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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS

FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I

“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE

ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA”

TESIS

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL

PRESENTA:

WILBERT ALBERTO CABRERA SANTIAGO

DIRECTOR DE TESIS:

DR. HUGO ALEJANDRO GUILLÉN TRUJILLO

TUXTLA GUTIÉRREZ, CHIAPAS. MAYO DE 2016


FACULTAD DE INGENIERÍA C-1

“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” II

“Tú debes ser el cambio que deseas ver en el mundo”

(Mahatma Gandhi)



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” III

D E D I C A T O R I A

Dedico este trabajo a aquellas personas que fueron de gran apoyo moral, ético y profesional; por

haberme acompañado en todo momento y orillado siempre a dar lo mejor de mí, sin detenerme.

Porque mi familia es lo más importante que Dios me ha dado y gracias a ellos siempre mantengo

una sonrisa en mi rostro y un fuerte latido en mi corazón.

A mis padres:

Ing. Lázaro Ramón Cabrera Santiago

Lic. Consuelo Santiago Monjaras

A mis hermanos:

Dr. Erick Ramón y Aymer Samael

Arely Irasema y Lázaro Fabián



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” IV

A G R A D E C I M I E N T O S

A Dios, por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, por permitirme hacer

realidad este sueño anhelado.

A la Universidad Autónoma de Chiapas que me ha dado la oportunidad de

formarme en sus instalaciones para poder así, ser un profesionista comprometido con

la sociedad.

A mi director de tesis, Dr. Hugo Alejandro Guillén Trujillo por sus conocimientos,

sus orientaciones, su manera de trabajar, su persistencia, su paciencia y su motivación

han sido fundamentales para mi formación.

A la comunidad académica de la Facultad de Ingeniería de la UNACH, a mis

catedráticos, directivos y personal administrativo, a quienes les debemos respeto y

admiración porque realmente están comprometidos con la educación y formación de

buenos profesionistas.

A Miriam Barranco Díaz, por ser compañera de vida, donde la ayuda que me ha

brindado ha sido muy importante para mí, incluso en los momentos más difíciles,

siempre me motivó a nunca abandonar mis sueños y a luchar por mi felicidad.

A Mario A. Hernández Selbas, por haber compartido el tema de tesis, porque juntos

compartimos experiencias, desvelos, risas y preocupaciones; pero sobre todo por ser

más que un amigo y compañero de clases, un hermano.

A mis compañeros de la licenciatura, por haber compartido experiencias, sueños y

angustias, que me brindaron su apoyo cuando lo necesité, principalmente a César, a

Rosaura, y a Rodolfo. Como también a mis compañeros de proyecto terminal con los

cuales tuvimos un aprendizaje ambiental mutuo.



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” V

ÍNDICE ÍNDICE DE FIGURAS ...................................................................................................................... VII

ÍNDICE DE ECUACIONES ................................................................................................................ IX

ÍNDICE DE TABLAS ......................................................................................................................... IX

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................... 1

1.1 INTRODUCCIÓN DE LAS ECOTÉCNIAS .................................................................................... 1

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................................................... 7

1.3 JUSTIFICACIÓN.................................................................................................................... 8

CAPÍTULO 2. OBJETIVOS ................................................................................................................. 9

2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................ 9

2.2 OBJETIVO PARTICULAR DE ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA ........................................... 10

2.2.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE LLUVIA ........................................................................... 10

2.2.2 BAÑOS SECOS ............................................................................................................ 10

2.2.3 HUMEDALES ARTIFICIALES ......................................................................................... 10

2.2.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ............................................................................... 11

2.2.5 FILTROS DE AGUAS GRISES ......................................................................................... 11

CAPÍTULO 3. REVISIÓN DE LA LITERATURA ................................................................................... 12

3.1. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA.......................................... 12

3.2 DESCRIPCIÓN DE BAÑOS SECOS ........................................................................................ 16

3.3 DESCRIPCIÓN DE HUMEDÁLES ARTIFICIALES ..................................................................... 21

3.4 DESCRIPCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ........................................................... 25

3.5 DESCRIPCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES ...................................................................... 28

CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO ................................................................................... 31

4.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA....................................... 31

4.2 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE BAÑOS SECOS ..................................................... 40

4.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES ............................................... 48

4.4 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS........................ 50

4.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES ................................. 73

CAPÍTULO 5. INSTRUCTIVO DE USO DE LAS HOJAS DE CÁLCULO ................................................... 87

5.1 INSTRUCTIVO PARA DISEÑAR SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA....................... 88



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” VI

5.2 INSTRUCTIVO DE USO PARA EL MANUAL PRÁCTICO DE BAÑOS SECOS ................................ 94

5.3 INSTRUCTIVO DE USO PARA DISEÑAR HUMEDALES ARTIFICIALES ....................................... 96

5.4 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ......100

5.5 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE FILTROS DE AGUAS GRISES................104

CAPÍTULO 6. MEDIDAS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ........................................................108

6.1 CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA. ......................................................................................108

6.2 BAÑOS SECOS. ...................................................................................................................109

6.3 HUMEDALES ARTIFICIALES .................................................................................................111

6.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS ......................................................................................113

6.5 FILTROS DE AGUAS GRISES ................................................................................................114

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES ......................................................................................................116

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................117

GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................................................120

ANEXOS ......................................................................................................................................121

ANEXO A. ÁLBUM FOTOGRÁFICO ............................................................................................121

ANEXO B. DISCO CON HOJAS DE CÁLCULO ..............................................................................124



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” VII

ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1. DEFORESTACIÓN EN LA SELVA LACANDONA ........................................................................... 2

FIGURA 2. DIAGRAMA DE LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA. ......................15

FIGURA 3. CANALETAS DE RECOLECCIÓN............................................................................................15

FIGURA 4. MODELO EN 3D DE BAÑO SECO ..........................................................................................17

FIGURA 5. MODELOS DE BAÑOS SECOS DENTRO DEL HOGAR .................................................................20

FIGURA 6. MODELO DE BAÑOS SECO AL AIRE LIBRE ..............................................................................20

FIGURA 7. ESQUEMA GENERAL DEL FUNCIONAMIENTO DE UN HUMEDAL ARTIFICIAL ....................................22

FIGURA 8. PLANTAS ACUÁTICAS MACROFITAS ......................................................................................24

FIGURA 9. HUMEDAL ARTIFICIAL CONSTRUIDO .....................................................................................24

FIGURA 10. VISTA LATERAL DEL ECOLAVADERO ...................................................................................27

FIGURA 11. VISTA EN PLANTA DE UN ECOLAVADERO COMUNITARIO .........................................................27

FIGURA 12. VISTA LATERAL DEL REGISTRO DE AGUAS GRISES CON TRAMPA DE GRASAS. ...........................30

FIGURA 13. VISTA DE PERFIL DEL FILTRO DE AGUAS GRISES. .................................................................30

FIGURA 14. VOLUMEN DE AGUA CAPTADA (LITROS) POR UNIDAD DE SUPERFICIE (M2).................................37

FIGURA 15. PREPARACIÓN DE SITIO. ..................................................................................................40

FIGURA 16. BASE DE CEMENTO Y MURO DE BLOQUES. ..........................................................................40

FIGURA 17. BLOQUES PARA LAS DOS CÁMARAS. ..................................................................................41

FIGURA 18. MURO LEVANTADO HASTA UN METRO DE ALTURA.................................................................42

FIGURA 19. FOTOS DENTRO Y FUERA DEL MURO FRONTAL. ....................................................................42

FIGURA 20. ESQUEMA DE INSTALACIONES SANITARIAS DE LOS MINGITORIOS. ...........................................43

FIGURA 21. INSTALACIÓN DEL MINGITORIO. .........................................................................................43

FIGURA 22. VISTA EN PLANTA DEL PISO DEL BAÑO. ...............................................................................44

FIGURA 23. PLANOS DEL ARMADO DE LA TAPA. ....................................................................................45

FIGURA 24. BASE DEL BAÑO SECO TERMINADA. ...................................................................................45

FIGURA 25. PROPUESTA PARA UNA REGADERA JUNTO AL BAÑO SECO. ....................................................46

FIGURA 26. MINGITORIO PARA SEPARAR LOS SÓLIDOS CON LOS LÍQUIDOS. ..............................................47

FIGURA 27. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS DEL MINGITORIO. ...................................................................47

FIGURA 28. ESQUEMA DEL COLADO DEL PISO DE CONCRETO. ................................................................53

FIGURA 29. CONSTRUCCIÓN DE LAS PAREDES DE LA CISTERNA. .............................................................54

FIGURA 30. ESQUEMA DE LA APLICACIÓN DEL YESO EN LOS MUROS. .......................................................56

FIGURA 31. APOYOS DE MADERA PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL LAVADERO. .............................................59

FIGURA 32. CANAL DE DESAGÜE. ......................................................................................................60

FIGURA 33. PLANO EN PERFIL DEL BANCO Y REPISAS. ...........................................................................61

FIGURA 34. BOMBA DE LA CISTERNA, REGISTRO Y TINACO. ....................................................................62

FIGURA 35. BAJADA DE AGUA Y TAMBOR CON FILTRO............................................................................65

FIGURA 36. SUPERFICIE DE CAPTACIÓN Y TECHO CANALES QUE TRANSPORTAN EL AGUA. ..........................66

FIGURA 37. CANAL DE AGUA Y GANCHOS DE APOYO (CORTE TRANSVERSAL). ...........................................67

FIGURA 38. DISEÑO DEL HUMEDAL CONSTRUIDO, CON ENTRADAS Y SALIDAS. ...........................................68

FIGURA 39. EL DETALLE DE SALIDA, EL DESAGUADERO Y LA MALLA FILTRANTE..........................................71



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” VIII

FIGURA 40. VISTA LATERAL DE LOS COMPONENTES DE LOS HUMEDALES CONSTRUIDOS. ............................72

FIGURA 41. LAS ANEAS, LOS JUNCOS Y EL CÉSPED COMÚN DE CAÑA. ......................................................73

FIGURA 42. TRAZO DEL ESPACIO DISPONIBLE PARA EL FILTRO DE AGUAS GRISES. .....................................74

FIGURA 43. ESQUEMA DE LOS MOLDES PARA LA CIMBRA DEL FILTRO HORIZONTAL.....................................75

FIGURA 44. ORDEN Y POSICIÓN DE CADA MOLDE DE MADERA. ................................................................76

FIGURA 45. DIAGRAMA DE LOS CORTES DE LA MALLA ANTES DEL ARMADO. ..............................................76

FIGURA 46. DIAGRAMA DE LA MALLA ANTES DEL COLADO. .....................................................................78

FIGURA 47. ESQUEMA DE INSTALACIONES HIDRÁULICAS DEL FILTRO. ......................................................80

FIGURA 48. FILTRO RECIÉN COLADO Y EN PROCESO DE TERMINACIÓN. ....................................................80

FIGURA 49. DISTINTOS MATERIALES FILTRANTES UTILIZABLES EN EL FILTRO HORIZONTAL...........................82

FIGURA 50. CANASTILLA DE PLÁSTICO DE 60 CM POR 40 CM CON 25 CM DE ALTURA. ................................82

FIGURA 51. FILTRO VERTICAL DE AGUAS GRISES. .................................................................................84

FIGURA 52. MALLA PARA RETENER GRASA EN EL FILTRO. ......................................................................84

FIGURA 53. CORTE DEL FILTRO VERTICAL CON SUS MATERIALES FILTRANTES. ..........................................86

FIGURA 54. CANASTILLA CON TEZONTLE. ............................................................................................86

FIGURA 55. ÍNDICE DE LAS ECOTÉCNIAS. ............................................................................................87

FIGURA 56. MENÚ DE LAS ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA. .................................................................88

FIGURA . A-1. (A) AFINAMIENTO DE PISO Y PAREDES; (B) SEDIMENTADOR LISTO PARA EL REVESTIMIENTO CON

GEOMEMBRANA; Y (C) TAPA CON FLOTADORES PARA EVITAR PÉRDIDAS POR EVAPORACIÓN Y

CONTAMINACIÓN.....................................................................................................................121

FIGURA . A-2. LA VISTA TRIDIMENSIONAL DEL ECOLAVADERO COMUNITARIO. ...........................................121

FIGURA . A-3. CONSTRUCCIÓN DE UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO EN ZONA RURAL. .............................122

FIGURA . A- 4. HUMEDALES ARTIFICIALES PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ............................122

FIGURA . A-5.APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA DONDE NO CUENTAN CON FUENTES PERENES. ........123

FIGURA . A-6. NIÑAS APROVECHAN EL ECOLAVADERO COMUNITARIO. ....................................................123



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA” IX

ÍNDICE DE ECUACIONES

ECUACIÓN 1. CÁLCULO DE LA DEMANDA MENSUAL. ..............................................................................32

ECUACIÓN 2. CÁLCULO DE LA DEMANDA ANUAL. ..................................................................................32

ECUACIÓN 3. MÉTODO DE INTERÉS COMPUESTO..................................................................................33

ECUACIÓN 4. CÁLCULO DE LA PRECIPITACIÓN NETA..............................................................................34

ECUACIÓN 5. CÁLCULO DEL ÁREA DE CAPTACIÓN .................................................................................38

ECUACIÓN 6. CÁLCULO DE ÁREA DE CAPTACIÓN NECESARIA ..................................................................38

ECUACIÓN 7. CÁLCULO DEL VOLUMEN DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO DEL SISTEMA.............................39

ECUACIÓN 8. CÁLCULO DEL GASTO MEDIO. .........................................................................................49

ECUACIÓN 9. CÁLCULO DEL GASTO MÍNIMO. ........................................................................................49

ECUACIÓN 10. CÁLCULO DEL GASTO MÁXIMO INSTANTÁNEO Y DE LA CONSTANTE M. .................................49

ECUACIÓN 11. CÁLCULO DEL GASTO MÁXIMO EXTRAORDINARIO. ............................................................49

ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1. COEFICIENTES DE ESCURRIMIENTO DE LOS DIFERENTES MATERIALES DEL ÁREA DE CAPTACIÓN. .....33

TABLA 2. VOLUMEN DE AGUA CAPTADA CON RELACIÓN AL ÁREA Y A LA PRECIPITACIÓN PLUVIAL. ..................36

TABLA 3. TABLA DE DOTACIONES CON RELACIÓN AL CLIMA DE LA LOCALIDAD.............................................48



“SISTEMATIZACIÓN PARA EL DISEÑO DE ECOTECNOLOGÍAS RELACIONADAS AL AGUA”

1

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1 INTRODUCCIÓN DE LAS ECOTÉCNIAS

Varios estudios han revelado que las ciudades modernas, pero también las más

antiguas, tienen una huella ecológica negativa que cubre entre 50 y 125 veces el

área de la metrópoli misma. Rees define a esta huella ecológica como "el área

terrestre que se requiere funcionalmente para mantener a cualquier población

dada”. El área agregada resultante puede ser llamada la 'huella ecológica total'

que la comunidad en cuestión deja sobre la Tierra. Adicionalmente, Girardet

inventó el término «biocidic cities» con las que designa a los asentamientos

humanos que toman recursos naturales y no devuelven nada a la madre tierra.

Los estudios que se hagan en el futuro nos dirán qué es más peligroso, si

cosechar recursos para alimentar a la ciudad o el envenenamiento de la ecología

por los flujos de desechos de las ciudades.

Un tema controversial e innegable en la actualidad, es el aumento de

temperaturas a través de los años, impulsando un calentamiento global. Dicho

calentamiento es generado por las emisiones de gases de efecto invernadero

hacia la atmosfera de la Tierra, especialmente el dióxido de carbono (CO2). Es

muy cierto que el calentamiento global va de la mano con el desarrollo humano de

muchos países industrializados, a tal grado que, para países de primer mundo es

prácticamente imposible reducir sus emisiones de CO2 por lo menos un 30% del

total de las emisiones. Por otro lado, es relevante tener en cuenta que en nuestro

país y estado se afecta gravemente a la superficie forestal, en el Mundo más de

13 millones de hectáreas de bosques son talados al año, según el Programa de

las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), lo que contribuye a un 20 % de

emisiones globales.

Existe un concepto muy particular llamado huella de carbono, que utilizamos muy

frecuentemente para conocer la equivalencia en masa de CO2 con relación a la

contaminación, industrialización, comercialización y trasportación de todos los

productos y servicios que se requieren en nuestra vida cotidiana. Es decir, una




2

mancha o huella que las personas dejan en la tierra al ocupar espacio y recursos

naturales. Una vez conociendo el daño hacia el medio ambiente, es posible

implementar una medida de mitigación y/o compensación de emisiones por medio

de sistemas o tecnologías ecológicas.

Figura 1. Deforestación en la selva lacandona

La importancia de construir sistemas de ahorro de energía y recursos naturales

para uso doméstico o uso comunitario, es de gran relevancia para la mayoría de

las poblaciones, sobre todo aquellas que no tienen acceso a ciertos conocimientos

de ecotecnologías, y que, además, tampoco reciben apoyo de proyectos de

sustentabilidad de parte de las autoridades.

Los recursos naturales, transformados o no, sólo alcanzan para sostener a una

determinada cantidad de seres humanos, más allá de esos límites de recursos, los

humanos no podremos crecer en número como en cualquier otro nicho animal,

porque no contaremos con los recursos necesarios para sobrevivir y mantenernos.

Se podrá lograr sólo cuando la visión y postura de todos los seres humanos frente

a la naturaleza y a nuestro medio circundante, cambie y les dé una valoración

diferente considerando modificar:

De explotación a aprovechamiento.




3

De degradación a respeto.

De contaminación a protección.

Y de separación a integración.

La condición sine qua non (expresión latina que significa 'sin la cual no'), se aplica

a una condición que necesariamente ha de cumplirse o es indispensable para que

suceda o se cumpla algo, nos permite considerar que, para asegurar la

permanencia de la armonía del planeta y nuestra especie, debemos ver el

problema como un todo, desde una posición global, general y holística; para

generar una nueva forma de vida que nos permita:

Afectar menos nuestro entorno, conciliar nuestra forma de actuar, armonía y

equilibrio con nuestro entorno, coherencia ecológica día a día y educar a las

nuevas generaciones.

Aquellas innovaciones tecnológicas diseñadas con el fin de preservar y restablecer

el equilibrio de la naturaleza y el desarrollo del hombre mediante el manejo

creativo de las herramientas naturales, son consideradas como “ecotécnias”.

En México, la sobreexplotación de los recursos naturales hasta niveles de

degradación, insertándolos en una economía global de mercado, termina por

aniquilar las economías de subsistencia de las comunidades rurales agotando

hasta su integridad y dejan a un lado las tradiciones con las que trabajaban

ecológicamente la tierra.

Las ecotécnias han llegado a cambiar todo parámetro que se había adquirido

desde la época industrial en México. Se intenta rescatar la manera tradicional y

sustentable con la que se ha limitado el impacto negativo en la biosfera terrestre

sin dañar las economías de los pueblos y creando nuevas alternativas

sustentables y sostenibles para una vida digna. Después de la conferencia de

Estocolmo de 1972, se consolidaron los principios del desarrollo sustentable por

medio de la propuesta del ecodesarrollo en el Programa de las Naciones para el

Medio Ambiente (PNUMA) y es aquí donde se tomaron en cuenta las ecotécnicas.

Después se crea el concepto de “ecoturismo” en los 80’s donde crece la




4

importancia por practicar el turismo en zonas lejos de las urbes sin contaminar el

ambiente y así mismo surgen actividades de bajo impacto al medio ambiente.

El manual de diseño de ecotécnias tiene la intención de proveer a técnicos y a

toda persona interesada en la implementación de sistemas probados sobre el

cuidado del medio ambiente y aprovechamiento de los recursos. Sin embargo,

éste también puede ser de interés para una mayor audiencia, como especialistas

en desarrollo rural y planificadores. Esta opción permite satisfacer las necesidades

básicas de la población; asimismo, ayuda a reducir los altos niveles de

contaminación, como los son las emisiones de CO2, la erosión del suelo y la

calidad del agua. Es importante identificar los diferentes usos y aplicaciones de las

ecotécnias, sus componentes principales, los benefic ios que genera, su operación

y mantenimiento, pues la relación beneficio-costo nos da una idea de lo aceptable

que puede ser introducir proyectos que incluyan ecotécnias. Las características de

los materiales de construcción, el bajo costo y buen funcionamiento, nos indica

que las ecotécnias son planeadas y proyectadas para una zona rural

principalmente, aunque la implementación en zonas urbanas puede llegar a ser

innecesaria ya que significa un cambio drástico en el estilo de vida. Los criterios

de diseño más sobresalientes y la forma de construir estos sistemas, nos dan la

posibilidad de generar, por medio de una base de datos, una hoja de cálculo para

poder así, proporcionar al diseñador las dimensiones y lineamientos del sistema

para la construcción de ecotécnias. Es importante tener en cuenta las

recomendaciones y el mantenimiento de las ecotécnias, por ello, en este escrito se

podrá encontrar un capítulo destinado para ello.

La manera en que los servicios energéticos son producidos, distribuidos y

utilizados repercute en las dimensiones social, económica y ambiental del

desarrollo. En su conjunto, el acceso limitado a los servicios energéticos provoca

marginalización e impone ciertos límites a la capacidad para mejorar las

condiciones de vida de las personas. Las estrategias encaminadas a la mejora de

las condiciones energéticas tienen un impacto directo en aspectos relacionados

con la pobreza, las mujeres, la población, el urbanismo y los estilos de vida. Con la




5

intención de que las estrategias no agraven la situación inicial de los países en

donde se aplican hay que focalizar el consumo/suministro energético como un

medio para satisfacer las necesidades básicas de una población y no como un fin

en sí mismo.

Dentro de un campo tan amplio como es el de la ecotecnología el presente

documento está enfocado a desarrollar dichos sistemas con lo que se conocen

como tecnologías apropiadas. Se considera que una tecnología es apropiada

cuando su uso tiene beneficios sobre las personas que las emplean y el medio

ambiente. Para lograr este beneficio social, ético, cultural, económico y

medioambiental hay una serie de características que son comunes a todos estos

procesos:

Que no causen daño previsible a las personas ni daño innecesario a su

entorno, especialmente a la flora y fauna.

Que no comprometan de modo irrecuperable el patrimonio natural de

futuras generaciones.

Que mejoren las condiciones básicas de vida de las personas

independientemente de su nivel adquisitivo.

Que no sean coercitivas, respetando los derechos y posibilidades de

elección de sus usuarios voluntarios y de sus sujetos involuntarios.

Que no tengan efectos generalizados irreversibles.

Bajo costo y baja operatividad económica, de fácil manejo, con bajo

mantenimiento y vida útil prolongada.

Que satisfagan una necesidad que otros productos o tecnologías no

consiguen.

Además, una característica destacable de este tipo de tecnologías es que usan

saberes propios de las culturas donde están empleadas, junto con materias primas

y materiales fácilmente asequibles en los lugares donde se aplican, evitando la

creación de dependencias




6

En el mundo que nos toca vivir, cada vez más globalizado y competitivo desde el

punto de vista comercial, destaca el desarrollo industrial que, alentado por la

captura de los mercados, dejan en un segundo término la protección del ambiente,

ocasionando el retraso de programas para la reducción de contaminantes. Al

respecto, siguen presentes diversos problemas como el adelgazamiento de la

capa de ozono, la deforestación y el cambio climático, que, de no corregirse,

habrán de repercutir en la salud y bienestar de la humanidad.

Una solución es la adopción de tecnologías limpias o ecotécnias cuya función es

proteger el ambiente mediante acciones de prevención o eliminación de desechos

que se originan básicamente, como resultado de la actividad industrial.

Las ecotécnias son un concepto que representa las tecnologías que garantizan

una operación económica y ecológica de la energía, como la solar, eólica e

hidráulicas, que son renovables e inagotables; apoyadas en aerogeneradores,

paneles solares, focos fluorescentes, etc., se emplea para obtener electricidad,

calefacción, iluminación, etc.

El uso de las ecotécnias nos puede ayudar para aprovechamiento sostenible de

los recursos naturales y materiales diversos para la vida diaria.

Se podrán elegir las ecotécnias que mejor atiendan las necesidades y se adapten

a nuestro entorno, usos y costumbres, así como a los materiales disponibles en

nuestras comunidades. Tomando en cuenta las condiciones de la región como:

Temperatura

Precipitación

Radiación solar

Terreno disponible

Población de la zona

Clase socioeconómica

Y demás datos que dependen de cual sea el sistema que desea construir.




7

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En las comunidades sufren de escasez de recursos hídricos y energéticos,

principalmente por la falta de tecnologías y estudios técnicos. También porque

reciben el apoyo económico para que lleven a cabo sus proyectos y sustentos. En

Chiapas tenemos localidades con altos índices de precipitaciones y que no

cuentan con algún cuerpo de agua o arroyo del cual puedan disponer, lo suficiente

para abastecerse de agua en temporada de estiaje, sin embargo, no cuentan con

sistema de captación de agua de lluvia y no pueden aprovechar dicho recurso.

Tomando otro ejemplo, también hay localidades en Chiapas en las que no cuentan

con servicio de luz eléctrica, y se ven obligados a adaptarse a las condiciones

disponibles, sin embargo, también existe la posibilidad de aprovechar la radiación

solar con la que cuentan, este recurso natural se considera infinito, pero ellos de

igual forma por falta de tecnologías no pueden disponer de este servicio. Con

estos ejemplos se puede comprender que las ecotécnias realmente son

necesarias en las comunidades rurales de Chiapas, pero aún no están al alcance

de todas las personas ya sea por la economía, tecnología, materiales o

simplemente por falta de conocimientos técnicos.




8

1.3 JUSTIFICACIÓN

Este trabajo se ha realizado principalmente pensando en la necesidad que se vive

en las comunidades rurales y también en el impacto que las personas generan a la

naturaleza, que a generaciones futuras puede perjudicar seriamente con el

equilibrio y la conservación de los recursos naturales. La implementación de

ecotécnias tiene gran importancia debido a la escasez de los recursos de uso

diario como es el agua para consumo humano y uso doméstico, recursos

forestales, suelo fértil, luz eléctrica etc. Y estos sistemas fundamentalmente

proporcionan un ahorro de dichos recursos, o bien, nuevas técnicas de adquisición

y recolección de ellos. Es por ello que se ha elaborado este manual de diseño de

ecotécnias destinado para todas las personas que buscan un desarrollo

sustentable para sus viviendas y así poder satisfacer las necesidades básicas de

sus familias. Por ello se ha optado por elaborar este manual de diseño lo más

práctico posible para que esté al alcance de todos, y usando materiales de

construcción que puedan adquirir cerca de su vivienda, además de proporcionar

un software de cálculo para que pueda estar al alcance de más personas.

Este manual fue pensado y proyectado para todo tipo de usuario, desde un

ingeniero diseñador hasta un jefe de familia que tenga deseos de implementar una

ecotécnia en su hogar. Finalmente, contamos con resultados confiables, ya que

toda operación de las hojas de cálculo tiene un fundamento científico con el que

podremos garantizar el buen funcionamiento de los sistemas ecológicos, tomando

en cuenta que se realizó un correcto proceso constructivo y que se llevan a cabo

todas las medidas de mantenimiento de forma correcta.




9

CAPÍTULO 2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

El Manual de Diseño de Ecotécnias tiene como principal objetivo, proporcionar a

los técnicos y constructores, como también a los propietarios de la vivienda, las

dimensiones del sistema, como las características de los materiales, procesos de

construcción y mantenimiento en general. Se busca que el software de cálculo

esté en disposición de todos, principalmente a los habitantes de pueblos rurales,

ya que ellos son los que cuentan con menos tecnologías y servicios para

satisfacer sus necesidades. Entre las metas proyectadas de este manual de

diseño de ecotécnias están:

Desarrollar una herramienta de fácil comprensión que esté al alcance de

cualquier usuario.

Generar un software con aplicaciones técnicas ambientales para que en las

comunidades de Chiapas puedan implementar las ecotécnias más factibles

para su región.

Concientizar a la población de que el uso de las ecotécnias ayudara a la

conservación del medio ambiente.

Cuando la tecnología tiene como objetivo reducir su propia huella ecológica,

entonces estamos hablando de una ecotécnia. No se trata de aparatos o

máquinas que no tengan un impacto negativo sobre el medio ambiente,

simplemente que su existencia es menos dañina que las alternativas tradicionales.

La sola extracción de materiales para la construcción de cualquier producto

supone una huella ambiental negativa, misma que se incrementa al contabilizar los

combustibles usados para su manufactura y transporte. Todos los sistemas

ecológicos que pueden encontrar en este manual, están pensados para reducir de

manera significativa los impactos generados por su propia construcción e incluso

hasta se puede generar cierto beneficio en el ámbito social, ecológico y

económico. Los sistemas ecológicos tienen como meta principal llegar la

disposición de las personas que habitan sobre todo en las zonas rurales, ya que




10

estas personas tienden a ignorar ciertos parámetros de contaminación y utilizan

medios incorrectos para el tratamiento de agua, residuos sólidos y contaminación

a la atmósfera.

2.2 OBJETIVO PARTICULAR DE ECOTÉCNIAS APLICADAS AL AGUA

2.2.1 SISTEMA DE CAPTACIÓN DE LLUVIA

La captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua para consumo

humano y uso agrícola. En muchos lugares del mundo con alta y media

precipitación y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria

para el consumo humano, se recurre al agua de lluvia como fuente de

abastecimiento (UNATSABAR, 2001).

2.2.2 BAÑOS SECOS

El baño seco tiene como finalidad cambiar la contaminación del suelo por un

enriquecimiento del mismo. Los baños secos son sistemas que tratan los

desechos humanos cuando fermentan y los deshidratan para producir un producto

final utilizable y valioso para el suelo. No causa daños al medioambiente. No

utilizan agua y tampoco se conectan a la red de aguas residuales, evitando así

contaminar el subsuelo. También ahorran cantidades considerables de agua y al

mismo tiempo evitar la producción de aguas negras, utilizando sanitarios que

funcionan sin agua, cuentan con un diseño adaptable a diferentes culturas locales.

2.2.3 HUMEDALES ARTIFICIALES

En los humedales crecen y se desarrollan diferentes tipos de vegetales, animales

y microorganismos adaptados a estas condiciones de inundaciones temporales y/o

permanentes. En este tipo de ecosistema se desarrollan también determinados

procesos físicos y químicos capaces de depurar el agua ya que eliminan grandes

cantidades de materia orgánica, sólidos en suspensión, nitrógeno, fósforo e

incluso productos tóxicos. Básicamente, los humedales artificiales son zonas




11

construidas por el hombre en las que se puede llevar un tratamiento de aguas

negras al reproducirse de manera controlada, los procesos físicos, químicos y

biológicos de eliminación de contaminantes que ocurren normalmente en los

humedales naturales.

2.2.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS

Proporciona agua limpia para lavar la ropa, disminuyendo el riesgo de irritaciones

de piel. Al igual que quita cantidades significativas de contaminantes de las aguas

grises, reduciendo la contaminación del medio ambiente. Ayuda a los miembros de

la comunidad a desarrollar un mejor entendimiento de como las aguas residuales

de diferentes tipos deben ser separadas y tratadas antes de ser descargadas al

medio ambiente y ayuda a los miembros de la comunidad a entender el valor de

usar el agua limpia en actividades que pueden afectar su salud.

2.2.5 FILTROS DE AGUAS GRISES

Las aguas jabonosas serán tratadas a través de un proceso Físico-Químico con el

objeto de espesar el jabón, sólidos en suspensión, oxigenar y desinfectar el agua

por medio de plantas acuáticas que absorben los minerales del jabón y así poder

darle al agua un correcto uso. Para enviar nuevamente el agua ya tratada al

consumo de la lavandería o para riego en jardines e infiltración de agua al

subsuelo.




12

CAPÍTULO 3. REVISIÓN DE LA LITERATURA

En el siguiente escrito se presentará la revisión de la literatura de este documento,

el cual cuenta con la descripción de las ecotécnias que introducimos en los

softwares de diseño con el que se complementa la comprensión del

funcionamiento de todos los sistemas ecológicos.

3.1. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA

La importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico

y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones,

sobre todo aquellas que no tienen acceso a este vital líquido.

Esta opción permite satisfacer las necesidades básicas de la población; asimismo,

ayuda a prevenir la presencia de enfermedades gastrointestinales. El sector salud

reporta varios casos de muertes causadas por el consumo de agua que no cumple

las especificaciones de calidad establecidas en las Normas Oficiales relativas a

calidad del agua.

La captación de agua de lluvia es la recolección, transporte y almacenamiento del

agua pluvial que cae sobre una superficie de manera natural o hecha por el

hombre. Las superficies que captan el agua en las ciudades pueden ser techos de

casas y edificios, techumbres de almacenes y de tiendas, explanadas, etc. El agua

almacenada puede ser usada para cualquier fin, siempre y cuando utilicemos los

filtros apropiados para cada uso, es decir, para usos básicos como limpieza de

ropa, de pisos, sanitarios y riego puede usarse un filtro muy sencillo; para aseo

personal y para agua que se pretenda beber, se deberá tener un sistema de filtros

diferente, adecuados para estos fines.

El agua es un recurso natural cada vez más importante y escaso en nuestro

entorno. Gracias a la instalación de un sistema de recuperación de agua de lluvia,

puede ahorrar fácilmente hasta un 50% del consumo de agua potable en su casa.




13

El agua de lluvia, a pesar de no ser potable, posee una gran calidad, ya que

contiene una concentración muy baja de contaminantes, dada su nula

manipulación. El agua de lluvia es perfectamente utilizable para muchos usos

domésticos en los que puede sustituir al agua potable, como para lavar ropa,

trastes, WC y riego, todo ello con una instalación sencilla y de costo accesible.

También supone utilizar las cubiertas de los edificios como captadores. De este

modo, el agua se recoge mediante canales o sumideros en un tejado o una

terraza, que pueden ser de diferentes materiales, ya sea de losa, teja, lámina, y

hasta palma, y se conduce a través de tuberías, para almacenarse finalmente en

una cisterna o tanque.

Este depósito puede estar enterrado en el jardín o situado en superficie libre en un

espacio de la vivienda. A la entrada del depósito se coloca un filtro para evitar

suciedades y elementos no deseados, como hojas y residuos. Este depósito se

dimensiona en función de los usos acordados, la superficie de la cubierta y la

pluviometría de la zona; posteriormente el agua disponible se impulsa y distribuye

a través de un circuito hidráulico independiente de la red de agua potable. Los

consumos admisibles o autorizados con agua pluvial son usos donde no se

requiere agua potable: lavadora, cisterna del váter, lavado de suelos, riego, etc. Lo

más práctico, fácil y barato es derivarlo para riego; se necesita un mínimo de

infraestructura y se consigue, así mismo, un buen ahorro. En muchos municipios

ya existen normativas para el aprovechamiento de agua de lluvia, con motivo de

las recientes sequías y las perspectivas climatológicas a medio y largo plazo.

Para que un sistema de captación de agua de lluvia funcione en una zona,

debemos tener en cuenta algunos factores fundamentales:

Factores sociales

Querer hacer el cambio.

Acordarlo con las personas con quien vivimos.




14

Acordarlo con nuestros vecinos, en caso de ser un edificio o que esta decisión

los afecte de alguna manera.

Hacerse responsable del mantenimiento para el mejor funcionamiento del

sistema.

Factores técnicos

Número de integrantes de la familia o comunidad a beneficiar y el consumo

actual.

Cantidad de agua que se pretende captar.

Precipitación pluvial en la ciudad.

Superficies de captación.

Conducción del agua de lluvia (canales y tuberías).

Cisternas, tanques y otros elementos de almacenamiento.

Filtros y calidad del agua de lluvia

Ventajas

Ahorro evidente y creciente en la factura del agua que puede sustituir un 80%

del total de agua demandada por una vivienda.

Uso de un recurso gratuito y ecológico.

Pueden recibir subvenciones en función del municipio.

Contribución a la sostenibilidad y protección del medio ambiente.

Disponer de agua en periodos cada vez más frecuentes de restricciones y

prohibiciones.

Una buena instalación de colección de agua es sencilla y, por tanto, existen

riesgos mínimos de averías y apenas requiere de mantenimiento.

Aprovechar el agua pluvial tiene otras ventajas a la hora de lavar nuestra ropa;

al ser el agua de lluvia mucho más blanda que la del grifo, estamos ahorrando

hasta un 50% de detergente.

Mitigan la erosión de las avenidas de aguas por la actividad pluvial.




15

Figura 2. Diagrama de los elementos del sistema de captación de agua de lluvia.

Figura 3. Canaletas de recolección




16

3.2 DESCRIPCIÓN DE BAÑOS SECOS

En México existe cada vez mayor generación de basura, contaminación, escasez

del agua, empobrecimiento de los suelos agrícolas, mal manejo de los desechos y

descontento social. Los desechos que producimos están contaminando nuestros

ríos, arroyos, el mar, los lagos, incluso las aguas subterráneas a través de las

conexiones con el exterior por las perforaciones a lo largo de todo el planeta.

Un claro ejemplo de esto, lo constituye las aguas negras que generamos tan solo

en los sanitarios, pues el agua que utilizamos en un año para los baños

convencionales nos serviría para beber por más de 40 años y más de 150 000

litros de agua generados contaminan diversos cuerpos de agua por su mal

manejo.

Una alternativa a esta insensata forma de manejo de aguas negras ya se ha

desarrollado ya hace mucho tiempo, los baños ecológicos o baños secos, cuya

ventaja es el ahorro de agua, la reducción de agua negras y reducción de la

contaminación del ambiente.

Estas ecotécnias son aplicadas de manera eficiente en las zonas rurales como

Oaxaca, Veracruz, Península de Yucatán y Morelos que han logrado

implementarla con gran éxito mejorando su calidad de vida y activando su

participación social para la mejora de su ambiente.

Un baño seco es un baño que no utiliza agua para la evacuación de la orina y el

excremento, se distingue de los convencionales baños porque el excremento no

va directamente al suelo, no requiere de agua para su funcionamiento y no se

conecta a la red de aguas residuales. Además, son muy eficaces biológicamente,

ya que se aprovechan los residuos humanos y favorecen la economía doméstica,

ahorrando dinero y energía.




17

Figura 4. Modelo en 3D de baño seco

Básicamente, hay dos tipos de sanitarios, los que utilizan agua para deshacerse

de los desechos y los que no la utilizan, también conocidos como letrinas. El

sanitario seco, a diferencia de una letrina, es una técnica que permite utilizar los

desechos como abono para el suelo y neutralizar la capacidad contaminante de

las heces (Semarnat, 2008).

“Baño seco” es un nombre genérico utilizado para describir varios tipos de baños

en los que coinciden dos características: funcionan sin agua y no tienen conexión

a la red de aguas residuales. Son también llamados “baños composteros” y dentro

de estos tenemos los modelos comerciales como los baños composteros en

donde la materia orgánica fermenta en un contenedor y el producto final obtenido

se puede utilizar, por ejemplo, como abono en jardines. Está indicado para zonas




18

con poca disponibilidad de agua, o donde el agua del subsuelo sube a menos de 3

metros de la superficie del suelo (Semarnat, 2008).

Su función principal es la separación de desechos sólidos y líquidos; para ello, se

utiliza una taza especial con división para la orina y las heces. La orina se capta

en el separador al frente de la taza, que se conecta con una manguera al depósito

o pozo de absorción. Para los desechos sólidos se dispone un depósito, y a cada

uso, las heces deben cubrirse con una mezcla de tierra, aserrín, hojarasca o

ceniza y un poco de cal para mantener alta la alcalinidad.

Cuando se acaba de llenar esta primera cámara, se sella la abertura y se traslada

la taza a la otra cámara. La segunda cámara es ahora activa mientras la primera

es pasiva o de maduración. Cuando la segunda cámara está llena, se cosecha

abono orgánico maduro de la primera cámara. El uso alternado de las dos

cámaras facilita la destrucción de organismos patógenos, al permanecer más

tiempo en un medio alcalino producto de la cal y/o la ceniza. Este tiene la

apariencia de un polvo granuloso cuyo aspecto recuerda poco su origen; es

perfectamente inodoro.

Mientras la orina recuperada puede utilizarse como biofertilizante, debido a la alta

cantidad de nitrógeno que posee, inhibe el trabajo de las lombrices y de las

bacterias en general. Además, agrega gran cantidad de aire dentro del sistema, lo

cual genera mayor protagonismo de las bacterias anaeróbicas y desequilibra el

sistema pudiendo provocar olores. Sin embargo, la orina a diferencia de las heces

no tiene elementos contaminantes y cuenta con gran cantidad de nutrientes. La

orina es casi una sustancia nutritiva perfecta utilizable por las plantas y ser

reutilizada en beneficio del suelo.

La orina es almacenada a la sombra para que se produzca su envejecimiento y

pueda formarse amonio de manera que los nutrientes sean más fácilmente

absorbidos por lo microorganismos. Para aligerarla y tener una mejor calidad de

fertilizante, es preciso diluirla en agua y dejar reposar un mes esta sustancia. Esta

preparación se riega directamente sobre el suelo. Por otra parte, es recomendable




19

evaluar los requerimientos de nutrientes y el funcionamiento metabólico de cada

tipo de especie, o en todo caso, se puede cavar un hueco en tierra (50 cm de

profundidad) cerca del sanitario, llenarlo de piedras, carbón, y conectar la salida

de orinas con este agujero.

En un sanitario seco se deshidrata el contenido que cae en la cámara de

tratamiento, esto se logra con calor, ventilación y el agregado de material secante.

Hay que reducir la humedad del contenido a menos de 25% tan pronto como sea

posible, ya que con este nivel se acelera la eliminación de patógenos, no hay

malos olores ni producción de moscas. El uso de una taza de sanitario diseñada

especialmente, que desvía la orina y la almacena en un recipiente aparte, facilita

la deshidratación de las heces.

La ecotécnia de baños secos al no requerir agua, tienen la ventaja de ahorrarla, se

estima que una persona ahorra anualmente una cantidad suficiente para beber

dos litros de agua diariamente durante más de 40 años, o bien ahorrar 13 litros por

cada vez que utilizamos el baño. Otras de las ventajas de los baños secos

comparados con los baños convencionales son los siguientes:

No contaminan el agua, ni el suelo.

Son higiénicos.

Su construcción es sencilla.

Su mantenimiento es muy sencillo y barato.

Ocupan poco espacio.

Pueden ser instalados dentro y fuera de la casa.

No requieren drenaje.

Bien manejados no emiten malos olores.

Pueden ser tan lujosos o sencillos como quieras.

Convierten un terrible contaminante en abono.

Permiten a poblaciones con pocos recursos acceder a un saneamiento

inocuo que mantenga sus cauces limpios.




20

Figura 5. Modelos de baños secos dentro del hogar

Figura 6. Modelo de baños seco al aire libre




21

3.3 DESCRIPCIÓN DE HUMEDÁLES ARTIFICIALES

Dentro de las tecnologías que se utilizan en el mundo para el tratamiento de las

aguas residuales, los humedales artificiales ocupan un lugar importante ya que

con ellos se busca aprovechar los procesos físicos, químicos y biológicos que se

presentan al interactuar entre sí, el agua, el medio filtrante, las plantas, los

microorganismos y la atmósfera. Ello conlleva la remoción de sólidos suspendidos

por sedimentación y filtración, a la biodegradación de la materia orgánica a partir

de microorganismos aeróbicos y anaeróbicos y a la eliminación de

microorganismos patógenos por sedimentación, filtración y la acción depredadora

de otros organismos, además de que se logra la remoción de metales pesados por

precipitación y absorción, y una disminución de los hidróxidos y sulfuros. Estos

módulos para el tratamiento de aguas residuales pecuarias constituyen igualmente

una solución económicamente viable.

Los humedales artificiales son zonas construidas por el hombre en las que, de

forma controlada, se reproducen mecanismos de eliminación de contaminantes

presentes en aguas residuales, que se dan en los humedales naturales mediante

procesos físicos, biológicos y químicos.

El carácter artificial de este tipo de humedales viene definido por el confinamiento

del humedal, el cual se construye mecánicamente y se impermeabiliza para evitar

pérdidas de agua al subsuelo, el empleo de sustratos diferentes del terreno

original para el enraizamiento de las plantas y la selección de las plantas que van

a colonizar el humedal.

La tecnología de humedales artificiales puede ser considerada como un

ecosistema en el que los principales actores son:

El sustrato sirve de soporte a la vegetación, permitiendo la fijación de la

población microbiana, que va a participar en la mayoría de los procesos de

eliminación de los contaminantes.




22

La vegetación contribuye a la oxigenación del sustrato, a la eliminación de

nutrientes y sobre la que su parte subterránea también se desarrolla la

comunidad microbiana.

El agua a tratar circula a través del sustrato y de la vegetación.

Figura 7. Esquema general del funcionamiento de un humedal artificial

Los mecanismos involucrados en la eliminación de los principales contaminantes

presentes en las aguas residuales urbanas, mediante el empleo de humedales

artificiales son:

Eliminación de sólidos en suspensión mediante procesos de sedimentación,

floculación y filtración.

Eliminación de materia orgánica mediante los microorganismos presentes

en el humedal, principalmente bacterias, que utilizan esta materia orgánica

como sustrato. A lo largo del humedal existen zonas con presencia o

ausencia de oxígeno molecular, por lo que la acción de las bacterias sobre

la materia orgánica tiene lugar tanto a través de procesos biológicos

aerobios como anaerobios.

Eliminación de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, principalmente

mediante mecanismos de nitrificación – desnitrificación y precipitación.




23

Eliminación de patógenos mediante adsorción, filtración o depredación.

Eliminación de metales pesados como cadmio, zinc, cobre, cromo,

mercurio, selenio, plomo, etc.

En la actualidad, en muchos pueblos, las plantas de tratamiento ya no cumplen

sus objetivos por obsolescencia y/o por mayor carga debido a la actividad

industrial. El construir nuevas plantas de depuración o el conectarse plantas

lejanas ya existentes implica un elevado coste, con lo que conectar las antiguas

plantas con humedales artificiales puede ser una alternativa económica y

ecológicamente aceptable, ya que este tipo de sistemas son de construcción fácil,

bajo costo, mantenimiento reducido y con una depuración confiable, incluso

cuando hay altas variaciones en el caudal.

Componentes de los humedales artificiales:

Estructuras de entrada del afluente.

Impermeabilización del fondo y laterales.

Medio granular

Vegetación emergente típica de zonas húmedas

Estructuras de salida regulables para controlar el nivel del agua

(Hernández, 2008).

Plantas

Usualmente las plantas que se usan en estos sistemas se llaman macrofitas, e

incluyen plantas acuáticas vasculares, musgos acuáticos y algunas algas grandes,

aunque se estima que se ha utilizado apenas el 1% de las especies disponibles.

Una gran variedad de especies de plantas han sido utilizadas, o han invadido y se

han adaptado a los ecosistemas formados por los humedales construidos, para

tratar aguas residuales, específicamente en sistemas municipales. Algunas

especies que se han adaptado a las aguas residuales domésticas, puede que no

sobrevivan con aguas residuales de granjas (i.e., porcícolas), por la diferencia en

la concentración de los contaminantes.




24

Figura 8. Plantas acuáticas macrofitas

Figura 9. Humedal artificial construido

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwim5bqN7sbMAhUEMSYKHeYGBgcQjRwIBw&url=https://wearethecityheroes.wordpress.com/2013/02/01/depuracion-de-aguas-residuales-con-filtros-de-macrofitas-en-lorca/&psig=AFQjCNGEbOElAwThUTqXhnnz-uNwe7Hgpw&ust=1462672314355319




25

3.4 DESCRIPCIÓN DE ECOLAVADEROS COMUNITARIOS

Un ecolavadero con su propio suministro del agua, conectado con un sistema de

tratamiento de aguas grises (humedal construido), puede proporcionar las

siguientes ventajas a la comunidad:

Centraliza la actividad de lavar ropa y proporciona una superficie para

lavar la ropa.

Reduce el tiempo dedicado al lavado de ropa.

Proporciona agua limpia para lavar la ropa, disminuyendo el riesgo de

irritaciones de piel.

Quita cantidades significativas de contaminantes de las aguas grises,

reduciendo la contaminación del medio ambiente.

Ayuda a los miembros de la comunidad a desarrollar un mejor

entendimiento de como las aguas residuales de diferentes tipos deben

ser separadas y tratadas antes de ser descargadas al medio ambiente.

Ayuda a los miembros de la comunidad a entender el valor de usar el

agua limpia en actividades que pueden afectar su salud.

Este diseño de ecolavadero puede ser dividido en tres subsistemas:

1. Sistema para captar lluvia, con un pozo suplementario y una cisterna

subterránea de almacenaje de agua.

2. Estructura física de la estación para lavar ropa, con su plomería e

infraestructura de agua, así como estructuras adicionales que permiten el

lavado y secado de ropa en una manera cómoda.

3. Humedal construido para el tratamiento de las aguas grises que salen del

sistema.

El ecolavadero se centra en el tinaco de almacenaje de agua y las dos filas de

lavaderos y tanques. Cuando se necesita agua para lavar, una bomba eléctrica o

de mano será usada para llenar el tinaco de agua elevado. Cuando se abre la

válvula delante de cada una de los 6 tanques individuales, el agua fluye por

gravedad a ese tanque. Los usuarios pueden transferir agua del tanque al




26

lavadero para lavar su ropa. El agua jabonosa de los ecolavaderos saldrá a la

canal central que canaliza el agua al humedal construido. Aunque el agua de

enjuague tiene una concentración inferior de detergente al agua de lavado, los

contaminantes restantes también requieren tratamiento y saldrán al humedal vía

este desagüe.

Estructuras adicionales

Las estructuras adicionales incluyen bancos con una mesa adjunta. Éstos pueden

ser colocados en uno o dos lados del ecolavadero y proporcionar un espacio para

descansar y doblar la ropa. Los botes de basura deberán ser colocados entre los

bancos para asegurar que haya un espacio limpio y lugar para que los niños

puedan jugar. Idealmente habría botes para la basura inorgánica y otros para

desechos orgánicos. La basura orgánica puede ser utilizada como abono. Hay

también un área de banco y mesa del lado derecho del ecolavadero, encima de la

cisterna. Otro rasgo conveniente de este diseño es un tendedero que puede ser

colocado en cualquier espacio abierto alrededor del ecolavadero, preferentemente

dando hacia el sol.

Humedal Construido

El agua jabonosa sale del ecolavadero por el canal central inclinado que dirige el

agua al humedal construido. El humedal contiene plantas acuáticas nativas que

proporcionan hábitat para microbios benéficos. Estos microbios descomponen los

contaminantes en las aguas residuales. Las plantas también absorben algunos

metales y otros elementos que están disueltos en el agua. Finalmente, el agua

tratada sale del humedal vía un tubo que la dirige hacia el río cercano.

Como podemos observar, la ecotécnia del ecolavadero supone una adición de

varias ecotécnias, muchas ya citadas en este documento, como, por ejemplo,

sistema de captación de agua de lluvia, humedales artificiales y filtros de aguas

grises, y entre otros como bomba de mano y trampa de grasas.




27

Figura 10. Vista lateral del ecolavadero

Figura 11. Vista en planta de un ecolavadero comunitario




28

3.5 DESCRIPCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES

Las aguas grises o jabonosas se generan en las actividades cotidianas de aseo,

las aguas grises son aguas que provienen únicamente de lavabos, fregaderos,

lavaderos, regaderas y lavadoras. Normalmente, estas aguas no son tan

peligrosas para la salud o el medio ambiente como las aguas negras (que son las

que provienen de los escusados / WC / inodoros), pero sí contienen cantidades

significativas de nutrientes (como fósforo), materia orgánica, grasas y pueden

contener bacterias. Por lo tanto, si no reciben un tratamiento previo a su descarga

o reutilización, pueden tener efectos nocivos como contaminación del medio

ambiente (suelos y cuerpos de agua) y generan un mal olor, especialmente si se

estancan. Sin embargo, con un sistema de tratamiento adecuado, las aguas

jabonosas proporcionan nutrientes esenciales que las plantas aprovechan para

crecer.

Las aguas jabonosas serán tratadas a través de un proceso Físico-Químico con el

objeto de espesar el jabón, sólidos en suspensión y oxigenar y así poder dar un

correcto uso. Para enviar nuevamente el agua ya tratada al consumo de la

lavandería o jardinería.

Hay varias maneras de tratar las aguas jabonosas. La elección del sistema de

tratamiento depende de las condiciones del terreno (desniveles, tipo de suelo) y de

cómo se reutilizará el agua tratada. Por ejemplo, el filtro jardinera o biofiltro, en

combinación con una trampa de grasas (que puede ser con un filtro de corteza,

especialmente adecuado para tratar agua de lavado de trastes) es un pequeño

humedal con plantas de pantano

degradan materia orgánica, como restos de comida.

transforman el fósforo en compuestos asimilables para las plantas

(fosfatos).

permite la reutilización del agua tratada para riego.




29

El tratamiento de aguas jabonosas por medio del filtro es una forma sencilla de

limpiar el agua utilizada para la regadera, lavar trastes, lavado de ropa, etc. Se

entrega a la naturaleza la calidad de agua que se recibió.

El agua que sale del sistema puede ser utilizada para riego, para el WC o lavadora

si se pasa previamente por un filtro de partículas sólidas. El sistema de puede

desembocar en un estanque con fines estéticos y mejoramiento del microclima

cuando éste forma un ecosistema complejo (los europeos lo llaman un pequeño

biótopo en equilibrio con plantas acuáticas, algas, insectos como libélulas y otras,

peces, ranas, etc. Los peces y las ranas se encargan de mantener el sistema libre

de larvas de moscos. Así se crea un ambiente muy agradable en el jardín. Si el

estanque se llena, simplemente se deja que el agua salga y riegue las plantas o

bien se puede llevar a un almacén para uso posterior.

El paso del agua por el sistema no es rápido, suele salir a manera de goteo o

pequeño chorro, así que no hay peligro de inundaciones.

Componentes del sistema

El sistema consiste de tres componentes sencillos:

Trampa de grasas. Esta trampa se compone por un registro abierto o cerrado por

el cual entra el agua gris por la parte de arriba,

Una serie de 12 registros cuya disposición puede ser en línea uno tras otro o en

un cuadro de 2 por metros.

Uno o más estanques de forma irregular, con flores como alcatraces o con plantas

acuáticas de la región, peces, ranas etcétera. Este tercer componente es para el

goce de un pequeño humedal, y sirve para terminar de limpiar el agua.

El efecto de trampa de grasas se puede obtener también ingresando las aguas

grises en la parte de arriba del registro mientras que el tubo de salida comienza

casi desde abajo del registro. Con una hasta que mediante un codo o una T se

pase al Sistema de registros o cajas de tratamiento.




30

Requerimientos Separación de la tubería para aguas negras (WC) y aguas

jabonosas (regadera, lavamanos, lavadora etc.). Este requisito es importante ya

que si se quisiera emplear el sistema como de post limpia de aguas negras

después de su paso por un digestor preferentemente anaeróbico, habría que

ampliarlo.

Antes de entrar a las cajas de tratamiento, el agua tiene que pasar un registro con

trampa de grasas, para que éstas no lleguen a las cajas de tratamiento. De vez en

cuando, hay que abrir el registro y sacar la capa de grasas.

Figura 12. Vista lateral del registro de aguas grises con trampa de grasas.

Figura 13. Vista de perfil del filtro de aguas grises.




31

CAPÍTULO 4. PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

Para cualquier diseño de las ecotécnias que se desarrollan, es indispensable

conocer todas las características físicas para su buen funcionamiento,

principalmente características como área, altura, volumen de los elementos, tipo

de materiales, espacio disponible, etc. Para conocer la eficiencia, capacidad y

operación de los sistemas ecológicos y así asegurar su buen funcionamiento,

además de poder tomar las medidas adecuadas para su mantenimiento.

4.1 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE CAPTADOR DE AGUA DE LLUVIA

Es importante identificar los principales componentes de un Sistema de Captación

del Agua de Lluvia, su funcionamiento, los criterios de diseño más sobresalientes,

las características de los materiales de construcción, la forma de construir estos

sistemas, su operación y mantenimiento, de tal forma que se puedan ejecutar los

proyectos (UNATSABAR, 2001).

Para ello debe considerarse lo siguiente:

Localización del sitio para establecer el sistema de captación.

Determinación de la demanda de agua por la familia o por la comunidad,

Cálculo de la precipitación pluvial neta.

Área de captación del agua de lluvia.

Diseño del sistema de conducción del agua captada.

Diseño del volumen del sedimentador por trampa de sólidos.

Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada.

Diseño para el bombeo del agua almacenada al local de la planta de

tratamiento.

Diseño del sistema del tratamiento y/o purificación del agua de lluvia.




32

Localización del sitio para establecer el sistema

La localización del sistema se realiza considerando la recopilación de información

general, medio ambiente, identificación de impactos ambientales y programas de

mitigación del predio.

Determinación de la demanda de agua

La demanda o dotación por persona, es la cantidad de agua que necesita una

persona diariamente para cumplir con las funciones físicas y biológicas de su

cuerpo. Además, considera el número de habitantes a beneficiar.

La expresión matemática para calcular la demanda de agua es la siguiente:

𝐷𝑗 = 𝑃 ∗ 𝐷𝑜𝑡 ∗ 𝑁𝑑𝑗

1000

Ecuación 1. Cálculo de la demanda mensual.

𝐷𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 = ∑ 𝐷𝑗

12

𝑗=1

Ecuación 2. Cálculo de la demanda anual.

𝑗 = 𝑁𝑜. 𝐷𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠, 𝑗 = 1, … ,12

Donde:

Dj = demanda de agua en el mes j, m3/mes/población.

P = población de beneficiarios del sistema.

Dot = dotación, en lts /persona/ da.

Nd j = número de días del mes j.

D anual = demanda de agua para la población.

j = número del mes (j = 1, 2, 3,…, 12).

1000 = factor de conversión de litros a m3.




33

Determinación de población futura

Cuando se diseña un sistema de captación en una comunidad para cubrir las

demandas de agua de muchas viviendas a un cierto periodo de diseño, entonces

la población de beneficiarios del sistema se proyecta a dicho periodo y se calcula

con el método de interés compuesto, que es la siguiente expresión:

𝑃𝑓 = 𝑃(1 + 𝑖)𝑛

Ecuación 3. Método de interés compuesto

Donde:

Pf = población futura de beneficiarios, en habs.

P = población de beneficiarios del sistema, en habs.

n = periodo de diseño, en años.

Cálculo de la precipitación pluvial neta

La eficiencia de la captación del agua de lluvia depende del coeficiente de

escurrimiento de los materiales del área de captación, el cual varía de 0. 0. a 0.9

(UNATSABAR, 2001).

Tabla 1. Coeficientes de escurrimiento de los diferentes materiales del área de captación.

Tipo de Captación Ce Cubiertas superficiales Concreto 0.6 - 0.8 Pavimento 0.5 - 0.6 Geomembrana de PVC 0.85 - 0.90 Azotea Azulejos, teja 0.8-0.9 Hojas de metal acanaladas 0.7-0.9 Orgánicos (hojas con barro) < 0.2 Captación en tierra Suelo con pendientes menores al 10% 0.0-0.3 Superficies naturales rocosas 0.2-0.5




34

Precipitación neta

A continuación, se presenta la fórmula para estimar la precipitación neta:

𝑃𝑁𝑖𝑗𝑘 = 𝑃𝑖𝑗𝑘 ∗ 𝜂𝑐𝑎𝑝𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛

Ecuación 4. Cálculo de la precipitación neta

Donde:

PN ijk = precipitación neta del día i, mes j y año k, mm.

P ijk = precipitación total del día i, mes j y año k, mm.

η captación = eficiencia de captación del agua de lluvia, 0.765.

Cuando las precipitaciones medias mensuales sean menores de 50 mm y de baja

intensidad (mm/hr), se recomienda no considerarlas, sobre todo si se presentan

durante las épocas secas, ya que la cantidad y calidad del agua de lluvia no será

de consideración para su almacenamiento.

Consideraciones para la realización de los cálculos

La información más útil que el técnico puede usar en el cálculo del área de

captación del agua de lluvia es que por cada milímetro de agua de lluvia que cae

sobre un metro cuadrado, se obtendrá un litro de agua. No obstante, existen

coeficientes de ponderación que modifican el enunciado anterior debido a las

pérdidas en las superficies de captación causadas por el rebote del agua al caer,

la absorción, evaporación del agua y la pendiente de las superficies. En este

apartado se les han asignado valores a dichos coeficientes, pero dado que su

influencia depende de las condiciones de cada lugar en particular, los valores

pueden ser modificados a criterio del técnico según los estudios previos y

experiencias con que cuente (UNATSABAR, 2001).

En la tabla 2 se muestra un análisis del volumen del agua de lluvia captado en

litros, con relación al área de captación y precipitación pluvial promedio. Se han




35

hecho algunas consideraciones para su utilización, tomando en cuenta

precipitaciones pluviales promedio de 1, 10, 100, 1,000, 2,000 y 3,000 mm y áreas

de captación de 1 hasta 10,000 m2 en múltiplos de 50 m2.

De esta forma, se puede obtener el volumen del agua de lluvia a captar para

cualquier condición, mediante las sumas correspondientes a las intersecciones de

precipitación contra el área de captación. Si, por ejemplo, se tiene un área de

captación de 1 m2 y se cuenta con una precipitación de 110 mm, el volumen de

agua captado es de 110 l, que se obtiene de sumar el valor correspondiente a las

intersecciones de la hilera del área de captación correspondiente a 1 m2 con la

precipitación de 10 mm (10 l) más la de 100 mm (100 l). Para encontrar el volumen

real de agua captada, el valor que se ha determinado en la tabla 2, debe

ponderarse con la eficiencia en la captación del agua de lluvia.




36

Tabla 2. Volumen de agua captada con relación al área y a la precipitación pluvial.

Área de captación (m2)

Precipitación pluvial promedio (mm)

1 10 100 1,000 2000 3000

1 1 lts 10 100 1,000 2,000 3,000 10 10 100 1,000 10,000 20,000 30,000 50 50 500 5,000 50,000 100,000 150,000

100 100 1,000 10,000 100,000 200,000 300,000 50 150 1,500 15,000 150,000 300,000 450,000

200 200 2,000 20,000 200,000 400,000 600,000 250 250 2,500 25,000 250,000 500,000 750,000 300 300 3,000 30,000 300,000 600,000 900,000 350 350 3,500 35,000 350,000 700,000 1,050,000 400 400 4,000 40,000 400,000 800,000 1,200,000 450 450 4,500 45,000 450,000 900,000 1,350,000 500 500 5,000 50,000 500,000 1,000,000 1,500,000 550 550 5,500 55,000 550,000 1,100,000 1,650,000 600 600 6,000 60,000 600,000 1,200,000 1,800,000 650 650 6,500 65,000 650,000 1,300,000 1,950,000 700 700 7,000 70,000 700,000 1,400,000 2,100,000 750 750 7,500 75,000 750,000 1,500,000 2,250,000 800 800 8,000 80,000 800,000 1,600,000 2,400,000 850 850 8,500 85,000 850,000 1,700,000 2,550,000 900 900 9,000 90,000 900,000 1,800,000 2,700,000 950 950 9,500 95,000 950,000 1,900,000 2,850,000 1000 1,000 10,000 100,000 1,000,000 2,000,000 3,000,000 1500 1,500 15,000 150,000 1,500,000 3,000,000 4,500,000 2000 2,000 20,000 200,000 2,000,000 4,000,000 6,000,000 2500 2,500 25,000 250,000 2,500,000 5,000,000 7,500,000 3000 3,000 30,000 300,000 3,000,000 6,000,000 9,000,000 3500 3,500 35,000 350,000 3,500,000 7,000,000 10,500,000 4000 4,000 40,000 400,000 4,000,000 8,000,000 12,000,000 4500 4,500 45,000 450,000 4,500,000 9,000,000 13,500,000 5000 5,000 50,000 500,000 5,000,000 10,000,000 15,000,000 5500 5,500 55,000 550,000 5,500,000 11,000,000 16,500,000 6000 6,000 60,000 600,000 6,000,000 12,000,000 18,000,000 6500 6,500 65,000 650,000 6,500,000 13,000,000 19,500,000 7000 7,000 70,000 700,000 7,000,000 14,000,000 21,000,000 7500 7,500 75,000 750,000 7,500,000 15,000,000 22,500,000 8000 8,000 80,000 800,000 8,000,000 16,000,000 24,000,000 8500 8,500 85,000 850,000 8,500,000 17,000,000 25,500,000 9000 9,000 90,000 900,000 9,000,000 18,000,000 27,000,000 9500 9,500 95,000 950,000 9,500,000 19,000,000 28,500,000

10000 10,000 100,000 1,000,000 10,000,000 20,000,000 30,000,000




37

Método gráfico para calcular el potencial de captación del agua de lluvia

Con la siguiente gráfica, solamente se debe elegir una curva respectiva a las

precipitaciones pluviales del lugar, y con relación al área de captación disponible

en metros cúbicos se podrá obtener el volumen de agua de lluvia en litros

(UNATSABAR, 2001).

Figura 14. Volumen de agua captada (litros) por unidad de superficie (m2).




38

Área de captación del agua de lluvia

El área de captación del agua de lluvia se obtiene con la ecuación:

𝐴 = 𝑎 × 𝑏

Ecuación 5. Cálculo del área de captación

Donde:

A= Área de captación, m2.

a = Ancho de la casa, m.

b = Largo de la casa, m.

En caso de que no exista el Área de captación del sistema, se diseñará en función

de la demanda anual de los habitantes a beneficiar y de la precipitación pluvial neta anual.

Aec = 𝐷 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙

∑ 𝑃𝑁𝑗12𝑗=1

j = No. del mes con lluvia j=1, 2,3,…, 12

Ecuación 6. Cálculo de área de captación necesaria

Donde:

Aec = es el área de captación necesaria para abastecer la demanda de

agua a una familia o comunidad, en m2.

D anual = demanda de agua anual que necesita una población.

∑ PN anual = Suma de las precipitaciones netas medias mensuales que originan

escurrimiento, mm.




39

Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada

El almacenamiento del agua de lluvia consiste en depositarla dentro de cisternas,

para abastecer a una población considerada durante los meses de sequía y los de

no sequía. Los materiales de construcción de la cisterna son de concreto, tabique

o revestimiento con geomembrana, ésta resulta más económica, impermeable y

proporciona agua segura para uso doméstico y consumo humano.

La pendiente de los taludes de la cisterna depende de las características de

cohesión de los suelos y de los ángulos de reposo del mismo.

El criterio para el diseño del volumen de la cisterna consiste en considerar la

demanda de agua mensual que necesita una población durante los meses de

sequía más dos meses (coeficiente de seguridad) de acuerdo al CIDECALLI, con

el objeto de asegurar el abastecimiento de agua a la población (UNATSABAR,

2001).

𝑉𝑐𝑖𝑠𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 = 𝐷𝑗 ∗ 𝑀 𝑠𝑒𝑞𝑢í𝑎+2

Ecuación 7. Cálculo del volumen del tanque de almacenamiento del sistema.

Donde:

V cisterna = volumen mínimo de la cisterna, m3.

Dj = demanda mensual, m3 / mes.

M sequía + 2 = meses con sequía más 2.




40

4.2 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE BAÑOS SECOS

1. Se busca un área cerca de la casa con acceso en la parte de atrás (> 80

cm distancia para muros y paredes) mientras un lado puede ser

encostado con la casa. Prepare el hueco para las cámaras: 1,1 x 1,9

metros, profundidad 15 a 20 cm, se hay caída utiliza la parte baja

(Rotaria del Perú SAC, 2010).

Figura 15. Preparación de sitio.

2. Se hace base de cemento y se levanta el muro con bloques.

Figura 16. Base de cemento y muro de bloques.




41

3. Tipo bloque: 12 x 19 x 39 cm

Las aberturas atrás son para sacar el compost. Se cierran las aberturas

antes de utilizar el baño con bloques y barro.

Figura 17. Bloques para las dos cámaras.

Las cámaras se levantan

- 80 cm (4 hileras son total 52 bloques) o

- 100 cm (5 hileras, total 65 bloques).

Más altura garantiza que cada cámara se usa más tiempo, sin embargo, necesita

una escalera y un piso más alto, esto puede dificultar el acceso para personas de

edad o niños pequeños (Rotaria del Perú SAC, 2010).




42

Figura 18. Muro levantado hasta un metro de altura.

4. La pared del frente se deberá picar dentro de cada cámara para el

inodoro y por debajo debe ser perforado más un bloque para el tubo de

orina (2”). El tercer bloque se pica por fuera para el tubo de orina que

sale para fuera.

Figura 19. Fotos dentro y fuera del muro frontal.




43

Figura 20. Esquema de instalaciones sanitarias de los mingitorios.

5. El tubo sale con codos de 45° para afuera de las cámaras, y se drena

debajo del piso para afuera del baño en tubo de 2".

Figura 21. Instalación del mingitorio.

6. Ya puede ser preparada la conexión (Tee) con el urinario, pero es

importante que el tubo de orina mantenga hasta el final una caída de 2

cm/m o más, para que el baño no huela.

7. El piso en el frente de las cámaras se levanta así que la altura para

sentarse en la cámara (con tapa) es de 38 cm. para 3 hileras de bloques




44

(60cm) se necesitan 24 bloques. quedarán 10 bloques todavía para

cerrar las compuertas.

8. Se llena el piso con tierra y se compacta la tierra fuerte. El tubo de orina

se cubre con mucho cuidado. Coloque agua para probar el sistema, los

problemas de acumulación de orina pueden causar problemas de olor.

Figura 22. Vista en planta del piso del baño.

9. La tapa es de fierro y cemento, el fierro es de 6 mm, es fijado con

alambre. El esquema define las distancias.




45

Figura 23. Planos del armado de la tapa.

10. Al frente se harán dos huecos para los inodoros dos huecos para el lado

de atrás (4") para el tubo de ventilación (Rotaria del Perú SAC, 2010).

11. Se coloca hormigón y cemento para la tapa de 6 cm.

12. Cuando la tapa esta lista, se colocan dos tubos de ventilación (tubos de

desagües 4"), el cual deberá de ser de una altura de 3 m, este debe ser

fijado a 30 cm por dentro de la cámara.

Figura 24. Base del baño seco terminada.




46

13. En la parte superior del tubo es necesario protegerlo con un sombrero y

malla, por factores como los mosquitos y la lluvia.

14. Se necesita agua para lavarse las manos, asimismo también puede ser

integrado una ducha, en los lados o al frente de las cámaras.

Figura 25. Propuesta para una regadera junto al baño seco.

15. No se mezcla la orina con las aguas grises, siempre se drena los dos

por separado.

16. La altura de las cámaras (100 cm) exige una escalera de 3 gradas,

escalera, paredes, techo, ventanas y puerta las hacen las familias con

su propio material.

17. En las superficies dentro del baño se recomienda colocar cemento

pulido con ocre, mayólica o mosaicos, las áreas del inodoro se quedan

libres para que pueda ser ajustado el inodoro en la abertura dejada.

18. Nunca se orina en las cámaras de excretas, tampoco se coloca agua.

Hombres deben sentarse o utilizar el urinario.




47

Figura 26. Mingitorio para separar los sólidos con los líquidos.

19. Después de cada uso de la cámara se coloca un poco de aserrín, pajas

menudas, cascaras de arroz, siempre debe estar este material en el

baño. (pueden ser cenizas, cal u hojarasca).

20. La orina puede ser utilizadas o infiltradas por un tubo perforado en la

zanja de confilito, cual se cubre con tierra (Rotaria del Perú SAC, 2010).

Figura 27. Tratamiento de las aguas del mingitorio.




48

4.3 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES

Cálculo de la población actual y futura

La población actual en las localidades debe ser proyectada de acuerdo al método

de interés compuesto.

Es indispensable conocer los datos de las localidades como la población actual,

tasa de crecimiento, periodo de diseño, clase socioeconómica, dotación y

coeficiente aportación para poder hacer una estimación de las dimensiones del

sistema de tratamiento de aguas residuales que fungirá la operación de los

humedales artificiales (Ríos ,2015).

Dotación

La dotación de la comunidad se puede determinar con la siguiente tabla con

relación a la clase socioeconómica y el clima de la localidad.

CONSUMO POR CLASE SOCIOECONÓMICA

Tabla 3. Tabla de dotaciones con relación al clima de la localidad.

CLIMA RESIDENCIAL MEDIA POPULAR

CALIDO 400 230 185

SEMICÁLIDO 300 205 130

TEMPLADO 250 195 ____ 100 ____

Para los casos de climas semifrío y frio se consideran los mismos valores que

para el clima templando.

Cálculo de gastos

Una vez conociendo la dotación de la localidad, se procede a calcular los gastos

de diseño del sistema que son gasto medio, gasto mínimo, gasto máximo

instantáneo y gasto máximo extraordinario (Ríos ,2015).




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Gasto medio

Ecuación 8. Cálculo del gasto medio.

Gasto mínimo

Ecuación 9. Cálculo del gasto mínimo.

Gasto máximo instantáneo

Ecuación 10. Cálculo del gasto máximo instantáneo y de la constante M.

Gasto máximo extraordinario

Ecuación 11. Cálculo del gasto máximo extraordinario.

Parámetros de la calidad del agua

Caracterización de las Aguas Residuales

Para términos de diseño y dimensiones exactas de las unidades de tratamientos,

es necesario que la caracterización del agua se proporcione a través de la

identificación de una muestra de las aguas residuales a tratar por un laboratorio

certificado para obtener resultados confiables.

Finalmente se obtienen los parámetros de la calidad del agua del afluente, así

como demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, solidos

suspendidos totales, temperatura, temperatura media mensual (Ríos ,2015).




50

4.4 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE ECOLAVADEROS

COMUNITARIOS.

Preparación del sitio

Clasificar y Comprimir el Piso.

Idealmente el sitio deber estar naturalmente bien drenado y no tener ningún

árbol cercano.

La tierra en la obra debe ser nivelada y comprimida. Esto se puede hacer

usando palas y bloques pesados o con maquinaria.

La ruta de drenaje para el agua tratada debe ser determinada y la tierra

ligeramente inclinada hacia abajo a fin de asegurar que las aguas fluyan

correctamente (Elke, 2007).

Disposición del sitio

La posición de todas las estructuras deberá ser presentado y marcado para

asegurar que el sitio está listo para la construcción.

Use estacas para delinear el área que puedan permanecer en el lugar tanto

sea posible durante el proceso de construcción

Excavación para la Cisterna

La tierra tendrá que ser excavada para hacer un espacio para la cisterna

subterránea.

Las dimensiones del agujero para la cisterna deben ser 3.25m x 7m x 1.5m

Las rocas y las piedras, hasta aquellas parcialmente cubiertas, pero cerca

de la superficie del hoyo, debe ser quitadas para que no haya ninguna

obstrucción en la primera capa de piso.

La base de la cisterna tendrá que ser firmemente comprimida e

inspeccionada.

Es muy importante estabilizar la tierra alrededor de la cisterna; la tierra

desigual suave puede causar grietas o falla de la cisterna.




51

Es muy importante que se analice cuidadosamente la selección de la ubicación del

sitio, ya que esto determinará el éxito y facilidad del proceso de la construcción. El

suelo no debe tener objetos que alteren la estabilidad del ecolavadero, cisterna, o

humedal construido (hormigueros, viejas letrinas, hoyos de basura, raíces de

árbol, etc.). Las rocas tienen que quitarse porque la tierra puede moverse un poco

con el gran peso de la cisterna llena. La presencia de rocas también puede hacer

presión sobre puntos específicos de la cisterna pudiendo causar una falla. (Ludwig

2005). Los árboles deberán estar al menos 10 metros de distancia porque sus

raíces buscarán la humedad y posiblemente rajarán las paredes de la cisterna.

(Gould y Nissen-Peterson 1999). Si los árboles están demasiado cerca, las hojas y

los animales muertos pueden caer en el techo del ecolavadero y posteriormente

obstruir los canales o los tubos de transporte. La tierra debe ser sólida pues la

tierra no comprimida puede causar grietas y 7 posiblemente fallas en el

ecolavadero, la cisterna, o las paredes del humedal construido. Las cisternas con

más de 3 metros de altura del agua requieren de un diseño profesional pues

pueden producir mucha presión en las uniones de piso (Elke, 2007).

Construcción de la cisterna

Después de que el sitio ha sido preparado y el área de la cisterna ha sido

excavada, la primera cosa que se debe construir es la cisterna subterránea.

Preparación del Hoyo Excavado

Deberá permitirse que el fondo y lados del hoyo excavado se sequen antes

de que el concreto sea vertido.

El hoyo de la cisterna deberá ser cercado para impedir a animales o niños

caerse en el hoyo durante la construcción

Colado del piso de concreto

La primera capa de concreto deberá ser de 7 - 10 cm.




52

Debe ser aplanado y nivelado para quitar burbujas de aire usando pedazos

largos de madera (un pedazo largo de madera 5x10 cm).

Cuando la primera capa de concreto es vertida, malla de acero se debe

colocar sobre el concreto para reforzar el piso.

Inserte varillas de acero de 3-4 cm en el concreto, pero sin pasar a través

de todo el concreto. Después amarre con alambre las varillas a la malla de

acero, para que queden las varillas verticales junto a la pared de tierra del

hoyo.

Deberán por lo menos 3-4 cm de concreto entre el fondo de cada varilla y la

superficie de piso.

Forme grupos de 4 varillas amarradas con alambre y a intervalos

igualmente espaciados.

Las varillas deberán extenderse algunos centímetros por arriba de lo que

sería la parte superior de las paredes de la cisterna.

Deberá haber dos grupos de varillas a ambos lados del piso, espaciados

igualmente aparte (aproximadamente 2 m), y un grupo de varillas en cada

esquina del piso de la cisterna.

Después se debe verter inmediatamente una segunda capa de concreto,

otra vez de 7 - 10 cm de espesor, por encima de la primera capa y la malla

de acero.

Otra vez se tiene que aplanar y nivelar para quitar burbujas de aire.

Después de que la segunda capa ha sido vertida, toda la malla de acero

deberá estar cubierta por concreto.

Todos estos pasos se deben ser realizar en sucesión rápida para que el

piso de concreto se forme firmemente como una sola unidad.

El piso deberá ser mantenido húmedo, no mojado, usando esponjas o

toallas.

El concreto de la cisterna puede tomar hasta tres semanas para curar

completamente (Elke, 2007).




53

Figura 28. Esquema del colado del piso de concreto.

Construcción de las Paredes de la Cisterna

El piso de la cisterna debe haberse curado lo suficiente (1-2 mínimo de

días) para que pueda sostener el peso de las paredes.

Las paredes de la cisterna son construidas con tabicón, y con mortero de

cemento para juntarlo.

Mortero de cemento debe llenar todas coyunturas horizontales y verticales.

Los tabicones deben ser mojados en el agua justamente antes de que son

colocados en la cama de cemento.

Una vez los tabicones han alcanzado la altura apropiada, el cemento debe

ser vertido en los espacios de la columna ocupados por los conjuntos de

barras de varilla.

Formas de madera debe ser colocados contra la pared para mantener el

cemento vertido en su canal vertical.

Las formas de madera necesitarán quedarse en su lugar hasta que la varilla

que refuerce las columnas se haya colocado adecuadamente.




54

Figura 29. Construcción de las paredes de la cisterna.

Construcción del Techo de la Cisterna

Después de que las paredes se han curado, el techo de la cisterna puede

ser vertido.

Se tendrán que usar columnas y bases de madera para apoyar el techo de

concreto mientras se cura.

El techo deberá ser vertido de manera similar al piso.

Una capa inicial de aproximadamente 10 cm de espesor deberá ser vertido

sobre las formas de madera.

Esta capa inferior tiene que ser nivelada y aplanada para quitar las burbujas

de aire. Otra vez, use pedazos largos de madera (pedazos largos de

madera con las dimensiones 5x10cm, o 2X4pulgadas).

Después, una malla de acero deberá ser colocada sobre esta capa inferior.

Después, la malla de acero se amarra a las varillas expuestas de las

columnas verticales.

Después, la segunda capa de concreto de 10 cm de espesor debe ser

vertida.

Esta capa también deberá ser nivelado y aplanada para asegurar que la

malla de acero y las varillas es tan cubiertas.

Después de que el techo se haya curado, las columnas de madera y las

piezas de apoyo deben quitarse.




55

Instalación del Registro de Acceso

Es necesario dejar una apertura cuadrada en el techo de la cisterna para

acceso.

La apertura debe ser suficientemente grande para que quepa una persona

grande.

Use las formas de madera que se usan para colar el techo para preparar el

registro.

Una escotilla metálica debe ser instalada encima de la apertura.

La escotilla debe estar levantada para que no entre agua no tratada a la

cisterna.

Instale un escalón de concreto en el piso de la cisterna para facilitar el

acceso (Elke, 2007).

Fabricación de Tubos de Entrada y Salida de Agua

Todos los hoyos para las entradas y salidas deben ser ordenados y puestos

antes el cemento sea vertido o se endurezca.

Se puede realizar este paso utilizando una lata de café u objeto cilíndrico

semejante del diámetro correcto.

Agujero de Entrada: Haga un agujero por el techo concreto suficientemente

grande para que quepa un tubo de PCV con un diámetro de 10 cm.

El agujero deberá estar cerca de la esquina de la cisterna al lado del barril

con el filtro.

Agujero de Salida: Haga un agujero en el techo de concreto lo bastante

grande para caber un tubo de 5 cm diámetro.

El agujero de salida debe quedar justamente en el borde del techo donde la

pared y el techo se encuentran (el tubo de salida tendrá que ser fijado a la

pared de la cisterna).

El agujero del tubo de salida debe estar bajo la jaula diseñada para

sostener la bomba.




56

Agujero para el exceso del flujo: Cerca de la parte más alta de la c isterna,

se debe de hacer un agujero para permitir que el agua salga de la cisterna

cuando esta haya alcanzado la capacidad máxima.

Este hoyo debe ser suficientemente grande para acomodar un tubo de 4

pulgadas (10 cm).

Más tarde, cuando la plomería se instale, el área alrededor de los agujeros

debe rellenarse con concreto para lograr un sello hermético.

Aplicar Yeso al Interior de la Cisterna

Cuando la cisterna esté completa la parte interior debe ser cubierta con

yeso.

El suelo, las paredes, y el techo deberán estar ligeramente húmedos

cuando se aplica el yeso.

El yeso deberá ser aplicado en varias capas delgadas hasta que se tenga

un espesor de 2 cm de espesor.

La cisterna entera debe ser cubierta con una capa antes de aplicar la

siguiente capa de modo que seque como una sola pieza.

Figura 30. Esquema de la aplicación del yeso en los muros.

El hoyo excavado debe estar seco antes de iniciar de modo que el concreto se

forme correctamente. Si el piso está húmedo, el concreto tendrá puntos débiles y




57

no durará mucho tiempo. Cuando el concreto para al piso se vierte, la nivelación y

el movimiento del concreto ayuda a quitar las burbujas de aire grandes del

concreto. Las burbujas de aire atrapadas en el concreto lo debilitan cuando ya ha

curado. El concreto es muy resistente en compresión, pero puede rajarse con

suficiente tensión.

El concreto armado con varilla y/o malla metálica es mucho más resistente a la

alta tensión que el concreto solo. Si el concreto se cura lentamente, es más

resistente; esta es la razón por la qué tiene que mantenerse húmedo. El concreto

y el mortero colocado en todas las uniones aseguran que todas las uniones eviten

la entrada del agua. No deje varillas o alambre malla de expuesta al aire o a la

tierra; deben ser cubiertas por el concreto. El hierro en estos productos se oxidará

al ser expuesto al aire o piso mojado. La oxidación puede debilitar el metal. Esto

pone tensión sobre el concreto alrededor y finalmente debilita el concreto. La

varilla y la malla metálica proporcionan el apoyo al peso del agua y también el

peso del techo de concreto. Es posible taladrar hoyos por el cemento después de

que se haya asentado, pero esto es un trabajo difícil y requiere instrumentos

especiales. El agujero para el tubo de salida tiene que estar cerca de la pared de

modo que el tubo pueda ser asegurado a la pared; este lo mantendrá estable y

disminuirá la probabilidad de que se rompa. Si el concreto está seco cuando se

aplica el yeso, este no se adherirá bien a la superficie. También, si el yeso se

aplica en capas gruesas será frágil y más propenso a despegarse del techo y las

paredes. La adición de cal a la mezcla de yeso lo hace más fácil de aplicar y hace

la capa enyesada seca final más impermeable (Elke, 2007).

Construcción del ecolavadero

Principal Parte del ecolavadero

La tierra debajo del ecolavadero deberá ser preparada de manera similar al

piso de la cisterna.

La base de concreto deberá ser vertido usando una malla de refuerzo, de la

misma manera en que se hizo la construcción del piso de cisterna.




58

El ecolavadero propuesto, con sus bordos y tinas de enjuagues, está

construido con bloques sólidos de concreto.

Pedestal para apoyar el tinaco de plástico de polietileno de alta densidad (HDPE)

El área directamente debajo del tanque es construida de tabicón

completamente hasta la base.

La parte superior del lavadero aquí tiene que estar el nivel y liso.

Antes de colocar el tinaco de plástico sobre el pedestal, deje que el

concreto cure completamente.

Lavaderos

Use tabicón para construir los soportes de cada lavadero.

Coloque tablas de apoyo (de Madera) debajo de donde quedará cada

lavadero.

No rellene el frente de cada uno de los lavaderos con tabicones para que

las tablas de apoyo puedan ser quitadas más tarde.

Pongas las varillas a través de la apertura por arriba de las tablas de apoyo.

Mantener 10 cm intervalos entre de las varillas.

Vierta el concreto alrededor de las varillas y dele forma de lavadero.

Cuando el concreto se seque, las tablas pueden ser quitadas de la apertura

delantera.

Un agujero de desagüe de diámetro de 2.5 cm tiene que ser taladrado por

el parte de fondo de cada uno de los lavaderos.

Un pedazo del tubo PVC de 2.5 cm debe ser insertado en el agujero de

desagüe, extendiéndose hasta un centímetro en la canal de desagüe.

Selle el tubo de PVC y agujero de desagüe con cemento para prevenir la

fuga de agua.




59

Figura 31. Apoyos de madera para la construcción del lavadero.

Tanques

Use bloques sólidos de concreto para dar la forma y profundidad a los

tanques.

Haga un agujero de entrada para el agua de 2.5 cm en la parte superior del

tanque para qué pase la tubería galvanizada de 2 cm y la llave.

Deje un agujero de desagüe (de 2.5 cm) de 2.5 cm en el fondo del tanque.

Inserte un pedazo de pipa PVC (de 2.5 cm) en el agujero de desagüe,

extendiéndose hasta un centímetro en la canal de desagüe.

El tanque entero y el agujero de salida deben cubrirse herméticamente con

una capa de yeso de cemento de 1 - 2 cm de espesor.

Canal de Desagüe

Tabicones de concreto en una forma de escalera; se puede cortar algunas

de los bloques para que queden bien.

Vacíe el concreto sobre la escalera y luego aplánelo con una pendiente

para crear una canal de desagüe de 5 - 6 %.




60

La canal debe ser construida de tal manera que descargue las aguas

residuales al humedal construido debajo del suelo y la capa de grava.

Una pantalla de tela metálica puede ser atada en la entrada de la canal

para asegurar que el piso del humedal no se derrame en la canal de

desagüe.

Figura 32. Canal de desagüe.

Repisas y Bancas para Doblar la Ropa

Primero una capa de hormigón se vacía en la tierra que ya está seca,

nivelada y comprimida.

La parte de enfrente del banco se construye usando bloques de concretos y

mortero.

Las tablas de madera y pequeños postes dan una estructura de apoyo

similar a lo que se usó para el techo de la cisterna.

Las tablas y postes se colocan en la parte trasera del banco.

A lo largo del banco, la varilla se coloca cada 20 – 25 cm en la parte trasera

del banco y puesta encima de los bordos de apoyo.

Vierta el concreto sobre las tablas, hasta que cubra las varillas.

Después de que el concreto haya curado, el exterior entero del banco y

mesa debe ser cubiertos con yeso.




61

Figura 33. Plano en perfil del banco y repisas.

Bomba de Agua

La bomba es el artículo más caro y frágil en el ecolavadero y por lo tanto los

operadores deberán tener mucho cuidado con su manejo y cuidado.

La bomba debe ser asegurada con una jaula metálica prefabricada, fijada al

techo de la cisterna, usando pijas de anclado en el concreto.

La jaula metálica debe ser fijada de manera que sea permanente y

duradera.

La tubería que corre de la cisterna a la bomba puede ser de PVC, de cobre,

o de acero galvanizado según la disponibilidad, preferencia, y tipo de

bomba usada.

La plomería de la bomba al tinaco tiene que ser sólida y estar protegida.

La bomba tiene que ser una bomba de desplazamiento positivo, para no

tener que ponerle agua antes.

Si la bomba es eléctrica puede tener una fuente de energía solar.

Si la bomba es una bomba de mano (impulsada por el esfuerzo de una

persona); debe ser escogida de modo que sea fácil de usas por los

usuarios del ecolavadero.




62

Figura 34. Bomba de la cisterna, registro y tinaco.

Tinaco y Plomería del Lavadero

La tubería que conecta al tinaco de plástico con los tanques debe ser de

acero galvanizado o cobre.

Las uniones en forma de “T” tienen que ser conectados o soldadas en línea

de modo que las llaves puedan fijarse a cada tanque.

Después de que los tubos son puestos en ambos lados de la canal de

avenamiento, deberán ser cubiertos de una capa delgada del concreto para

protegerlo.

Tendedero

El tendedero debe ser armado con postes de madera bien fijos.

El tendedero debe dar al sol de la mañana o de la tarde.

En forma parecida a la cisterna, es muy importante tener una base sólida para el

ecolavadero, para asegurar que durará. La tierra suave, no comprimida puede

moverse, produciendo grietas o rotura de las secciones del ecolavadero. Se

recomienda usar bloques sólidos de concreto porque son fáciles de usar y son

generalmente más resistentes que los bloques de concretos que tienen hueco al

medio. Cuando esté lleno, el tinaco pesará más de 750 kilogramos y por lo tanto

necesitará una base muy resistente, sólida, y plana. Cada estación de




63

ecolavadero, lavadero, y tanque necesita su propio desagüe de modo que el agua

jabonosa del lavadero no se mezcle con el agua desaguada. Este es importante

para conservar el agua. Con la canal de desagüe, un ángulo de 5 – el 6 % asegura

que las aguas residuales y los sólidos fluyan libremente al humedal construido. Es

también importante que el canal sea bastante amplio (al menos 0.60 m) de modo

que una persona pueda tener acceso para realizar mantenimiento. Tanto en los

lavaderos como en el área para doblar ropa, la varilla proporciona la fuerza

suplementaria, que es muy necesaria para estas estructuras ligeras.

Es muy importante conseguir el tipo apropiado de bomba. Una bomba centrífuga

no jalará el agua si se localiza arriba de la fuente de agua que está siendo

bombeada. Para la bomba de la cisterna, una bomba de desplazamiento positivo

funcionara mucho mejor ya que produce succión y flujo aun si no hay ninguna

agua en la bomba o en las tuberías. Sin embargo, hay que tener cuidado porque

hay una posibilidad que las bombas de desplazamiento positivas aumenten mucha

la presión lo que puede dañar las mangueras, accesorios, válvulas, y tubos si el

agua no es capaz de fluir y está bloqueada de alguna manera (Elke, 2007).

Superficie de captación de agua de lluvia y pozo

Este diseño del ecolavadero requiere dos fuentes de agua. La principal fuente de

agua es el sistema de techo, canales, y tubos que recogen y transportan el agua

de lluvia la cisterna. La otra fuente de agua es un pozo secundario que se usa

durante la temporada de sequía. El techo y la infraestructura para captar lluvia

deber instalarse antes de la construcción del humedal construido.

Pozo Suplementario y Bomba

El pozo debe estar a una distancia de aproximadamente 3 metros de la

cisterna y tambor con filtro.

El pozo debe ser excavado a una profundidad de por lo menos 2-6 metros,

dependiendo en la altura del manto freático.




64

Igual que con la bomba de la cisterna, esta bomba debe ser asegurada a

una base concreta y encerrada en una jaula metálica.

Debe ser una bomba de desplazamiento positiva.

La plomería puede ser una combinación de PVC, cobre, o acero

galvanizado.

El agua debe pasar primero por el filtro antes de la bomba.

Durante la temporada de lluvias, debe haber algún modo de almacenar la

bomba.

La bomba puede ser eléctrica o manual.

Tambor con filtro

El Barril del filtro es simplemente un tambor de 55 galones.

Debe ser colocado cerca del tubo de entrada a la cisterna.

Tubo de PVC o acero galvanizado de 100 mm de diámetro debe usarse

para conectar la salida del tambor con el tubo de entrada a la cisterna.

El tambor con filtro debe tener una tapa removible, pero que selle bien para

impedir que entre basura o animales.

El tubo de la entrada al barril del filtro debe ser 2 – 3” de diámetro y debe de

tener una válvula por encima que detenga el flujo.

El tubo de entrada debe ser instalado con uniones, de modo que pueda ser

fácilmente quitado de la bajada de agua y del tambor a fin de facilitar el

mantenimiento.

El tambor con filtro debe estar lleno casi completamente con grava pequeña

(1-2 cm).

El tubo que va de la bajada de agua al tambor con filtro debe ser protegido

con tela de plástico fina arriba de donde tubo se une con la bajada, para

filtrar hojas y evitas la entrada de animales.




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Figura 35. Bajada de agua y tambor con filtro.

Superficie de captación/techo

El techo puede ser de hojas de lámina galvanizada acanaladas.

Las hojas deben colocarse de modo que todas las costuras tengan un

traslape de 5 cm.

Idealmente, los clavos y tornillos deben ser recubiertas con un sellador

impermeabilizante no tóxico después de fijar las láminas.

No use pintura para las láminas u otras partes del techo.

El alero del techo debe extenderse 3 – 4 cm sobre el borde de los

travesaños.

Marco del techo

El marco del techo consiste de postes y travesaños de madera.

Los postes de apoyo deben ser instalados a una profundidad al menos 1

metro dentro de la tierra firmemente.

Se recomiende usar travesaños largos para las secciones principales.




66

También se pueden usar uniones metálicas para los travesaños de madera,

si no hay piezas suficientemente largas.

Para proporcionar apoyo adicional al techo use travesaños de madera o

soportes de metal en forma de “T”.

Figura 36. Superficie de captación y techo canales que transportan el agua.

Canales de agua

Las canales de agua deben ser de metal galvanizado u otro metal

resistente a la oxidación.

Use láminas galvanizadas dobladas en forma de un "V" con un ángulo de

90°.

Evite curvas agudas en los canales.

La pendiente de los canales debe ser de más de 1 cm de bajada por 1

metro de largo, e idealmente tiene de 2 cm de bajada por 1 metro de largo.




67

Debe haber por lo menos 1cm2 de área de canal por cada 1m2 de área de

techo (Por ejemplo, para un techo de 100 m2 debe haber 100 cm2 de canal

en “V”).

Use gancho de acero galvanizado de 6 mm de diámetro para soportar los

canales.

La longitud de cada canal puede variar. Deben ser suficientemente cortos

para que 2 personas lo puedan cargar fácilmente. Se pueden traslapar

varios canales.

Los ganchos de apoyo deben ser fijados a los travesaños de techo usando

tornillos de 6 mm (acero), no con clavo.

Los ganchos de apoyo deben ser instalados no más de 1 metro aparte a lo

largo del techo.

El techo de lámina debe extenderse sobre el canal mínimo 3 cm.

Si el uso de agua para lavado es alto, entonces se puede construir una

superficie de captación adicional, junto al techo para incrementar el agua

que llega a la cisterna.

Figura 37. Canal de agua y ganchos de apoyo (corte transversal).




68

Construcción del humedal construido para filtrar aguas grises

Es importante tratar biológicamente las aguas grises que estarán saliendo del

sistema para evitar los efectos ambientales negativos. Las adiciones de agua gris

a los cuerpos de agua de superficies pueden causar los desequilibrios de pH, la

demanda aumentada de oxígeno y un aumento en la turbidez. El nivel de

tratamiento que se puede conseguir con un sistema de filtración biológico puede

depender de varios factores; el más importante es la cantidad de tiempo que el

agua jabonosa pasa por la célula del humedal construido, en donde los

contaminantes son degradados por microorganismos. El diseño del humedal

construido para el tratamiento de las aguas grises se presenta a continuación:

Figura 38. Diseño del humedal construido, con entradas y salidas.

Seleccione la ubicación del humedal construido

El sitio para este caso está inmediatamente adyacente (conectado) a los

lavaderos.

El sitio está abierto, permite el acceso fácil, tiene mucho espacio para

múltiples familias para utilizar inmediatamente, y el espacio para una

expansión futura.

Debe haber un leve pendiente natural, para facilitar el transporte de agua

tratada y al río.

Ubique el ecolavadero y humedal construido cerca del río, para que no

haya mucha distancia.




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El humedal debe recibir las aguas grises inmediatamente, sin permitir que

el agua se estanque.

Decida las dimensiones del humedal

El tamaño del humedal está basado en el flujo máximo de agua y una

evaluación de la bioquímica demanda de oxígeno (cuanto oxígeno se

requiere para la descomposición de los contaminantes y nutrientes) de las

aguas residuales.

Este sistema es diseñado para tratar las aguas grises producidos de 40

familias cada semana, utilizando 240 L cada día, para una suma de 9600 lts

a la semana.

Las dimensiones recomendadas de la célula de humedal son una anchura

de 2 m y una longitud de 10 M.

Excave la tierra adyacente al ecolavadero.

El canal debe distribuir el agua en el humedal del tratamiento apenas

debajo de la capa de tierra.

Graduar el fondo de la celda para que tenga una pendiente una de 0.5%. La

disminución resultante en la altura de una celda de 10 m es 0.05 m (10 m *

0.5 ÷ 100 = 0.05 m), o 5 cm.

Construya la estructura del humedal

Debe ser impermeable en los lados y fondo.

De una leve pendiente al fondo del humedal para que el agua fluye por

gravedad. Se recomienda una pendiente de 0.5 %.

Grietas en el mortero puede comprometer la pared de tabicón, lo que

causaría contaminación de las aguas subterráneas y goteras.




70

Válvula de Drenaje

Incorpora una válvula de drenaje en el fondo de la celda a un lado al fondo

de la cuesta. La válvula servirá para bajar el nivel del agua para motivar el

crecimiento de las raíces de las plantas.

Incorpore la entrada de las aguas grises

Las aguas grises deben ser distribuidas uniformemente en el área de la

entrada para promover infiltración equilibrada en el humedal.

Para sistemas más pequeños de humedal, un tubo perforado o una serie de

tubos puede servir este propósito.

Para sistemas de humedales construidos más grandes, tubos o

depresiones, pueden distribuir el agua por una entrada ancha.

Asegura una malla de plástica fina sobre la apertura para evitar que se

tape.

En este diseño, las aguas grises fluyen libremente del canal central del

lavadero al humedal.

Cree un tubo de salida

El tubo debe estar a la misma altura como el de la entrada - apenas debajo

del nivel de pajote.

Instale filtro de malla fina de plástico para prevenir que el piso y la grava

pasen por el tubo.

Un tubo puede ser conectado a la salida para bajar el agua al piso.

El agua efluente debe salir en el nivel del suelo y fluir como agua de

superficie por un área con vegetación.




71

Figura 39. El detalle de salida, el desaguadero y la malla filtrante.

Material para las plantas

Aplique una capa de arena gruesa de 5 cm de espesor.

Coloque una capa de grava encima de la capa de arena. El tamaño de la

grava en los primeros 50 cm de entrada y los últimos 50 cm a la salida debe

ser de aproximadamente 5 cm en el diámetro; este reduce el riesgo de

obstruir la entrada o salida, en caso de que los sólidos suspendidos lleguen

a en estas áreas. En todas partes del resto del sistema, el tamaño de grava

deberá estar entre 0.5 y 3 cm. Para asegurar suficiente eliminación de BOD

en este diseño, coloca una capa de grava de 55 cm, llenando la célula

hasta una altura de 60 cm.

Al final, ponga una capa de paja o tierra de 5 cm de espesor.




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Figura 40. Vista lateral de los componentes de los humedales construidos.

Establecimiento de la vegetación en el humedal

Colecte y siembre plantas de un humedal natural local (recomendado) o de un

vivero, con todo y raíces y tierra

Este diseño usa plantas locales que estén disponibles en la cercanía

porque ya están acostumbradas al clima local: juncos, carrizo, espadaña.

La planta entera (las hojas, el tallo, las raíces, y retoños) más un poco de

tierra debe ser trasplantada.

El final de la raíz deberá ser colocado aproximadamente 5 cm debajo de la

capa de paja o tierra orgánica.

Los tallos (la parte que no está sumergida en el agua) pueden ser cortados

a aproximadamente 20 cm.

Las aneas deberán ser colocado con una distancia de 1 m entre cada

planta; los carrizos, juncos, y espadañas pueden ser plantadas a 15 cm de

distancia.

Riegue las plantas.




73

Sature el piso con agua hasta la superficie y permita que se evapore

lentamente, manteniendo el suelo húmedo durante el período de

propagación entero, aproximadamente 2-3 meses.

Después de que plantas sean establecidas, utilicen el desaguadero para

ajustar el nivel del agua en la célula para alentar la penetración más

profunda de raíz de planta en el medio de grava.

Finalmente, las raíces de planta extenderán al fondo de los medios. Las

plantas deben establecerse bien antes de que se empiece a tratar las

aguas grises. Si no se puede esperar hasta que se establecen

completamente, aquellas plantas que mueran pueden ser sustituidas.

Figura 41. Las aneas, los juncos y el césped común de caña.

4.5 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE FILTROS DE AGUAS GRISES

Vamos a identificar junto con la familia el mejor lugar para construir el filtro y

marcar el área con un poco de cal. Como la mayor producción de agua jabonosa

viene del lavadero, es mejor ponerlo cerca de él. En la decisión de dónde hacer

nuestro filtro, debemos considerar también que medirá 2.14 m x 56 cm de ancho y

40 cm de altura, así como el uso principal que vamos a dar al agua tratada: riego,

lavado de pisos, etc.

El lugar donde se pondrá nuestro filtro no debe estar más alto que donde se

encuentra el lavadero. Se debe contemplar una pendiente suficiente para que el

agua corra del lavadero al filtro. Una vez que identificamos y marcamos el área




74

donde irá nuestro filtro, hay que limpiar el sitio: quitar hierbas, piedras o cualquier

otro objeto que pudiera estorbar (Alcocer, 2012).

Figura 42. Trazo del espacio disponible para el filtro de aguas grises.

Dentro de la preparación de los materiales, se debe tomar en cuenta las

dimensiones de los elementos.

Cortar las hojas de triplay para armar el siguiente molde.

Barnizar con aceite quemado o diésel cada una de las piezas del molde; hacer lo

mismo con los pedazos de polín. Esto servirá para aislar la humedad de la mezcla,

haciéndolo más duradero.

Con las piezas cortadas y barnizadas se prosigue al lugar donde se construirá el

filtro y allí lo armamos. Ninguno de los moldes lleva una base.

Primero, Se arman el molde más grande. Clavamos los lados con clavos de 1 ½”.

Se arman el molde de la trampa de grasas y de los dos registros.

Se arman los moldes de las tapas. Se ven como los marcos de un cuadro.

Clavamos los moldes de las tapas con clavos de 2 ½”, para evitar que se

deshagan al colocar la mezcla (Alcocer, 2012).




75

Se coloca de forma provisional los moldes de triplay en su lugar, a fin de

asegurarnos que no falte ninguna pieza.

Figura 43. Esquema de los moldes para la cimbra del filtro horizontal.




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Figura 44. Orden y posición de cada molde de madera.

Cortar la malla electrosoldada con las siguientes medidas expresadas en la

siguiente figura:

Figura 45. Diagrama de los cortes de la malla antes del armado.




77

Doblar la pieza grande.

Amarrar a los costados, con alambre quemado, las dos piezas de 36 por 56

cm. Queda como una canastilla.

Colocar dentro del molde grande la canastilla formada con la malla, en

donde va el filtro.

Clavar los trozos de polín en el perímetro exterior del molde, para detenerlo.

Tomar las dos piezas de malla de 56 por 40 cm, medir a lo largo del molde

grande y colocar una de las mallas a los 56 cm y la otra a los 74 cm

después, de lado a lado. Amarrarlas de los costados con el alambre

quemado.

Preparar la mitad de la mezcla y colar la base (firme), picándole con un palo

o un pedazo de alambre para sacar el aire y que compacte bien. El firme

debe quedar de 5 cm de espesor, aproximadamente. Después de dos horas

podemos seguir trabajando en él, aunque no haya fraguado del todo. El

firme debe tener una pendiente de 4% hacia la salida.

Mientras fragua el firme, con la mezcla sobrante colamos las tapas, abrimos

los costales vacíos de cemento y los extendemos sobre la superficie don-

de vamos a construir nuestras tapas.

Abrimos los costales vacíos de cemento y los extendemos sobre la

superficie donde vamos a construir nuestras tapas.

Colocamos sobre ellas los moldes para las tapas.

Introducimos dentro de cada molde las piezas de malla electrosoldada

correspondientes.

Para hacer cada agarradera, cortamos 4 m de alambre quemado. Lo

doblamos y trenzamos en 4 partes iguales, de 50 cm cada una. Doblamos

el conjunto formando una U.

Amarramos ambos extremos de la U en la parte central de la malla electro

soldada, y ya tenemos nuestra agarradera. Hay que hacer 3, una para cada

tapa.

Colamos cada tapa. Debe quedar de 4 cm de espesor. La dejamos por lo

menos 24 horas para que fragüe.




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Un albañil con experiencia en ferrocemento puede construir las tapas con

esta técnica, con la ventaja de que serían más livianas.

Figura 46. Diagrama de la malla antes del colado.

Cortamos los tubos de PVC sanitario con la segueta, para que queden de los

tamaños adecuados.

Tomamos una pieza de 1 ½ “y la colocamos 10 cm por debajo de borde superior

del costado del molde grande, al principio del filtro, como se ve en las

ilustraciones. La sujetamos muy bien con clavos y la amarramos con alambre

quemado a la malla.

Miramos de frente el tubo que acabamos de amarrar. A la izquierda del molde,

vamos a amarrar otros dos tubos. Estos, de una pulgada.

Primer tubo: se amarra a la malla, a 10 cm por debajo del borde superior del

molde, y a 25 cm de la esquina. Por este tubo se va a ir desalojando la grasa de

la trampa, que puede caer a una cubeta que tengamos al lado de nuestro filtro.




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Segundo tubo: se amarra a 10 cm arriba de la base, y a 40 cm de la esquina

donde comienza el filtro. Es para desalojar los lodos que se acumulan, a la hora

de darle mantenimiento. Lo vamos a tener generalmente tapado con un tapón, o

con una tapa de PVC sanitario.

Colocamos el molde de la trampa de grasas dentro del molde grande, dejando 10

cm de cada uno de 3 lados del filtro y de manera que detenga a presión los tubos.

Colocamos el molde del primer registro, a 10 cm del de la trampa de grasas (y a 4

de la malla que atraviesa el molde grande). Entre ésta y aquél, colocamos a

presión un tubo de 1 ½ “15 cm arriba de la base. A 10 cm de la base, pero a un

lado, colocar otro tubo de 1 “para sacar los lodos al hacer el mantenimiento.

Colocamos el molde del segundo registro, a 8 cm del primero. Ponemos a presión

el tercero y cuarto tubos, 10 cm abajo del borde superior de éstos, se- parados

entre sí unos 20 cm A un lado, en la parte inferior, igual que con el primer registro,

colocamos otro tubo de 1 “, 10 cm arriba de la base (Alcocer, 2012).

Finalmente, colocamos el tubo de 2 ½ “entre el segundo registro y la salida del

filtro, 15 cm arriba de la base.

Colamos el filtro. El espesor de los muros debe tener entre 6 y 8 cm Dejamos

secar 24 horas.

Se retiran los moldes de triplay y los polines con mucho cuidado y quitamos la

rebaba de la mezcla.




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Figura 47. Esquema de instalaciones hidráulicas del filtro.

Figura 48. Filtro recién colado y en proceso de terminación.




81

Relleno de los registros.

Una vez que hemos construido nuestro filtro y retirados los moldes, hay que

llenarlo con material filtrante.

Mucha de la fruta y verdura que llega a los mercados, viene empacada en

canastillas de plástico como la de la página siguiente, que mide 60 cm de largo x

40 cm de ancho x 25 cm de altura y es muy fácil de conseguir.

Introducimos dentro del filtro 2 canastillas de plástico. Una en el segundo y la otra

en el tercer registro.

Vamos a rellenar cada canastilla con material filtrante. Este material es el cuerpo

de nuestro filtro. Es el que va a detener la mayor parte de la contaminación que

trae el agua jabonosa.

El material filtrante que proponemos enseguida nos ha funcionado muy bien en el

orden y las proporciones en las que sugerimos.

Relleno de la canastilla del primer registro.

Hasta abajo van 5 cm de grava para construcción. Equivale a ¾ de un bote de 19

litros.

En medio, 5 cm de tezontle tamaño grava. Equivale a medio bote de 19 litros.

Hasta arriba, en un costal de malla plástica cerrado, 2 kg de arena para

construcción.

Relleno de la canastilla del segundo registro.

Hasta abajo se ponen 5 cm de grava para construcción. Equivale a ¾ de un bote

de 19 litros.

En medio va el costalito con el carbón activado, en hojuelas. Es lo más caro y

difícil de conseguir del filtro. Es muy importante porque remueve sustancias muy

contaminantes y persistentes que puede tener el agua gris, como restos de




82

pesticidas y herbicidas, solventes y compuestos químicos que tienen muchos

shampoos y limpiadores y que son nocivos para la salud de personas, animales y

plantas.

Hasta arriba se ponen 5 cm de tepojal tamaño grava. Equivale a medio bote de 19

litros.

Figura 49. Distintos materiales filtrantes utilizables en el filtro horizontal.

Figura 50. Canastilla de plástico de 60 cm por 40 cm con 25 cm de altura.

El filtro horizontal que proponemos en este manual es muy versátil: se puede

cambiar el material filtrante de acuerdo con características específicas del agua

https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=&url=http://www.tr.all.biz/plastik-sandklar-bgg1092036&psig=AFQjCNEtighPyv3S2bS1WcxLvJzCoWjnBA&ust=1462988033948971




83

que quiera tratarse. Por ejemplo, si llega con mucho lodo, se puede usar alumbre

para aclarar el agua. Si tiene bacterias patógenas, se puede emplear cloro

granulado. Es conveniente realizar análisis de laboratorio para verificar que se

obtiene la calidad de agua deseada.

Finalmente se colocan sus tapas y se hacen las conexiones hidráulicas del

lavadero, lavadora, tarja o cualquier otra fuente de agua gris que se quiera tratar

con el filtro. Se debe tomar en cuenta la pendiente de 4% para que el agua fluya

por gravedad y no se quede estancada.

Es importante cambiar el carbón activado por lo menos cada dos años, por lo que

se te sugiere colocar a tu filtro una etiqueta donde escribas el mes y año en que

comenzaste a usarlo y la fecha en que debes cambiarlo.

Al comenzar a usar tu filtro, el agua saldrá sucia, pues el material filtrante está

lavándose. Pronto aparecerá más transparente y sin olor (Alcocer, 2012).

Filtro vertical

Cuando no hay espacio para instalar un filtro horizontal, una alternativa es el filtro

vertical. Es un filtro más económico y fácil de hacer que el horizontal, pero dura

mucho menos tiempo que éste y cuesta más trabajo darle mantenimiento. Se hace

con un bote de plástico reciclado que tenga tapa. Buscar un lugar sombreado para

colocarlo. La salida del agua del lavadero debe estar más alta que la entrada del

filtro, para que el agua se deslice hacia él a través de la manguera o tubo que los

conecte.

Con la ayuda de un taladro saca bocados de 1 ½ pulgadas, hacer un agujero en el

centro de la tapa.

Se coloca la brida macho de 1 ½ “por debajo del agujero de la tapa, procurar que

llegue al tope, posteriormente enroscar la brida hembra de 1 ½ “y colocar un

conector macho de 1 ½ con cuerda externa, sellar con la pistola de silicón a fin de

evitar fugas.




84

Se hace un agujero de 2 “, con ayuda del taladro saca bocados, 5 cm arriba de la

base del bote. Allí se conectará después el tubo de salida del filtro.

Colocar en el conector macho de 2 “un empaque de goma de la misma medida,

posteriormente colocar ambas piezas por dentro del recipiente y por fuera

enroscar el conector hembra de 2 “, sellar con el silicón a fin de evitar fugas.

Figura 51. Filtro vertical de aguas grises.

Figura 52. Malla para retener grasa en el filtro.




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Hacer dos agujeros en el borde de cada canastilla, uno frente al otro, y colocar un

asa de alambre o lazo de plástico a cada canastilla, agarrándolo de los agujeros.

Cortar el tubo sanitario de 1 ½ “en 10 partes de 10 cm de altura cada uno y

colocarlos paraditos hasta abajo del filtro. Sobre los tramos de tubo colocar la

primera canastilla (el más alto y de menos diámetro) y llenar de grava.

Sobre los tramos de tubo colocamos la primera canastilla (el más alto y de menos

diámetro) y la llenamos de grava. Nuestra canastilla debe hacer contacto con los

tramos de tubo que colocamos hasta abajo del bote.

Introducir la segunda canastilla y llenar hasta la mitad con tezontle tamaño grava.

Añadir ¼ de tezontle tamaño gravilla, y hasta arriba, el costalito de malla de

plástico, relleno de ½ kg de arena y ½ kg de carbón activado.

Si hay huecos entre la canastilla y el bote, y rellenarlos con piedra de tezontle.

Se cubre toda la parte superior de la canastilla con una malla mosquitero,

haciendo que suba un poco por la pared del filtro.

Una vez terminado de hacer el filtro, conectar el tubo de alimentación en la parte

superior de la tapa del filtro; es decir el tubo que proviene del lavadero, tarja,

lavadora u otras fuentes de aguas grises.

Conectar el tubo de la salida del filtro y dirigir hacia el jardín, plantas, árboles o

algún recipiente en dónde se pueda captar el agua tratada y reutilizarla. Al

principio, el agua saldrá turbia porque el material filtrante se está lavando (Alcocer,

2012).




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Figura 53. Corte del filtro vertical con sus materiales filtrantes.

Figura 54. Canastilla con tezontle.

Este modelo de filtro está basado en los filtros FILAGREC, que diseñó la doctora

Maligé Guzmán, de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, y que la

Escuela del Agua probó y adaptó.




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CAPÍTULO 5. INSTRUCTIVO DE USO DE LAS HOJAS DE CÁLCULO

Como ya hemos visto antes, junto con este documento se adjunta un conjunto de

archivos u hojas de cálculo que servirán de manera muy práctica para el diseño de

las ecotécnias aquí desarrolladas. Y es de suma importancia que se comprenda

muy bien el manejo de esta herramienta para poder lograr la mejor satisfacción.

Lo primero que debemos saber, es que en primera instancia veremos solamente

un archivo llamado “ÍNDICE DE LAS ECOTÉCNIAS” con el cual, al abrirlo,

observaremos una página que se divide en dos ramas. “Agua” y “Energía”. Cabe

mencionar que esta herramienta trabaja en conjunto con otro documento que hace

referencia a las ecotécnias aplicadas a energía, por ello, debemos citar dicho

escrito en caso de ser necesario.

Figura 55. Índice de las ecotécnias.




88

Al dar click en la imagen que muestra “AGUA” podemos observar el menú de las

diferentes ecotécnias que involucran al agua, ya sea, captación, ahorro,

tratamiento, etc.

Figura 56. Menú de las ecotécnias aplicadas al agua.

Da click en la imagen del sistema que desea diseñar, el cual tiene un hipervínculo

que abrirá el archivo correspondiente a la imagen. A continuación, se muestra el

instructivo de uso para diseñar cada ecotécnia del menú.

5.1 INSTRUCTIVO PARA DISEÑAR SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE

LLUVIA

Primeramente, debe saber que para diseño de un sistema de captación de agua

de lluvia debe tener a la mano la información correspondiente para su correