son aquellas producidas por el uso y ocupación de la edificación, las cargas

que se utilizarán en el diseño de la vivienda son las referentes al uso residencial y de

almacenamiento ya que se dispone de un cuarto de acopio de lo producido en la finca, por lo

tanto se calculan las cargas vivas producidas según la Tabla 42.

Tabla 42 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010) adaptada por

autores

Por lo tanto la carga viva referente a los cuartos privados y sus corredores es de 82.38 KN, y

la carga viva referente al cuarto de almacenamiento es de 39.2 KN, para un total de carga

viva de la vivienda de 121.58 KN.

Por ende, las cargas que se van a aplicar sobre los muros estructurales tienen un valor de

551.8015 KN los cuales serán distribuidos entre los 90.83 metros de longitud que tienen los

muros estructurales, los cuales están anclados a la cimentación y entre sí, lo que garantiza la

distribución simétrica de las cargas, por lo que cada metro de los muros de cimentación

soportará una carga de 6.07 KN, lo cual cumple con los valores admisibles de trabajo de los

muros en bahareque, según la Tabla 43.

Debido a que las cargas estructurales se encuentran correctamente distribuidas, no es

necesaria la instalación de columnas de apoyo.

Tabla 43 Valores admisibles de trabajo en muros de bahareque encementado

Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010) adaptada por

autores

ILUMINACIÓN EN EL INTERIOR DE LA VIVIENDA

A continuación se muestra la Tabla 44 que relaciona el área de cada sección de la vivienda

con el flujo luminoso o lúmenes necesarios para respetar el valor de 150 lux siguiendo la

𝑙𝑚 = 150 𝑙𝑢𝑥 ∗ 𝑎 Ecuación 5

Tabla 44 Luminosidad requerida para cada sección de la vivienda

Sección Área (m2) Luminosidad (lm)

Almacén 5,69 852,93

Baño 1 4,22 633,06

Baño 2 4,46 668,75

Cocina 8,96 1343,25

Corredor Ppal. 41,78 6267,40

Corredor Salida 8,20 1229,98

Habitación 1 8,84 1326,68

Habitación 2 9,20 1379,84

Habitación 3 8,61 1291,50

Habitación 4 8,61 1291,50

Habitación Ppal. 10,56 1584,08

Pasillo 2,83 424,47

Puesto Control 1,00 150,00

Fuente. Autores

Por otra parte, se han identificado varios tipos de bombillos y páneles led para analizarlos

según sus características, las cuales se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 45 Características de diferentes tipos de bombillos y paneles led

Opción Marca Tipo Luminosidad (Lm) Potencia (w) Valor $

1 Dairu Bombillo 350 4 7900

2 Dairu Bombillo 450 5,5 3316,67

3 Dairu Bombillo 806 8,8 6650

4 Dairu Bombillo 1060 10,5 6980

5 Ilumax Panel 150 3 8900

6 Ilumax Panel 450 6 11900

7 Philips Capsula 170 1,6 17500

Fuente. Catálogo de iluminación de Homecenter adaptado por autores

Implementando la 𝑁𝑏 = 𝑙𝑚/𝑙𝑚𝑏 Ecuación 6 se logra obtener la

cantidad de bombillos para cada sección, estos resultados se muestran en la Tabla 46.

Tabla 46 Cantidad de bombillos de cada opción para cada sección de la vivienda

Sección Cantidad Bombillos

1 2 3 4 5 6 7

Almacén 2 2 1 1 6 2 5

Baño 1 2 1 1 1 4 1 4

Baño 2 2 1 1 1 4 1 4

Cocina 4 3 2 1 9 3 8

Corredor Ppal. 18 14 8 6 42 14 37

Corredor Salida 4 3 2 1 8 3 7

Habitación 1 4 3 2 1 9 3 8

Habitación 2 4 3 2 1 9 3 8

Habitación 3 4 3 2 1 9 3 8

Habitación 4 4 3 2 1 9 3 8

Habitación Ppal. 5 4 2 1 11 4 9

Pasillo 1 1 1 0 3 1 2

Puesto Control 0 0 0 0 1 0 1

Fuente. Autores

Como se puede notar, en algunos casos el resultado para el número de bombillas es 0, esto

se debe a la alta luminosidad de cada foco luminoso, es decir, se desperdiciará cierta cantidad

de luz si se implementarían.

Teniendo en cuenta la tabla anterior y la Tabla 45 donde se muestran las características de

las 7 opciones elegidas, se puede llegar a la potencia total requerida de cada opción para cada

sección de la vivienda por medio de la 𝑊𝑡𝑏 = 𝑊𝑏 ∗ 𝑁𝑏 Ecuación

7, estos resultados se presentan a continuación.

Tabla 47 Potencia total de cada opción para cada sección de la vivienda

Sección Total potencia (w)

1 2 3 4 5 6 7

Almacén 8 11 8,8 10,5 18 12 8

Baño 1 8 6 8,8 10,5 12 6 6,4

Baño 2 8 6 8,8 10,5 12 6 6,4

Cocina 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8

Corredor Ppal. 72 77 70,4 63 126 84 59

Corredor Salida 16 17 17,6 10,5 24 18 11,2

Habitación 1 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8

Habitación 2 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8

Habitación 3 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8

Habitación 4 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8

Habitación Ppal. 20 22 17,6 10,5 33 24 14,4

Pasillo 4 5,5 8,8 0 9 6 3

Puesto Control 0 0 0 0 3 0 1,6

Fuente. Autores

Así mismo se resaltan con color verde las opciones de bombillas que consumen una menor

cantidad de energía en las diferentes áreas de la vivienda, excepto en el área del corredor

principal, el pasillo y el puesto de control ya que si se eligiera la opción 7 se elevarían

significativamente los costos por lo cual se optó por las opciones 4, 1 y 5 respectivamente

dando relevancia al consumo energético y a la inversión económica. Se han definido Cuatro

tipos de bombillas, las opciones 1, 2, 4 y 5, tal como se evidencia en la Tabla 48 con sus

respectivas cantidades

Tabla 48 Cantidad y tipo de bombillas

Sección Opción de

bombilla

Cantidad de

Bombillas

Total potencia

(w)

Almacén 1 2 8

Baño 1 2 1 6

Baño 2 2 1 6

Cocina 4 1 10,5

Corredor Ppal. 4 6 63

Corredor Salida 4 1 10,5

Habitación 1 4 1 10,5

Habitación 2 4 1 10,5

Habitación 3 4 1 10,5

Habitación 4 4 1 10,5

Habitación Ppal. 4 1 10,5

Pasillo 1 1 4

Puesto Control 5 1 3

Total 163,5

Fuente. Autores

Conociendo que 1 lux equivale a 1lm/m2 se obtiene la iluminancia para cada espacio de la

vivienda, los cuales se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 49 Iluminancia final para cada espacio de la vivienda

Sección Cantidad de

bombillas

lm de

bombilla Área total Iluminancia

Almacén 2 350 5,69 123,11

Baño 1 1 450 4,22 106,62

Baño 2 1 450 4,46 100,94

Cocina 1 1060 8,96 118,37

Corredor Ppal. 6 1060 41,78 152,22

Corredor Salida 1 1060 8,20 129,27

Habitación 1 1 1060 8,84 119,85

Habitación 2 1 1060 9,20 115,23

Habitación 3 1 1060 8,61 123,11

Habitación 4 1 1060 8,61 123,11

Habitación Ppal. 1 1060 10,56 100,37

Pasillo 1 350 2,83 123,68

Puesto Control 1 150 1,00 150

Fuente. Autores

Como se muestra en la tabla anterior, a pesar que se tomó como base el valor medio de 150

lux, únicamente el área del puesto de control cumple con este parámetro, sin embargo, los

valores obtenidos no se salen de mínimo (100 lux) y el máximo (200 lux) recomendado para

evitar el deslumbramiento u otros efectos a la salud visual de los habitantes.

Por otra parte, para la red de iluminación de la vivienda se necesitarían un total de 147 m de

cable calibre 14, para las tomas de uso general se implementarían 57 m de cable calibre 12 y

para las tomas de uso rudo (lavadora, hornos, planchas, entre otros) 26 m de cable calibre 8,

además, se necesitarían 147 m de tuvo PVC conduit de media pulgada para las redes, a

continuación se muestra la distribución de las bombillas junto a las redes eléctricas.

Figura 35 Distribución de bombillas y red eléctrica para la iluminación para la vivienda

de la finca El Naranjal

Fuente. Autores

Figura 36 Red eléctrica para las tomas de la vivienda de la finca El Naranjal

Fuente. Autores

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Se tiene en cuenta que son 4 habitantes permanentes por lo cual se tomará el valor de 130

L/Hab*día basados en la Tabla 26, en cuanto a las 4 personas que habitan la vivienda

temporalmente se ha decidido tomar el dato de “alojamiento temporal” presentado en dicha

tabla de 80 L/Hab*día, de esta forma, se implementa la 𝐶 = (𝐶𝑃 ∗ 0.5) + (𝐶𝑇 ∗ 0.5)

Ecuación 8 obteniendo lo siguiente.

𝐶 = (130 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 0.5) + (80 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 0.5)

𝐶 = 105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎

Posteriormente se halla el total de aguas residuales en un día por medio de la 𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 𝐶 ∗

𝑁𝐶 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎 Ecuación 9

𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖 ∗ 8 𝐻𝑎𝑏 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎

𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 840 𝐿

Teniendo en cuenta la Tabla 27 de tiempos de retención, se toma el dato de 1 día como tiempo

de retención (T)

Se ha elegido un intervalo de limpieza de dos años y considerando que la temperatura

ambiente promedio de la zona es de 16 ºC se obtiene el valor de 105 para K como se muestra

en la Tabla 28.

Sustituyendo las variables de la Vu= 1000 + Nc (CT + KLf) Ecuación

10 con los datos ya planteados se obtiene el siguiente volumen útil para el tanque séptico:

Vu = 1000 + 8 Hab (105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎*1dia + 105*1 L/día)

Vu= 2680 L

Siguiendo las consideraciones planteadas por la Resolución 0330 (2017) para el diseño de

tanques sépticos, en el numeral 3 se plantea que este sistema debe estar formado por dos

cámaras con relación 2:1 con respecto al volumen total, por esta razón se ha decidido

implementar dos tanques prefabricados, el primero con una capacidad de 2000 L y el segundo

de 1000 L para un total de 3000 L cumpliendo con la demanda del volumen útil necesario,

estos tanques tienen una altura de 1550 mm y 1030 mm respectivamente cumpliendo las

especificaciones planteadas en la Tabla 24. Así mismo, se debe incluir un sistema de

filtración anaerobia prefabricada de 1000 L y se incluirá una trampa de grasas a la salida de

las aguas residuales provenientes de la cocina con capacidad de 95 L

Por otra parte, la Resolución 0330 (2017) exige que este sistema debe estar acompañado por

un tratamiento complementario, de estos se han descartado el campo de infiltración por el

área que este demanda y el pozo de infiltración, ya que las propiedades del suelo causan que

la infiltración sea demasiado lenta, por lo tanto se ha elegido el humedal artificial como

tratamiento complementario del sistema de tanque séptico para la finca El Naranjal, se ha

elegido el humedal de tipo Subsuperficial ya que según Arias, Betancur, Salazar, &

Hernandez (2010), este tipo de humedal frente a los otros tipos tiene las siguientes ventajas:

Mínima presencia de plagas.

Ausencia de malos olores en la zona de los lechos

Facilidad de operación

La condición de modular permite adicionar nuevas unidades de acuerdo con las

características de las aguas residuales finales.

Las aguas obtenidas se pueden usar nuevamente

El caudal de entrada al sistema de humedal Q es el caudal efluente del pozo séptico, es decir,

2680 L/día como ya se había planteado por medio de la Vu= 1000 + Nc (CT + KLf)

Ecuación 10.

Según la tabla E.2.6 del RAS (2000) para la carga de DBO5 se sugiere tomar el valor de 50

g/Hab.Día el cual corresponde al DBO5 entrante. Por otra parte, para el DBO5 de salida se

tendrá en cuenta los valores encontrados en la Resolución 631 (2015) por la cual se establecen

los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a

cuerpos de aguas superficiales; siendo así 90 mg/L el máximo permisible.

Se sustituyen las variables en la 𝐶𝑜 = (𝐷𝐵𝑂5 ∗1000𝑚𝑔

1 𝑔∗ 𝑁𝑐)/𝑄 Ecuación

12 para obtener la concentración de DBO5 de la siguiente forma:

𝐶𝑜 =

50 𝑔𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎

∗100 𝑚𝑔

1 𝑔 ∗ 8 𝐻𝑎𝑏

2680 𝐿/𝑑𝑖𝑎

𝐶𝑜 = 149.25 𝑚𝑔/𝐿

Con la 𝐾𝑡 = 𝐾20 ∗ 1.07𝑇−20 Ecuación 13 se obtiene el valor de k

pertinente a la constante de temperatura para el sistema

𝐾𝑡 = 1.1040 ∗ 1.0716−20

𝐾𝑡 = 0.8422

La EPA (1993) sugiere que para la profundidad promedio del agua en el filtro no se puede

superar los 0.62 m sin embargo para este sistema se ha elegido una profundidad de 0.6 m

para manejar cifras cerradas, en cuanto al valor del porcentaje de la porosidad de la estructura

se sugiere que para sistemas que utilicen plantas, n debe ser igual a 0.35.

Ya teniendo estos datos, las variables se sustituyen por los valores correspondientes en la

𝐴𝑠 =𝑄∗(𝐿𝑛𝐶𝑜−𝐿𝑛𝐶𝑒)

𝐾𝑡∗𝐷∗𝑛 Ecuación 11 para calcular el área superficial del

humedal.

𝐴𝑠 =2.68 𝑚3/𝑑𝑖𝑎 ∗ (𝐿𝑛 149.25 𝑚𝑔/𝐿 − 𝐿𝑛 90 𝑚𝑔/𝐿)

0.8422 ∗ 0.6 𝑚 ∗ 0.35

𝐴𝑠 = 7.6646 𝑚2

Las dimensiones del humedal están determinadas por la 𝐴𝑠 = 𝑊 ∗ 𝐿

Ecuación 14 obteniendo lo siguiente

𝑊 ∗ 2𝑊 = 7.6646 𝑚2

𝑊 = √7.6646 𝑚2

2

𝑊 = 1.9576

𝐿 = 2𝑊 = 2 ∗ 1.9576 𝑚 = 3.9152 𝑚

Las medidas de largo y ancho definidas para el humedal son 4 m y 2 m respectivamente con

profundidad de 1 m, altura del relleno de 0,7 m y profundidad del agua de 0,6 m.

Uno de los factores fundamentales para el correcto funcionamiento del humedal artificial es

la vegetación implementada, ya que por medio de esta se realizan los procesos de purificación

del recurso hídrico. Para la finca El Naranjal se propone implementar Guadua angustifolia

Kunth ya que según los resultados presentados por Marín & Correa (2010) esta especie aparte

de proteger el suelo y el recurso hídrico, contribuye a la remoción de nitrógeno, materia

orgánica y algunos agentes patógenos como E. coli.

Conforme a lo propuesto por Marín & Correa (2010) se deben sembrar 4 chusquines por m2,

por lo cual para el humedal de la finca El Naranjal se deben sembrar 32 chusquines de

Guadua angustifolia Kunth. Este tipo de planta muestra mejor eficiencia al estar sembrada

en arena, sin embargo, se ha considerado implementar los residuos de los escombros

fragmentados para el relleno mejorando la distribución de las aguas residuales en todo el

humedal; por lo tanto se usaran los residuos de escombros en la entrada y salida del humedal

con una capa de 50 cm, estas secciones a su vez tienen una inclinación de 65 grados

permitiendo el flujo del agua con una velocidad inicial, el resto del relleno del humedal está

compuesto por el 50% de escombros triturados y el 50% de arena para el crecimiento de la

guadua. Lo anterior puede observarse en la Figura 37.

En cuanto a los escombros provenientes de la vivienda se tiene que es un volumen total de

18.57 m3, para el humedal se usarán 3.5 m3 de dichos escombros, además, en el área del

antiguo corral se nivelara para dejar esta zona como un jardín rodeando el humedal, para esto

se usarán 10.53 m3 formando un total de 14.03 m3 de escombros reutilizados en esta zona.

Los 4.54 m3 de escombros sobrantes se utilizarán para nivelar el suelo para la construcción

del establo.

Figura 37 Vista Transversal del humedal artificial subsuperficial para la finca El Naranjal

Fuente. Morales, López, Vera & Vidal (2013) adaptada por Autores

El vertimiento final del sistema de tratamiento se realizará en la zona de bosque que no se

encuentra intervenida antrópicamente, este punto se encuentra a aproximadamente 72 metros

de la quebrada que delimita la finca. Por otra parte, es necesaria la utilización de 41 metros

de tubería de 4 pulgadas, 8 m de tubería de 2 pulgadas, una tees sanitaria reducida 4x2, 4

codos de 90° de 2 pulgadas, 4 codos de 90° de 4 pulgadas y dos tees sanitarias de 4 pulgadas

.

Todo el sistema de tratamiento de aguas residuales se muestra en la siguiente figura.

Figura 38 Sistema de tratamiento de aguas residuales de la vivienda de la finca El

Naranjal

Fuente. Autores

GANADERÍA ESTABULADA

Se dispone de un área de 64 m2 para la construcción del establo donde se van a ubicar las

unidades ganaderas, se utilizará un área de 54 m2 para la estadía de las mismas y el área

restante será utilizada para la construcción del abrevadero que tendrá forma de L con una

longitud de 12 metros y 0.6 metros de ancho, el abrevadero tendrá una cota superior de 1

metro, sin embargo este sólo tendrá una profundidad de 0.6 metros, para facilitar a las

unidades ganaderas el acceso al agua.

Finalmente siguiendo las consideraciones de la metodología, el diseño final del establo es el

siguiente.

Figura 39 Vista en planta del establo

Fuente. Autores

BIODIGESTOR Y APROVECHAMIENTO DEL BENEFICIO DE CAFÉ

Para calcular el tiempo de beneficio por cosecha se implementa la 𝑇𝑐𝑠 =𝐶𝑐𝑠

𝐽𝑑

Ecuación 16

𝑇𝑐𝑠 =48@

17@ 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑙 ∗ 𝑑í𝑎⁄= 2.823 ≅ 3 𝑑í𝑎𝑠

Cada día de estos 3 necesarios para la cosecha, aportará entonces 184L de aguas mieles

al digestor, por lo tanto la 𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟

Ecuación 15 se modifica para poder internalizar la carga adicional que recibirá

el digestor en días de cosecha, quedando así:

𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 + 552𝐿(𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑚𝑖𝑒𝑙𝑒𝑠) Ecuación 23

Por tanto el volumen total de carga diaria al biodigestor se calcula añadiendo la misma

cantidad de agua en litros que los kilogramos de residuos generados por las unidades

ganaderas, es decir 80Kg de estiércol + 80L de agua, lo que nos da como resultado 160 litros

de mezcla al día, considerando el tiempo de retención de 40 días y reemplazando en la 𝑉𝐷 =

(𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 + 552𝐿(𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑚𝑖𝑒𝑙𝑒𝑠) Ecuación 23 podemos calcular el

volumen del biodigestor, entonces se tiene que:

𝑉𝐵 = (80 + 80) ∙ 40 + 552𝐿

𝑉𝐵 = 6400 𝐿 + 552 𝐿

𝑉𝐵 = 6952 𝐿 ≅ 7 m3

Por lo tanto el volumen final que debe tener el balón para poder tratar los residuos

anteriormente necesarios es de 6952 litros, que se aproxima a 7 m3 para términos prácticos.

Para poder calcular las medidas del digestor de balón de 7 m3 se emplea la expresión de

volumen de un cilindro.

𝑉𝐵 = 𝜋𝑟2 ∗ ℎ

El área destinada para la ubicación del digestor tiene un largo de 8.71m, por lo que se toma

un largo de 8 metros para el cilindro, reemplazando los valores en la expresión de volumen

del cilindro tenemos que

7 𝑚3 = 𝜋𝑟2 ∗ 8𝑚

Despejando el radio obtenemos la siguiente ecuación

𝑟 = √𝑉

𝜋ℎ

Reemplazamos los valores de volumen y altura, entonces

𝑟 = √7 𝑚3

𝜋 ∙ 8𝑚= 0,5277 𝑚

Por lo tanto las dimensiones finales del digestor de balón son de 8 metros de longitud y un

radio de 0,5277 metros y 1,055 metros de diámetro.

Ahora se calcula la producción de biogás a partir de las cargas diarias que se le van a hacer

al digestor, según la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. por cada kilogramo de

estiércol de ganado vacuno se producen 0,04 m3 de biogás, por lo tanto la producción diaria

de biogás estará dada por la siguiente expresión

𝑉𝐵/𝑑 = 80 ∗ 0,04 = 3,2 𝑚3

Entonces la producción de biogás al día será de 3,2 m3, a excepción de los meses de cosecha

de café en las que el digestor tendrá cargas extra y se generará más biogás, en la evaluación

de biogás generado por aguas procedentes del beneficio del café, se estima que por cada litro

de estas aguas, se generan 41,52 litros de biogás o 0,04152 m3 (Espinosa, 2017), el volumen

extra de biogás viene dado entonces por la siguiente expresión:

𝑉𝐴𝑚 = 184 ∗ 0,04152 = 7,64 𝑚3

Es decir que para los 3 días de lavado de la cosecha de café, se van a generar 7,64 m3 de

biogás adicionales por día.

Consecuentemente se generarán 3,2 m3 de biogás por día y para la primera temporada de

cosechas del año (Abril-Junio) se darán unos excesos de 7,64 m3 durante los 3 días del

beneficio del café, por lo que la producción diaria de biogás para estos 3 días será de 10,84

m3 por día, lo mismo sucede con la segunda cosecha del año (Septiembre – Diciembre).

Se calculan entonces las necesidades de biogás al día de la vivienda, ayudándonos de la Tabla

50 en donde se calcula el consumo de gas de algunos equipos alimentados por este

combustible.

Tabla 50 Principales equipos de consumo de biogás

Fuente: (Ministerio de energía de Chile, 2011)

El gas producido será utilizado con fines familiares para la elaboración de los alimentos tres

veces al día y para el alumbrado de la finca. Se considera que una persona para satisfacer la

necesidad de elaboración de sus alimentos consume 0,35 m3 de gas diario (Cuní, 2011),

entonces:

𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 = 0,35 𝑚3 ∗ 4 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 1,4 𝑚3

Por lo tanto el consumo diario de biogás para la elaboración de alimentos será de 1,4 m3, lo

que deja un volumen restante de 1,8 m3 que serán aprovechados para el alumbrado de la finca,

este biogás será distribuido en 5 lámparas que podrán ser utilizadas por máximo 5 horas cada

una, estas se distribuirán en el exterior de la vivienda, 2 en la zona del biodigestor y el establo,

una en el lavadero, una en la entrada principal y la última en la parte trasera de la vivienda.

Para las 4 personas flotantes que visitan la finca en temporada de vacaciones (Junio- Julio) y

(Diciembre-Enero) se deben calcular los excesos de consumo de biogás, los cuales se

calculan en función del tiempo de estadía, generalmente las 4 personas flotantes se quedan

en la finca por 2 semanas, por lo tanto el cálculo de los excesos está dado por la siguiente

expresión:

𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = 0,35 𝑚3 ∗ 4 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 14 𝑑í𝑎𝑠 = 19,6 𝑚3

Este exceso se suple con el volumen de biogás extra generado en las temporadas de cosecha

del café, las cuales coinciden con los tiempos de visita de las personas flotantes, el cálculo

del volumen sobrante viene dado por la siguiente expresión:

𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎 = 22,92 𝑚3 − 19,6 𝑚3 = 3,32 𝑚3

Es decir que para la temporada de cosecha quedará un volumen de 3,32 m3 de biogás restante,

el cual podrá ser utilizado para iluminación, ya sea con las lámparas de biogás instaladas en

los exteriores de la vivienda o con una lámpara de biogás portable.

Para decidir la localización del digestor (Figura 40) se tomaron en cuenta criterios de cercanía

a la materia prima, la cual se va a cargar diariamente, también que como se indica en el

manual la tubería esté entre 10 y 50 metros. Así mismo, las lámparas que se proponen en el

diseño de la vivienda serán utilizadas para el alumbrado de exteriores.

Figura 40 Localización del digestor en la finca El Naranjal

Fuente. Autores

Por lo tanto se utilizarán 40 metros de tubería para la conducción del gas hasta su sitio de

utilización, esto debido a que el biodigestor se encuentra en la cota de 2100 msnm y la

vivienda en la de 2090, por lo tanto verticalmente son 10 metros de tubería más la que se

utilizará horizontalmente (30m), esto teniendo en cuenta que la tubería debe llegar a la

vivienda por las alturas con fines de seguridad.

Excavación de la fosa

La excavación de la fosa se realizará teniendo en cuenta las dimensiones del digestor que ya

se han calculado anteriormente. Se debe hacer una terraza completamente nivelada de largo

y de ancho, las dimensiones de la fosa son las siguientes:

Figura 41 Medidas de excavación del terreno parta la instalación del digestor

Fuente: (Cenicafé, 1999) adaptada por autores

CONTROL DE EROSIÓN DE TALUDES

El talud a tratar tiene una longitud de 15 metros y su perfil es de 4x4 metros, por lo tanto se

necesitarán de 8 escalones para estabilizar el terreno, como se aprecia a continuación

Figura 42 Perfil transversal de talud escalera

Fuente. Autores

Debido a que se van a colocar estacas cada metro de distancia horizontal y que se proponen

8 escalones, el total de estacas será de 60, cada una de ellas con una longitud de 0.75 metros.

Adicionalmente se refuerza con 10 líneas horizontales de bambú para poder retener el suelo

y evitar la erosión, lo que equivale a un total de 1200 metros de bambú. Estos materiales

serán obtenidos de un productor certificado. La obra se debe construir de arriba hacia abajo

para garantizar el correcto funcionamiento de la misma.

SISTEMA DE ENERGÍA SOLAR

La instalación de los paneles solares depende directamente del consumo o la demanda

energética de la vivienda, por lo cual, se debe cuantificar dicha demanda teniendo en cuenta

las condiciones deseadas y los aparatos eléctricos que se emplean como uso cotidiano, para

ello se realizó una tabla de consumo eléctrico que se muestra a continuación.

Tabla 51 Consumo energético de la finca El Naranjal

Equipo Potencia

(w) Cantidad

Tiempo

Uso h/día Wh/día

Bombillo Dairu 1060 lm 10,5 13 4 546

Bombillo Dairu 350 lm 4 3 4 48

Bombillo Dairu 450 lm 5,5 2 4 44

Cafetera Oster 650 1 0,5 325

Carga de celulares 12 4 0,53 25,44

DVD contex 15 1 0,0119 0,1785

Equipo Mini PANASONIC

AKX110 300 1 3 900

Lavadora Centrales

LCA80GZI1 340 1 0,375 127,5

Licuadora Premium PB323 350 1 0,1667 58,345

Nevera Challenger 223lt

Frost CR252 69 1 24 1656

Otros gastos energéticos o

perdidas 5 1 0,53 2,65

Panel Ilumax 150 lm 3 1 4 12

Plancha 1200 1 0,003 3,6

Televisor Samsung 75 2 3 450

Total 4254,7135

Fuente. EPM (2012) adaptada por Autores

Para el potencial de los páneles se toma el valor de 250 W el cual es un promedio de los

consultados en el mercado con un costo asequible.

El valor de la radiación solar se toma a partir de los datos presentados por el IDEAM (2014)

donde se establecen valores mínimos de 4 KWh/m2/día y máximos de 4,5 KWh/m2/día para

el municipio de Cajamarca.

Para el factor de corrección se tendrá en cuenta la Tabla 52 donde se muestran el factor de

corrección k para la latitud de 4º, además se muestra un promedio anual teniendo en cuenta

que algunos meses tienen más días que otros, por lo cual tienen un mayor peso en el promedio

de la siguiente forma.

Meses de 31 días = 8,49%

Meses de 30 días = 8,22%

Meses de 28 días = 7,67%

Tabla 52 Valores de factor k para latitud de 4º

FACTOR k PARA LATITUD DE 4º

Inc Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Promedio

anual

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0000

5 1,02 1,01 1 0,99 0,97 0,97 0,97 0,98 1 1,02 1,03 1,03 0,9989

10 1,04 1,02 1 0,96 0,94 0,93 0,94 0,96 1 1,03 1,05 1,05 0,9930

15 1,05 1,02 0,98 0,94 0,9 0,88 0,90 0,93 0,98 1,03 1,06 1,07 0,9779

20 1,06 1,02 0,97 0,9 0,85 0,83 0,85 0,90 0,96 1,03 1,07 1,08 0,9595

25 1,05 1,01 0,94 0,86 0,8 0,77 0,80 0,86 0,94 1,02 1,07 1,08 0,9328

30 1,05 0,99 0,91 0,82 0,74 0,71 0,74 0,81 0,91 1,00 1,06 1,07 0,9002

35 1,03 0,97 0,87 0,77 0,68 0,64 0,67 0,76 0,87 0,98 1,05 1,06 0,8618

40 1,01 0,94 0,83 0,71 0,61 0,57 0,60 0,70 0,82 0,95 1,03 1,04 0,8167

45 0,98 0,9 0,78 0,65 0,54 0,5 0,53 0,64 0,77 0,91 1,00 1,02 0,7675

50 0,95 0,86 0,73 0,59 0,47 0,42 0,46 0,57 0,72 0,87 0,97 0,99 0,7158

55 0,91 0,81 0,67 0,52 0,39 0,34 0,38 0,50 0,66 0,82 0,93 0,95 0,6558

60 0,86 0,76 0,61 0,45 0,31 0,25 0,30 0,43 0,60 0,76 0,88 0,91 0,5924

65 0,81 0,71 0,55 0,37 0,23 0,17 0,22 0,35 0,53 0,70 0,83 0,86 0,5265

70 0,76 0,65 0,48 0,3 0,15 0,12 0,13 0,27 0,46 0,64 0,77 0,81 0,4606

75 0,7 0,58 0,41 0,22 0,12 0,11 0,10 0,19 0,38 0,57 0,71 0,75 0,4023

80 0,64 0,52 0,34 0,14 0,11 0,1 0,10 0,11 0,31 0,50 0,64 0,69 0,3491

85 0,57 0,45 0,26 0,12 0,1 0,09 0,09 0,09 0,23 0,43 0,57 0,62 0,3009

90 0,5 0,37 0,19 0,11 0,1 0,09 0,08 0,08 0,15 0,35 0,50 0,55 0,2553

Fuente Clean Energy Solar (2015) adaptada por Autores

Como se evidencia en la tabla anterior el valor promedio anual más alto corresponde a una

inclinación de 0, por lo cual los paneles al estar horizontalmente serán más eficientes, es por

esta razón que se toma para k el valor de 1.

Teniendo estos datos se sustituyen las variables en la 𝐻𝑆𝑃 = 𝑅 ∗ 𝐶𝑎 ∗ 𝑘

Ecuación 18, trabajando con el valor mínimo de radiación para satisfacer la demanda

energética de la vivienda

𝐻𝑆𝑃 =4𝐾𝑊ℎ

𝑚2/𝑑𝑖𝑎∗ 1,05 ∗ 1

𝐻𝑆𝑃 = 4,2 𝐾𝑊ℎ/𝑚2/𝑑𝑖𝑎

Con estos datos, se implementa la 𝑁𝑝 =𝐷𝑒∗1,3

𝐻𝑆𝑃∗𝑊𝑝 Ecuación

17 para hallar la cantidad de paneles solares necesarios para abastecer de energía eléctrica la

finca El Naranjal.

𝑁𝑝 =4198,7135 ∗ 1,3

4.2 ∗ 250

𝑁𝑝 = 5,2 ≈ 6

Como se muestra en la ecuación anterior, es necesaria la instalación de 6 paneles solares para

suplir la demanda energética de la vivienda.

En cuanto a la cantidad de baterías a implementar se sustituyen los valores en la 𝑁𝑏𝑡 =

𝐷𝑒∗1,3

𝑊𝑏𝑡∗0,5∗0,9 Ecuación 19:

𝑁𝑏𝑡 = 4198,7135 ∗ 1,3

2400 ∗ 0,5 ∗ 0,9

𝑁𝑏𝑡 = 5,05

El resultado muestra la necesidad de 5,05 baterías, por lo cual se implementarán 5 baterías

de 2400 W y una de 312 W previniendo que hallan excesos de producción o una sobrecarga

energética de las baterías.

En cuanto a la conexión desde los paneles solares hasta las baterías se implementará cable

calibre 4 con una longitud de 9,5 m y desde las baterías hasta el inversor se usará cable calibre

6 con una longitud de 3 m

A continuación se muestra el esquema de cómo estaría compuesto el sistema de energía solar

para la vivienda.

Figura 43 Sistema de conexión de energía solar

Fuente. Autores

Este sistema debe contar con un cuarto de control donde se situarán los interruptores, el

regulador de carga, las baterías y el inversor, este se encontrará en la parte sur de la vivienda.

Por otra parte los paneles solares se situaran sobre la habitación 2 esto con el fin de que los

muros soporten el peso de dichos paneles, lo anterior se muestra en la Figura 43.

Figura 44 Ubicación paneles solares sobre la vivienda de la finca El Naranjal

Fuente. Autores

SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS LLUVIA

Se ha propuesto un sistema de recolección de aguas lluvia para la Finca el Naranjal el cual

depende principalmente de la precipitación en la zona, para ello, se ha solicitado información

al Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM de la estación

meteorológica Cajamarca-21215100 ubicada a 1,5 Km del predio y a una elevación de 1920

m.s.n.m., la información corresponde a los valores máximos de precipitación durante el

periodo de 1991 y 2009 presentada mensualmente a continuación.

Tabla 53 Información de los valores máximos mensuales de precipitación entre 1991 y

2009

Valores máximos mensuales de precipitación (mm)

Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1991 7,7 3,5 15,2 25,9 28,9 24,1 44,7 30,3 33,9 24,2 39,2 18,93

1992 15 34,2 19,8 31,2 14,5 27,8 31,2 13,1 28,6 31,2 25,03 22,9

1993 13 20,3 28,9 33,4 43,9 12,4 26,2 10,2 41,7 22,6 33,4 20,4

1994 29 19,4 22 28,6 25,1 26,9 26,7 14,5 34,4 32,6 24 8,3

1995 4,2 8,13 30,43 29,2 29,4 109,03 43,1 15,1 40,4 18 21,1 37,1

1996 15,3 10,2 22,4 29,5 31,9 29,4 14,6 49,5 28,1 24 44,9 28,9

1997 13,43 42,6 18,2 22,5 31 72,1 2,1 3,1 19,2 19,2 32,4 8,4

1998 7,6 29,5 25,6 28,4 29,5 25,9 54,9 33,2 33,3 16,8 19,6 38,6

1999 25,2 23,6 34,3 33,7 20,4 23,1 19,5 21,7 38,9 26,5 26,6 31,5

2000 19,7 23,6 23 17,1 54,9 58,5 31,2 20,2 32,1 21,3 14,2 13,6

2001 17,2 24,4 35,2 26,8 45,3 13,3 54,03 19,1 32,4 12,8 15,3 38,4

2002 6,93 23,2 32,3 27 29,8 29,7 61,9 14,5 22,9 26 13,8 7,8

2003 1,8 10,3 20 45,5 73,7 29 19,6 17,8 22,53 34,1 21 36

2004 8,93 38,8 17 16,7 31,5 21,8 27,7 11,6 25,7 27,3 27,4 8,4

2005 16,7 25,4 30,3 25,6 29 54,6 15,73 50 19,6 21,33 38,4 22,6

2006 18,4 31,2 20 31,6 28,63 48 10,4 5,5 27,2 12,2 14,7 24,7

2007 7,6 24,7 17,5 28,1 43,7 39,8 35,4 47,3 32 33,6 33,6 16,6

2008 16,8 16,53 13,5 32,8 29,1 36,6 40 31,8 23 30 34 19,5

2009 22 21 33 16,5 32,2 41,6 34,7 18,3 16,2 32,3 18,1 22,03

Fuente. Información suministrada por el IDEAM (2018) adaptada por autores

Para el cálculo del almacenamiento del agua lluvia captada, se ha decidido trabajar con

valores máximos, a pesar que el valor máximo es de 109,03 mm correspondiente al mes de

junio del año 1995, se ha decidido no trabajar con este valor, ya que, como se ve reflejado en

la Figura 45 este valor se encuentra fuera del comportamiento normal respecto a los valores

de los otros años, es por esta razón que se ha decidido tomar el segundo valor máximo que

es de 73,7 mm correspondiente al mes de mayo de 2003.

Figura 45 Valores máximos mensuales de precipitación

-20

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pre

cip

ita

ció

n (

mm

)

Número correspondiente al mes1991 1992 1993 1994 1995

1996 1997 1998 1999 2000

2001 2002 2003 2004 2005

2006 2007 2008 2009

Fuente. Autores

Según el diseño de la vivienda propuesta se identifican tres secciones, la primera demarcada

por el techo sobre las habitaciones secundarias, la cocina y la sala; la segunda delimitada por

el techo que cubre la habitación principal, los dos baños y el almacén; la tercera corresponde

al área del establo; por esta razón se realizan los siguientes cálculos identificando la

posibilidad de tener tres puntos de recolección de aguas lluvia, así mismo se aplicará la 𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐

1000 Ecuación 21 en los tres casos para conocer la oferta de

aguas lluvia de diseño en las secciones del techo. El área de las tres secciones del techo es de

111,4021 m2, 44,4861 m2 y 79,98 m2 respectivamente y se muestran en la siguiente

ilustración.

Figura 46 Secciones del tejado para la recolección de aguas lluvia

Fuente. Autores

El volumen de lavado de los techos está determinados por la 𝑉𝑙𝑖 = (1𝐿

𝑚2∗ 𝐴𝑐)/1000

Ecuación 20, por lo tanto para cada sección se obtienen los siguientes

resultados

𝑉𝑙1 = (1𝐿

𝑚2∗ 111,4021 𝑚2)

𝑽𝒍𝟏 = 𝟏𝟏𝟏, 𝟒𝟎𝟐𝟏 𝑳

𝑉𝑙2 = (1𝐿

𝑚2∗ 44,4861𝑚2)

𝑽𝒍𝟐 = 𝟒𝟒, 𝟒𝟔𝟏 𝑳

𝑉𝑙3 = (1𝐿

𝑚2∗ 79,98𝑚2)

𝑽𝒍𝟑 = 𝟕𝟗, 𝟗𝟖 𝑳

De esta manera se implementarán tres tanques, uno de 120 L, de 50 L y 80 L respectivamente

para las secciones ya mencionadas, el agua recolectada en estos recipientes puede

implementarse para el riego de los cultivos en la finca.

Para el coeficiente de escorrentía se toma el valor de 0,8 según lo propuesto por Palacio

(2010); sustituyendo los valores en la 𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐

1000

Ecuaci

ón 21 se tiene lo siguiente.

𝑂𝑑1 =73,7 ∗ 0,8 ∗ 111,4021

1000

𝑶𝒅𝟏 = 𝟔, 𝟓𝟕 𝒎𝟑

𝑂𝑑2 =73,7 ∗ 0,8 ∗ 44,4861

1000

𝑶𝒅𝟐 = 𝟐, 𝟔𝟐 𝒎𝟑

Cabe resaltar que la sección tres correspondiente al establo se encuentra sombreada en un

26,9% equivalentes a 21,51 m2, según la guía de estudio Arboles y Agua presentada por

Integral Instituto Superior de Diseño de Argentina (2019) las copas de los arboles interceptan

un 20% del volumen del agua lluvia devolviéndola a la atmósfera por medio de la

evaporación, es por esta razón que se debe restar este porcentaje del volumen de lluvia al

área sombrada tal como se evidencia en la siguiente operación.

𝑂𝑑3 = (73,7 ∗ 0,8 ∗ 58,47

1000) +

(73,7 − (73,7 ∗ 0,2)) ∗ 0,8 ∗ 21,51

1000

𝑶𝒅𝟑 = 𝟒, 𝟒𝟔 𝒎𝟑

Teniendo en cuenta la 𝑂𝑑𝑓𝑖 = 𝑂𝑑𝑖 − (𝑂𝑑𝑖 ∗0,2

12) − 𝑉𝑙𝑖 Ecuación 22 se

obtiene que la oferta final de aguas lluvia para cada sección serían las siguientes:

𝑂𝑑𝑓1 = 6,57 − (6,57 ∗0,2

12) −

111,4021

1000

𝑶𝒅𝒇𝟏 = 𝟔, 𝟑𝟓 𝒎𝟑

𝑂𝑑𝑓2 = 2,62 − (2,62 ∗0,2

12) −

44,4861

1000

𝑶𝒅𝒇𝟐 = 𝟐, 𝟓𝟒 𝒎𝟑

𝑂𝑑𝑓3 = 4,46 − (4,46 ∗0,2

12) −

79,98

1000

𝑶𝒅𝒇𝟑 = 𝟒, 𝟑𝟏 𝒎𝟑

Por medio de los resultados obtenidos se puede diseñar el sistema de almacenamiento ya que

se han tenido en cuenta los valores de altas precipitaciones garantizando el almacenamiento

de la totalidad de las aguas lluvia en los diferentes periodos del año.

Con el valor de la máxima oferta hídrica de la sección 1 se decide implementar un punto de

almacenamiento en la parte trasera de la vivienda para las aguas lluvia recolectada, se obtuvo

un valor máximo de 6,35 m3 de agua recolectada de esta sección, se propone construir un

tanque enterrado en concreto reforzado, este estará cubierto con una apertura de 1m*1m

permitiendo el ingreso de personal para limpieza del mismo, este tanque almacenará un

máximo de 6 m3, tendrá medidas de 2 m de largo, 2 m de ancho y 1,5 de profundo, más 0,3m

de borde libre sobre el nivel del agua, además estará cubierto de capa vegetal el área

superficial del tanque exceptuando la compuerta de acceso.

Actualmente existe una alberca cerca de la sección 2 de 1.5m*1.5m*0.7m, es decir que tiene

una capacidad de 1,57m3, por lo cual se de construir un tanque auxiliar de dimensiones

1m*1.5m*0.7m completando el sistema de almacenamiento para la sección 2.

En cuanto a la sección 3 pertinente al tejado del establo, se obtuvo un valor de 4,31 m3 de

agua lluvia recolectada, esta, se usará para el abastecimiento de agua para el ganado. Para

ello se propone que el abrevadero tenga unas dimensiones de 0,6 m de alto, 0,6 m y 12 m de

largo rodeando el perímetro del establo.

La conducción del agua lluvia recolectada se implementaran un total de 28 m de canaletas, 3

bajantes, 6 tapas externas, 5 uniones, 1 unión de esquina, 14 m de tubería PVC de 4 pulgadas

y 5 codos de 90° de 4 pulgadas. Los puntos de almacenamiento así como la tubería de

conducción del agua lluvia se muestran en la siguiente figura.

Figura 47 Puntos de almacenamiento del agua lluvia recolectada

Fuente. Autores

Por otra parte, para la distribución del agua recolectada en el tanque de almacenamiento

subterráneo, se plantea la adquisición de un ariete hidráulico marca Practiagro de 1” evitando

el uso de combustibles que generen un impacto ambiental.

Para el cálculo de la oferta diaria/mensual se tiene la siguiente tabla con la información

suministrada por el IDEAM de la estación Cajamarca-21215100.

Tabla 54 Precipitación mensual entre 1991 y 2009

PRECIPITACION MENSUAL MULTIANUAL

Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1991 22 9,5 87,4 162 198,6 175,7 130,4 71 128 113,3 95,3 57,33

1992 54,4 94,9 63,5 125 142,1 58,4 66,9 37,9 145,9 94,7 78,93 55,6

1993 56,6 41,4 149,2 150 148,6 35 104,8 34,9 189,5 90,7 148,6 81,5

1994 80,2 59,9 93,1 152 186,8 110,5 85,1 42,2 53,5 187,3 107,2 37,7

1995 9,1 18,53 118,5 181 140,8 156,83 170,4 81,1 132,5 94,8 49,4 119,2

1996 67,5 64,2 151,8 248 227,9 169,6 60,2 122 100,2 98,2 152,7 88,4

1997 60,43 163,8 73,1 106 123,4 161,7 3,1 8 66,5 62,2 110,7 10,2

1998 20,3 78,5 117,8 127 204,2 131,2 189 139 212,4 144,9 82,2 101

1999 159,2 158,7 135,2 202 140,1 201,5 43,9 103 222,8 114,8 144,2 154,9

2000 86,2 98,7 153,6 128 348,5 260,7 117,4 114 222,3 131,4 89,8 77,6

2001 37,7 47,9 123,9 89,2 192,2 52,8 180,1 20,6 140,7 53,4 65,9 112,2

2002 17,03 42,2 144,6 192 125,8 123,1 125,6 45,4 111,6 102,8 77,1 24,5

2003 6,5 33,6 108,8 194 233,1 171 84,9 89,2 109 3154 81,7 56,3

2004 20,83 88,3 74,2 92,6 229,1 45,2 194,8 30,3 123,5 101,5 98,2 30,8

2005 43,7 74,7 104,6 120 220,3 143,8 36,53 161 68 162,7 160,5 96

2006 48,8 65,2 108,8 166 184,7 156,3 39,1 22,2 167,9 58,5 95,6 108,5

2007 16,8 31,6 87,9 174 213,3 159,1 128,8 174 98,4 175,7 124,4 97

2008 68,3 94,33 84,3 127 242,9 220,9 197,3 229 109 181,4 161,3 88,8

2009 82,2 95,2 139 118 98,6 143,2 88 61,4 43,5 126 53,3 55,53

Prom. 50,41 71,64 111,5 150 189,5 140,87 107,7 83,5 128,7 276,2 104,1 76,48

Fuente. Información suministrada por el IDEAM adaptada por autores

Utilizando los promedios mensuales de precipitación se aplican las Ecuaciones 14 y 15

obteniendo los siguientes resultados.

Tabla 55 Oferta de aguas lluvia en mm mensuales

Mes Promedio Oferta de aguas

lluvia "Oi"

Oferta final Aguas

lluvia “Ofi”

Ene 50,41 9,51 9,12

Feb 71,64 13,52 13,06

Mar 111,54 21,05 20,46

Abr 150,06 28,32 27,61

May 189,53 35,76 34,93

Jun 140,87 26,58 25,90

Jul 107,70 20,32 19,75

Ago 83,50 15,76 15,26

Sep 128,69 24,28 23,64

Oct 276,22 52,12 51,02

Nov 104,05 19,63 19,07

Dic 76,48 14,43 13,95

Total 1490,71 281,29 273,77

Fuente. Autores

Figura 48 Captación de aguas lluvia mensual en m3

Fuente. Autores

El agua recolectada a partir de la precipitación se le van a dar dos usos, el primero, de las

secciones 1 y 2 el agua lluvia será destinada para el lavado de ropa, aseo de la vivienda y

para el inodoro. Por otra parte el agua captada en la sección tres se utilizará para abastecer al

ganado del recurso hídrico

Según el informativo veterinario Albèitar (2003) una vaca productora de leche puede

consumir hasta 110 L de agua, teniendo esto en cuenta y que en la finca se maneja un

promedio de 8 vacas se llega a la conclusión que el ganado consume 26,4 m3 de agua

aproximadamente al mes o 316,8 m3 anuales, además, el consumo total de la vivienda por

parte de los habitantes es de 520 L al día o 189,8 m3 anualmente teniendo en cuenta la Res

330 (2017) , es decir, que la finca demanda un total de 506,6 m3 de recurso hídrico. Como

se evidencia en la Tabla 55 el total de agua captada es de 273,77 m3 lo que equivale al 54,04%

del consumo total de la finca.

CALIFICACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN LEED

Para la calificación del proyecto de vivienda de la finca El Naranjal se implementará la

Versión 4 del sello LEED propuesta por el Green Building Council de EE. UU. A

continuación se muestra la calificación obtenida con los parámetros y características del

proyecto de vivienda para la finca.

Proceso integrador

El sello LEED exige la conformación de un equipo además del constructor y el equipo

de verificación que cuente con al menos 3 de las siguientes capacidades.

o Arquitectura o diseño de edificios residenciales

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

o Ingeniería mecánica o energética

o Ciencia de la edificación y ensayos de eficiencia

o Construcción o diseño sostenibles

o Ingeniería civil, arquitectura paisajista, restauración del hábitat o

planificación del uso del suelo.

Así mismo se deben involucrar a todos los miembros del equipo en al menos tres de

las siguientes fases del proyecto.

o Diseño conceptual o proyecto básico

o Planificación LEED

o Anteproyecto

o Análisis o diseño de los sistemas energéticos y del envoltorio

o Proyecto de ejecución

o Diseño final, planos de taller o especificaciones de trabajo

o Construcción

Para llevar a cabo este proyecto se plantea la opción de incluir un maestro de obra en

el equipo de trabajo, este cuenta con conocimientos en las áreas de energía,

construcción y en diseño de edificaciones cumpliendo con las capacidades requeridas

por el sello LEED. Así mismo se vinculará en los procesos del análisis o diseño de

los sistemas energéticos y del envoltorio, en la ejecución, el diseño final y la

construcción del proyecto.

Crédito Localización y Transporte:

Prerrequisito: Evitar llanuras inundables

Como se observa en la Figura 49 el área de la finca El Naranjal identificada con el

color verde, no se encuentra dentro del área susceptible a inundaciones hasta el año

2010, ni tampoco se han presentado inundaciones durante el fenómeno de la Niña en

dicho territorio en los últimos 30 años.

Figura 49 Ubicación de la finca El Naranjal en el geo portal del Siac

Fuente. Autores

Sin embargo, ya que esta información es poco precisa, se ha decidido completarla con

el requerimiento propuesto por el Consejo Colombiano de Construcción Sostenible-

CCCS (2016) en el Referencial CASA Colombia donde el diseño de la vivienda debe

responder al manejo de la cantidad de agua correspondiente al percentil 85,

correspondientes a una tormenta de periodo de retorno de 3 años. Para ello se usará

la Tabla 53 de precipitaciones máximas mensuales; por otra parte se tiene que el

periodo de retorno está determinado con la siguiente ecuación respetando la

Distribución de Gumbel.

𝑇 =1

1−𝑒−𝑒−𝑦 Ecuación 24

Dónde: T: Periodo de retorno

y: Determinada por la Ecuación (25)

𝑦 = 𝛼(𝑋 − 𝑢) Ecuación 25

Dónde: X: Valor de precipitación máxima mensual pare el periodo de 3 años

𝛼 =1

0,78 𝜎 Ecuación 26

𝑢 = �� − 0,45𝜎 Ecuación 27

Y:

𝜎 = (∑ 𝑋𝑖2

𝑁𝑑− 𝑋2)

1

2 Ecuación 28

Siendo: Xi: La precipitación Máxima para cada año entre 1991 y 2009

Nd: Numero de datos.

Unificando las ecuaciones 24, 25, 26, 27 y 28 y despejando la variable “X” se obtiene

el valor de la precipitación máxima para un periodo de 3 años.

𝑋 = 26,53 𝑚𝑚

Como se muestra en la sección del “Sistema de recolección de aguas lluvia” el diseño

de la vivienda esta propuesto para el manejo de escorrentía de una precipitación de

hasta 73,7 mm, por lo cual este ítem se cumple en un 100%

Elección de la parcela

Previamente desarrollada: El proyecto se ha elegido en una parcela donde el 75% del

suelo edificable total se encontraba previamente desarrollado, lo cual otorga 4 puntos

Desarrollo compacto

Este ítem está dirigido hacia aumentar la densidad poblacional en un espacio

determinado definido en unidades familiares por hectárea. Ya que la vivienda de la

finca El Naranjal es de carácter rural, no se toma en cuenta este criterio, puesto que,

al incluir más unidades familiares dentro de la finca se afectaría también el estilo de

vida que manejan culturalmente los habitantes.

Recursos para la comunidad

La vivienda debe estar ubicada a menos de 800 metros de construcciones de diferentes

usos como lo son supermercados, tiendas, parques, etc. Sin embargo, a menos de 800

metros de la vivienda el uso de las construcciones es como vivienda rural, por lo cual

no se obtiene ninguna puntuación en este criterio

Acceso a transporte público.

La vivienda se encuentra a 1263 metros aproximadamente de la vía principal que

conecta a Cajamarca con Ibagué; por esta vía transita transporte hacia el casco urbano

del municipio, hacia la capital del Tolima, hacia otros municipios vecinos e incluso a

otros departamentos. El número de viajes por parte de las diferentes rutas de

transporte se muestran a continuación.

Tabla 56 Número de viajes por cada ruta de transporte

Tipo de

transporte Ruta

Horari

o

Frecuencia

(min)

N° de viajes (Ida y

Vuelta)

Campero

Cajamarca-Ibagué 6am-

19pm 15 104

Cajamarca-V. El

Cedral

6am-

19pm 60 26

Cajamarca-V. La

Esperanza

6am-

19pm 60 26

Cajamarca-V. La

Tigrera

6am-

19pm 60 26

Total de viajes 182

Fuente. Autores

Teniendo en cuenta este número de viajes, la certificación LEED otorga la puntuación

siempre y cuando la vía principal este a un máximo de 800 metros y se realicen más

de 72 viajes diarios por dicha vía. La ubicación de la vivienda cumple con la cantidad

de viajes requeridos, sin embargo incumple la condición de la cercanía con esta vía a

pesar que es la única ruta de acceso vehicular.

Crédito Parcelas Sostenibles

Prerrequisito: Prevención de contaminación en actividades de construcción.

Para cumplir con este ítem, se ha decidido tomar las siguientes medidas para llevar a

cabo la construcción de la vivienda.

Acumular, reutilizar, y proteger de la erosión la tierra vegetal perturbada

Controlar el camino y la velocidad de la escorrentía con barreras de limos

o medidas comparables

Usar terrazas para estabilizar los suelos

Prevenir la contaminación del aire con polvo y partículas

Prerrequisito: Plantas no invasoras

Las plantas que se implementaron para los diseños de la vivienda son de tipo nativas

como lo es la guadua implementada para el tratamiento del agua residual en el

humedal artificial.

Reducción de las islas de calor

Este criterio hace referencia al área dura sombreada o cubierta por vegetación. Este

proyecto, cuenta con un área de 8 m2 cubierto por el humedal artificial propuesto,

11,62m2 cubierto por el jardín, los paneles solares sombrean 9,74 m2, el establo

estaría sombreado en 17,22 m2 por un árbol existente y el tanque de almacenamiento

tendría una cobertura vegetal de 3 m2; con esto se obtiene un total de 49,58 m2

equivalentes al 19,18% del proyecto. El sello LEED otorga puntuación a partir del

50% sombreado de los elementos duros del proyecto por lo cual no se obtiene

puntuación en este ítem.

Gestión del agua de lluvia

Como se presenta en la sección de este documento “Sistema de recolección de aguas

lluvia” las precipitaciones se recolectarán y se almacenarán para un uso posterior. El

área total de captación es de 235,8682 m2 con respecto al área total del proyecto que

es de 258,5082 m2, el área de captación representa el 91,24%, esto en la calificación

LEED otorga 3 puntos correspondientes a más de 80% de área de captación.

Control de plagas no tóxicas

Se debe controlar la proliferación de termitas en la estructura por medio de barreras

físicas o con la implementación de un pesticida que contenga boratos. Para la madera

implementada en la vivienda y el establo se usará guadua inmunizada con bórax,

profilan y aceite de linaza. Por esta inmunización de la madera contra las plagas como

las termitas, se otorga una puntuación de 0,5 puntos

Crédito Eficiencia En Agua

Prerrequisito: Medición del agua

Para cumplir este prerrequisito se instalará un medidor de agua para cuantificar el

consumo al interior de la vivienda

Consumo de agua total

Por medio de la implementación del sistema de recolección de aguas lluvia y la

implementación de estas en el consumo de la vivienda, se muestra que se ahorra un

54,04% del total de la demanda del recurso de la vivienda. Según lo estipulado por el

sello LEED por ahorros del 50% se otorgan 9 puntos

Crédito Energía y Atmósfera

Prerrequisito: Medición de la energía

La vivienda cuenta con un medidor de energía perteneciente a la empresa de

Enertolima, gracias a ello se cumple este prerrequisito

Prerrequisito: Formación del propietario, inquilino o gestor del edificio

Para cumplir este punto se propone otorgar a los habitantes de la vivienda un

documento donde se incluyan los siguientes elementos:

Lista de comprobación completa de las características LEED de la vivienda

Manuales de todos los aparatos , equipos y electrodomésticos instalados

Información general sobre el uso eficiente de la energía, el agua y los recursos

naturales

Guía de operación y mantenimiento para los equipos instalados

Además, se llevará a cabo un recorrido por la vivienda de al menos una hora de

duración con los ocupantes identificando los equipos instalados, dando instrucciones

sobre cómo operar los equipos y la información sobre su mantenimiento

Sistema eficiente de distribución de agua caliente

El consumo de agua caliente no se evidencia en la vivienda, ya que los habitantes

siempre han utilizado el agua a temperatura ambiente para todas las actividades de

aseo.

Seguimiento avanzado de compañía de servicios públicos

Este requisito plantea el monitoreo del consumo energético de la vivienda por parte

de la empresa de servicios públicos, sin embargo, este sistema automatizado es un

costo extra al proyecto sin satisfacer una necesidad, por esta razón no se tiene en

cuenta este punto para el diseño de la vivienda.

Preparación para diseño solar activo

En el capítulo “Sistema de energía solar” de este documento se presentan los calculos

necesarios para el diseño fotovoltaico de la vivienda, se muestra la demanda

energética junto a los paneles y demás equipos necesarios para dicho diseño. Por este

ítem se otorga 1 punto para la calificación del sello LEED.

Credenciales para la puesta en marcha del sistema CVAC

Este crédito está destinado a los sistemas mecánicos de calentamiento, enfriamiento

y ventilación. Sin embargo, la vivienda diseñada no cuenta con ninguno de estos

sistemas por lo cual no aplica este criterio.

Consumo anual de energía

Para calificar este ítem se tiene en cuenta el índice HERS el cual está basado en el

consumo energético de la red siendo 100 el consumo total de la red eléctrica y 0 la

autosatisfacción energética, para entrar a la calificación es necesario un valor de 70

sin embargo, como se muestra en la sección de “Sistema de energía solar” la vivienda

está diseñada para producir la totalidad de la demanda energética teniendo un índice

de HERS de 0 lo cual en el documento LEED v4 otorga 29 puntos

Crédito Materiales y Recursos

Madera tropical certificada

La guadua utilizada cumple con los permisos de aprovechamiento regidos bajo la

resolución 1740 de 2016 del ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, por la

cual se establecen los lineamientos generales para el manejo, aprovechamiento y

establecimiento de guaduales y bambusales y se dictan otras disposiciones, además

de contar con los permisos de salvoconducto de movilidad para transportar la carga

en las vías nacionales, por lo cual se garantiza que la madera está certificada.

Productos preferibles ambientalmente

Por medio de este criterio se exige usar productos que sean extraídos, procesados y

fabricados localmente (160 Km) para los componentes de estructura, cimentación o

revestimientos interiores, esto se muestra en la Figura 50 se evidencia que el rango

de 160 kilómetros incluye diferentes departamentos como el Tolima, Caldas,

Risaralda, Quindío y Cundinamarca, en los cuales se logra la extracción de los

diferentes materiales presentados en la sección “Material de construcción de la

vivienda”. Por este criterio se obtiene un total de 1,5 puntos.

Figura 50 Rango de los materiales extraídos localmente

Fuente. Autores

Gestión de los residuos de construcción

Como se propuso anteriormente, los residuos de construcción serán reutilizados

principalmente para el relleno del humedal artificial, para nivelar el jardín que rodea

el humedal y nivelar el área para la construcción del establo, es decir, la totalidad de

los residuos de construcción serán reutilizados, según los criterios LEED por una

reducción de residuos del 60% o más se otorgan 3 puntos

Estructura eficiente en materiales

El sello LEED plantea implementar diversas técnicas para reforzar la estructura de la

vivienda, sin embargo, al implementar técnicas como el uso de dinteles se

incrementarían los costos de construcción de la vivienda.

Crédito Calidad Ambiental Interior

Este crédito otorga ciertos parámetros a seguir en cuanto a la calidad ambiental interna del

proyecto, sin embargo estas medidas son mecánicas, sistematizadas y controladas

artificialmente. Por esta razón no se tendrán en cuenta dichos parámetros estrictamente, sin

embargo se tomarán las siguientes medidas para tener una óptima calidad ambiental interior.

Ventilación en la vivienda: Para garantizar la correcta ventilación se ha tenido en

cuenta la dirección del viento en la zona ya que este es un sistema encajado entre

montañas diferenciando los vientos entre laderas y valles, según Cuadrat & Pita

(1997) durante el día los vientos en las laderas son vientos anabáticos y el viento del

valle remonta este dirigiéndose hacia el curso alto del Rio Bermellón. Por la noche

existen vientos catabáticos en las laderas y el viento en el valle discurre hacia las

zonas bajas del rio. Según este flujo del viento se han instalado ventanas en los

costados de la vivienda garantizando el flujo interior garantizando la plena

ventilación.

Figura 51 Esquemas de las brisas valle - montaña

Fuente. Fuente: Cuadra & Pita (1997)

Estufas de leña: A pesar que en los criterios LEED se recomienda la eliminación de

esta tecnología en el proyecto, no se plantea la opción de eliminarla totalmente ya que

esta tecnología está arraigada a la cultura de los habitantes, sin embargo por medio

de la implementación del Biodigestor propuesto se disminuirá el uso de la estufa a

leña implementando la estufa a gas, es decir, la estufa de leña se encontrará presente

en la vivienda e la finca El Naranjal pero disminuirá su implementación o

funcionamiento.

Crédito Innovación.

Innovación

Las tecnologías propuestas anteriormente no se evidencian en las fincas de la zona,

donde se muestra un inadecuado uso del suelo y la sobre explotación de los recursos;

de esta forma el diseño sostenible de la vivienda de la finca El Naranjal se convertiría

en un modelo a seguir. Por este crédito de innovación el sello LEED otorga una

puntuación de 1 punto

La puntuación obtenida así como los prerrequisitos cumplidos e incumplidos se muestran

resumidos a continuación.

Tabla 57 Puntuación obtenida para la vivienda de la finca El Naranjal

CREDITO CRITERIO PUNTUACI

ON

Proceso integrador 1

Localización y

Transporte

Pr. Evitar llanuras inundables Cumple

Elección de la parcela 4

Desarrollo compacto 0

Recursos para la comunidad 0

Acceso a transporte publico 0

Parcelas Sostenibles

Pr. Prevención de contaminación en actividades de

construcción Cumple

Pr. Plantas no invasoras Cumple

Reducción de las islas de calor 0

Gestión del agua lluvia 3

Control de plagas no toxicas 0,5

Eficiencia En Agua Pr. Medición del agua Cumple

Consumo de agua total 9

Energía y Atmosfera

Pr. Medición de la energía Cumple

Pr. Formación del propietario, inquilino o gestor del

edificio Cumple

Sistema eficiente de distribución de agua caliente 0

Seguimiento avanzado de Co. Servicios públicos 0

Preparación para diseño solar activo 1

Credenciales para puesta en marcha de CVAC 0

Consumo anual de energía 29

Materiales y

Recursos

Pr. Madera tropical certificada Cumple

Productos preferibles ambientalmente 1,5

Gestión de los residuos de construcción 3

Estructura eficiente en materiales 0

Calidad Ambiental

Interior Ventilación del interior

Cumple

Innovación Innovación 1

TOTAL 53

Fuente. Autores

Dentro de la calificación del sello LEED la categoría de Energía y Atmósfera es la que aporta

mayor puntuación, por esta razón dentro del diseño de la vivienda se postuló el

aprovechamiento de la energía solar, logrando un sistema autónomo e independiente que

abastece completamente la demanda energética de la vivienda, logrando así la mayor

puntuación posible por medio del consumo anual de energía, con 29 puntos.

Teniendo en cuenta que la finca no está ubicada cerca de las vías principales, ni del casco

urbano o centros poblados, se tuvo una mayor dificultad en cumplir los criterios dentro de la

categoría de Localización y Transporte, por lo que únicamente se obtuvieron 4 puntos en la

misma, representando la categoría que menos aportó dentro de la calificación global.

Como se puede evidenciar en la tabla anterior, con el diseño propuesto para la vivienda de la

finca El Naranjal se cumplen todos los prerrequisitos planteados por el sello LEED, además,

se obtuvo una puntuación de 53 puntos, para lograr esta certificación un proyecto debe lograr

al menos 40 puntos. Con los 53 puntos obtenidos por este proyecto se clasificaría en la

certificación Plata-LEED Silver (50-59ptos) haciendo parte de los 42 proyectos certificados

en esta categoría en Colombia.

ANÁLISIS DE COSTOS

A continuación, se presentan los costos de cada tecnología presentada anteriormente, los

valores mostrados fueron obtenidos con la consulta en el mercado de los materiales y con

base en la matriz de Análisis de costos unitarios de INVIAS para el segundo semestre del

2018 en el departamento de Tolima. Cabe resaltar que no se tuvieron en cuenta costos de

mano de obra debido a que los habitantes de la finca cuentan con conocimientos de

construcción y serán los encargados del montaje de la vivienda y las tecnologías.

Tabla 58 Costos cimientos de la vivienda

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Concreto 11,63 Metro cúbico 335.000,00 3.896.720,00

Piedra para concreto ciclópeo 4,73 Metro cúbico 38.820,00 183.540,96

Varilla corrugada de 3/8" 534,54 Metro 1.666,00 890.543,64

Estribos de 0,15 x 0,2 de 1/4" 563,00 UNIDAD 800,00 450.400,00

SUBTOTAL 5.421.204,60

DESPERDICIO 3,00% 162.636,14

SUB-TOTAL MATERIALES 5.583.840,74

HERRAMIENTA Y EQUIPO CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Cordel 5 UNIDAD x 20 m 14.000,00 70.000,00

Escuadra 5 UNIDAD 15.000,00 75.000,00

Plomada 5 UNIDAD 33.000,00 165.000,00

Serrucho 5 UNIDAD 25.000,00 125.000,00

Martillo 5 UNIDAD 20.000,00 100.000,00

Tenaza 5 UNIDAD 16.000,00 80.000,00

Taladro 2 UNIDAD 55.000,00 110.000,00

Nivel estructural 5 UNIDAD 30.000,00 150.000,00

Carretilla 2 UNIDAD 110.000,00 220.000,00

Flexómetro 5 UNIDAD 5.000,00 25.000,00

SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO 1.120.000,00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Transporte en bestia 70 150 Kg/viaje 5.000,00 350.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 350.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 7.053.841,00

Tabla 59 Costos estructura de la vivienda

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Guadua 1.032,92 Metro 6.000,00 6.197.520,00

Esterilla de guadua 436,00 Metro cuadrado 7.500,00 3.270.000,00

Malla electro soldada 436,00 Metro cuadrado 4.236,00 1.846.896,00

Cemento 654,00 Kilogramo 1.500,00 981.000,00

Arena 8,72 Metro cúbico 41.766,00 364.199,52

Concreto relleno 1,07 Metro cúbico 335.000,00 357.545,50

Zuncho x 500m 2,00 UNIDAD 22.900,00 45.800,00

Varilla roscada 3/8" 104,00 Metro 6.700,00 696.800,00

Tuerca y arandela plana 895,00 UNIDAD 250,00 223.750,00

SUBTOTAL 13.983.511,02

DESPERDICIO 3,00% 419.505,33

SUB-TOTAL MATERIALES 14.403.016,35

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Transporte en bestia 123,00 150 Kg/viaje 5.000,00 615.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 615.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 15.018.016,00

Tabla 60 Costos cubierta de la vivienda

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Guadua 376,50 Metro 6.000,00 2.259.000,00

Concreto relleno 0,23 Metro cúbico 335.000,00 77.988,00

Zuncho x 500m 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00

Varilla roscada 3/8" 14,50 Metro 6.700,00 97.150,00

Tuerca y arandela plana 116,00 UNIDAD 250,00 29.000,00

Teja de aluminio 92,00 Metro cuadrado 15.040,00 1.383.680,00

Teja de PVC 11,34 Metro cuadrado 12.886,00 146.127,24

SUBTOTAL 4.015.845,24

DESPERDICIO 3,00% 120.475,36

SUB-TOTAL MATERIALES 4.136.320,60

HERRAMIENTA Y EQUIPO CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Escalera 2,00 UNIDAD 90.000,00 180.000,00

SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO 180.000,00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Transporte en bestia 27,00 150 Kg/viaje 5.000,00 135.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 135.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 4.451.321,00

Tabla 61 Costos de iluminación interior

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Bombillo Dairu 350 lm 2 UNIDAD 7900 15.800,00

Bombillo Dairu 450 lm 2 UNIDAD 3316,67 6.633,34

Bombillo Dairu 1060 lm 15 UNIDAD 6980 104.700,00

Cable calibre 14 147 METRO 800 117.600,00

Cable calibre 12 57 METRO 1140 64.980,00

Cable calibre 8 25 METRO 2950 73.750,00

Tubería PVC conduit de 1/2" 147 METRO 297,71 43.763,37

SUBTOTAL 427.226,71

DESPERDICIO 3,00% 12.816,80

SUB-TOTAL MATERIALES 440.043,51

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Mulas de carga 3,00 CARGA 5.000,00 15.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 15.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 455.044,00

Fuente. Autores

Tabla 62 Costos del sistema de tratamiento de aguas residuales

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Arena 4,6 M3 19140 88.044,00

Chusquines Guadua 32 UNIDAD 1200 38.400,00

Filtración anaerobia 1000 L 1 UNIDAD 749700 749.700,00

Tanque séptico de 1000 L 1 UNIDAD 329140 329.140,00

Tanque séptico de 2000 L 1 UNIDAD 1008700

1.008.700,00

Trampa de grasas de 250 L 1 UNIDAD 0,00

Tees sanitaria reducida 4x2 1 UNIDAD 23399 23.399,00

Codo de 90° 2 " 4 UNIDAD 2754 11.016,00

Codo de 90° 4 " 4 UNIDAD 10993 43.972,00

Tees sanitaria 4 " 2 UNIDAD 14560 29.120,00

Tubería PVC 2" 8 METRO 10237,5 81.900,00

Tubería PVC 4" 41 METRO 21310,17 873.716,97

SUBTOTAL 3.277.107,97

DESPERDICIO 3,00% 98.313,24

SUB-TOTAL MATERIALES 3.375.421,21

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Mulas de carga 11,00 CARGA 5.000,00 55.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 55.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 3.430.421,00

Fuente. Autores

Tabla 63 Costo establo

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Guadua 352,00 Metro 5.000,00 1.760.000,00

Concreto 12,80 Metro cúbico 335.000,00 4.288.000,00

Zuncho x 500m 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00

Varilla roscada 3/8" 32,00 Metro 6.700,00 214.400,00

Tuerca y arandela plana 320,00 UNIDAD 250,00 80.000,00

Teja de aluminio 80,00 Metro cuadrado 15.040,00 1.203.200,00

SUBTOTAL 7.568.500,00

DESPERDICIO 3,00% 227.055,00

SUB-TOTAL MATERIALES 7.795.555,00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Transporte en bestia 54,00 150 Kg/viaje 5.000,00 270.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 270.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 8.065.555,00

Tabla 64 Costos Biodigestor

MATERIALES

CANTIDA

D UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION

UNITARI

O PARCIAL

Codo PVC de 3" 90° 1,00 UNIDAD 3.500,00 3.500,00

Codo PVC de 2" 90° 1,00 UNIDAD 1.600,00 1.600,00

Adaptador macho PVC de 2" 1,00 UNIDAD 5.900,00 5.900,00

Adaptador macho PVC de 4" 2,00 UNIDAD 15.600,00 31.200,00

Adaptador hembra PVC de 4" 2,00 UNIDAD 15.600,00 31.200,00

Reducción sanitaria de 4" a 2" 1,00 UNIDAD 7.200,00 7.200,00

Adaptador macho PVC de 3" 1,00 UNIDAD 16.900,00 16.900,00

Adaptador hembra PVC de 3" 1,00 UNIDAD 21.900,00 21.900,00

T de PVC de 1/2" 3,00 UNIDAD 500,00 1.500,00

Codo PVC de 1/2" 90° 10,00 UNIDAD 350,00 3.500,00

Válvula lisa de 1/2" PVC 1,00 UNIDAD 4.200,00 4.200,00

Manguera flexible 2,00 Metros 4.450,00 8.900,00

Bridas sinfín de 3/4" 2,00 UNIDAD 3.500,00 7.000,00

Tubo PVC 1/2" 40,00 Metros 1.650,00 66.000,00

Válvula de paso metálica de bola 1/2" 2,00 UNIDAD 29.500,00 59.000,00

Adaptador macho PVC de 1/2" 2,00 UNIDAD 250,00 500,00

Niple galvanizado de 1/2" * 10 cm 2,00 UNIDAD 2.900,00 5.800,00

Quemadores industriales de 6" con entrada de

1/2" 2,00 UNIDAD 50.000,00 100.000,00

Esponjilla lavaplatos 2,00 UNIDAD 500,00 1.000,00

Plástico negro 24,00

Metro

cuadrado 1.000,00 24.000,00

Unión de tope PVC de 1/2" 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00

Reducción PVC de 2" a 1/2" 2,00 UNIDAD 3.500,00 7.000,00

Unión lisa de 2" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00

Adaptador hembra 2" PVC 1,00 UNIDAD 87.000,00 87.000,00

Botella plástica desechable 2 Litros 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00

Viruta de hierro 1,00 Libra 0,00 0,00

Varillas de hierro de 1/4" 6,00 Metros 800,00 4.800,00

Silicona transparente 1,00 UNIDAD 12.000,00 12.000,00

Rollos de teflón 1,00 UNIDAD 7.400,00 7.400,00

Tubo de 2" sanitario 1,50 Metros 6.300,00 9.450,00

Tubo de 4" sanitario 3,00 Metros 12.300,00 36.900,00

Unión lisa PVC 4" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00

Tapón liso PVC 2" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00

Guadua 158,80 Metro 5.000,00 794.000,00

Teja PVC 45,00

Metro

cuadrado 12.886,00 579.870,00

SUBTOTA

L

1.968.120,

00

DESPERDICIO 3,00% 59.043,60

SUB-TOTAL

MATERIALES

2.027.163,

60

HERRAMIENTA Y EQUIPO

CANTIDA

D UNIDAD VALOR VALOR

UNITARI

O PARCIAL

Biodigestor de geo membrana PVC 1000 micras

de 7m2 1,00 UNIDAD

1.200.000,0

0

1.200.000,

00

Sistema Belcosub 300 1,00 UNIDAD

1.400.000,0

0

1.400.000,

00

Pala 5,00 UNIDAD 25.000,00 125.000,00

Piqueta 5,00 UNIDAD 20.000,00 100.000,00

Barril de plástico de 100 Litros 2,00 UNIDAD 65.000,00 130.000,00

SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y

EQUIPO

2.955.000,

00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARI

O PARCIAL

Transporte en bestia 16 150 Kg/viaje 5.000,00 80.000,00

SUB-TOTAL

TRANSPORTE 80.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 5.062.164,

00

Tabla 65 Costos trincheras

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Guadua 45,00 Metro 5.000,00 225.000,00

Bambú 1.200,00 Metro 2.800,00 3.360.000,00

SUBTOTAL 3.585.000,00

DESPERDICIO 3,00% 107.550,00

SUB-TOTAL MATERIALES 3.692.550,00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Transporte en bestia 43,00 150 Kg/viaje 5.000,00 215.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 215.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 3.907.550,00

Tabla 66 Costos del Sistema de energía solar

MATERIALES CANTIDAD UNIDAD

VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Bacteria Fuli Battery 12V-26AH 1 UNIDAD 210000 210.000,00

Batería NSB 210FT BLUE+ 5 UNIDAD 1000000 5.000.000,00

Cable calibre 6 9,5 METRO 5900 56.050,00

Cable calibre 8 15,4 METRO 2950 45.430,00

Cable calibre 4 3 METRO 6800 20.400,00

Cajas de conexión 1 UNIDAD 73000 73.000,00

Cooperwalt de 5/8” con el Conector 1 UNIDAD 24000 24.000,00

Hidrosolta bulto x15kg 6 BULTO 68250 409.500,00

Interruptor termo magnético de dos polos 4 UNIDAD 68000 272.000,00

Inversor Micro red Solar Tie Inversor 1 UNIDAD 690000 690.000,00

Panel solar 250 W 6 UNIDAD 530000 3.180.000,00

Regulador PWM Auto Paremeter Adjus 1 UNIDAD 123000 123.000,00

SUBTOTAL 10.103.380,00

DESPERDICIO 3,00% 303.101,40

SUB-TOTAL MATERIALES 10.406.481,40

TRANSPORTE VIAJES

UNIDAD

VALOR VALOR

UNITARIO PARCIAL

Mulas de carga 9,00 CARGA 5.000,00 45.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 45.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL 10.451.481,00

Fuente. Autores

Tabla 67 Costos del sistema de recolección de aguas lluvia

MATERIALES

CANTIDA

D

UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION

UNITARI

O PARCIAL

Tanque 50 L 1 UNIDAD 55000 55.000,00

Tanque 80 L 1 UNIDAD 87000 87.000,00

Tanque 150 L 1 UNIDAD 65000 65.000,00

Tubería PVC de 4" 14 METRO 21310,17 298.342,38

Codo de 90° 4” 5 UNIDAD 10993 54.965,00

Canaleta 28 METRO 16806 470.568,00

Uniones 5 UNIDAD 7720 38.600,00

Bajantes 3 UNIDAD 8071 24.213,00

Tapas externas 6 UNIDAD 6493 38.958,00

Unión esquina 1 UNIDAD 10261 10.261,00

Construcción tanque almacenamiento

Entresuelo en piedra para afirmado 0,6

METRO

CUBICO 50000 30.000,00

Solado en concreto 0,01

METRO

CUBICO 160000 1.600,00

Concreto para losas de fondo, incluye

impermeabilizante 0,75

METRO

CUBICO 480000 360.000,00

Concreto para muros, incluye impermeabilizante 0,768

METRO

CUBICO 520000 399.360,00

Concreto para techo, incluye impermeabilizante 0,25

METRO

CUBICO 480000 120.000,00

SUBTOTAL

2.053.867,

38

DESPERDICIO 3,00% 61.616,02

SUB-TOTAL MATERIALES

2.115.483,

40

HERRAMIENTA Y EQUIPO UNIDAD UNIDAD VALOR VALOR

UNITARI

O PARCIAL

Ariete hidráulico Practiagro de 1" 1,00 UNIDAD 800.000,00 800.000,00

SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y

EQUIPO 800.000,00

TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR

UNITARI

O PARCIAL

Mulas de carga 13,00 CARGA 5.000,00 65.000,00

SUB-TOTAL TRANSPORTE 65.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 2.980.483,00

Fuente. Autores

Tabla 68 Otros costos del proyecto

MATERIALES

CANTIDAD

UNIDAD VALOR VALOR

DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL

Maestro de obra 3 DIAS 146.000,00 438.000,00

Contador de agua 1 UNIDAD 120.000,00 120.000,00

COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 558.000,00

Tabla 69 Resumen de costos del proyecto

ITEM COSTO

Cimientos de la vivienda 7.053.841,00

Estructura de la vivienda 15.018.016,00

Cubierta de la vivienda 4.451.321,00

Iluminación interior 455.044,00

Sistema de tratamiento de aguas

residuales 3.430.421,00

Establo 8.065.555,00

Biodigestor 5.062.164,00

Trincheras 3.907.550,00

Sistema de energía solar 10.451.481,00

Recolección de aguas lluvia 2.980.483,00

Otros costos del proyecto 558.000,00

TOTAL COSTOS DEL PROYECTO 61.433.876,00

Fuente. Autores

CONCLUSIONES

Se aprovechó en su totalidad toda la infraestructura existente, dándole un uso a áreas abandonadas como lo son la porqueriza, donde se diseñó el humedal y el corral de

pollos que se tuvo en cuenta para la expansión de la vivienda.

El diseño preliminar de la vivienda se realizó en un trabajo conjunto con los habitantes de la finca, lo que permitió cumplir con las aspiraciones que tienen los

habitantes respecto a la distribución de la nueva vivienda.

La implementación del sistema de tratamiento de aguas residuales garantiza la conservación de los recursos naturales y de los cuerpos de agua aledaños a la finca

La iluminación interior de la vivienda diseñada con los parámetros del RETILAP

garantiza que los habitantes no vayan a sufrir enfermedades causadas por la penumbra

o deslumbramiento, adicionalmente las luminarias propuestas y su distribución

responden al uso eficiente de la energía dentro de la vivienda.

El diseño del sistema fotovoltaico postula un sistema autónomo de energía ya que no requiere energía de la red eléctrica, evitando los cortes de luz por las constantes fallas

de la red en la zona.

Por medio del sistema de recolección de aguas lluvia se abastece un 54.04% de la demanda anual del recurso hídrico de la finca El Naranjal.

El cambio de técnica de ganadería extensiva a ganadería estabulada subsana los

procesos erosivos generados por las unidades ganaderas evitando así la afectación al

recurso suelo y su conservación, además de facilitar las labores de recolección de

estiércol para la producción de biogás.

Mediante la implementación del biodigestor se dará un correcto tratamiento a los residuos generados por las actividades económicas de la finca El Naranjal, generando

un combustible que reemplaza el uso de leña para la cocción de alimentos, evitando

enfermedades respiratorias.

Se minimizará el riesgo de erosión del talud ubicado en la parte trasera de la vivienda, evitando así posibles deslizamientos que puedan afectar la infraestructura o a los

habitantes de la finca.

La matriz de selección de materiales para la construcción de cada componente de la vivienda permitió seleccionar los materiales óptimos, cumpliendo además con

parámetros de sismo resistencia.

La introducción de las tecnologías apropiadas dentro de las actividades económicas

realizadas en la finca permite un uso más eficiente de los recursos naturales así como

un tratamiento adecuado de los residuos generados por estas actividades.

Para cada tecnología propuesta se dieron especificaciones detalladas para el diseño y ubicación de las mismas, soportadas con los planos que contienen la información

necesaria para su implementación.

El diseño de la vivienda de la finca El Naranjal cumple con los prerrequisitos obligatorios para obtener la certificación LEED.

La puntuación esperada de la vivienda diseñada para la finca El Naranjal, bajo los

criterios LEED la sitúan dentro de la certificación Plata-LEED Silver (50-59 puntos).

El diseño de la vivienda y la implementación de las tecnologías, a pesar de ser eficientes, tienen un costo alto, especialmente el sistema fotovoltaico, el cual tendría

una retribución económica de su inversión a 13 años.

RECOMENDACIONES

Para el desarrollo de este proyecto es recomendable buscar fuentes de financiación

que permitan la implementación del mismo, para dar viabilidad económica.

Articular el proyecto con instituciones académicas de la zona, contribuyendo a la

educación y que a su vez esto pueda retribuir al desarrollo del proyecto.

Compartir el conocimiento adquirido con los demás habitantes del sector

promoviendo la implementación de tecnologías apropiadas.

Para el correcto funcionamiento de las tecnologías propuestas, se les debe realizar un

mantenimiento periódico o cuando los habitantes consideren que la tecnología lo

requiera.

Solicitar a la Alcaldía de Cajamarca unas charlas con personal calificado a la junta de

acción comunal de la vereda el Tostado, tratando temas de conservación de recursos

naturales y aplicación de tecnologías apropiadas.

Las tecnologías propuestas en este estudio pueden ser replicadas en proyectos

similares que compartan características similares a la zona de estudio, sin embargo se

pueden modelar las variables, dependiendo las particularidades del estudio.

Se recomienda realizar un análisis previo de las tecnologías a implementar, optando

por la que más se adecue al proyecto que se desea llevar a cabo, ya que las tecnologías

planteadas en este estudio no son de carácter universal.

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de Entomología. Heredia, Costa Rica. Programa Nacional de Agricultura

Orgánica (PNAO). 204 pp

ANEXOS

9,6

3,08

33

2,8

7

2,9

8

3,08

3

3

9,9

2

9,47

2,7

5,26

2,4

2

3,9

2,7

2,3

1,9

4

1

3

2,5

1,8

3

3,5

5

A B C D E F

1

2

3

4

Habitación 2

Habitación 1Habitación 3

Habitación 4

Cuarto de

control

Sala - comedor

Cocina

Habitación

principal

Almacén

Lavadero

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene:

Plano de planta

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 1

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

2,632,23 2,93 3,01

2,9

13

,4

82

,8

0,9

3

1,22

3,8

3

1,7

6

1,8

7

0,2

0,1

60

,1

5

0,0

8

0,3

0,3

5

0,13

0,2

A B C D E F

1

2

3

4

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene:

Plano de cimientos

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 2

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

Detalle cimientos

Escala 1:20

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

9,6

3,08

33

2,8

7

2,9

8

3,08

3

3

9,9

2

9,47

2,7

5,26

2,4

2

3,9

2,7

2,3

1,9

4

1

3

1,8

3

3,5

5

A B C D E F

1

2

3

4

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene: Plano guaduas en

muros estructurales

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 3

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

Guadua de 8cm de ϕ

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene:

Plano cubierta

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 4

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

Teja traslucida

Estructura en guadua

de 11 cm de ϕ

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

A B C D E F

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene:

Fachada frontal y posterior

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 5

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

ABCDE

F

Fachada frontal

Fachada posterior

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

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N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

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ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

Sistema de coordenadas

MAGNA Colombia Bogotá

Proyección: Transversal

mercator

Falso este: 1000000,0

Falso norte: 1000000,0

Meridiano central: -74,0775

Factor de escala: 1

Latitud de origen: 4,5962

Unidad lineal: Metro

Proyecto: Diseño vivienda

finca El Naranjal

Contiene:

Fachadas laterales

Elaborado por:

William Salamanca

Andrés Cristancho

Plano No. 6

Escala: 1: 100

Fecha: 22 - 03 - 2019

1

2

Fachada lateral derecha

34

Fachada lateral izquierda

1

2 3 4

CR

EA

DO

C

ON

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IA

NT

ES

D

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ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK

CR

EA

DO

C

ON

U

NA

V

ER

SIÓ

N P

AR

A E

ST

UD

IA

NT

ES

D

E A

UT

OD

ES

K

CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK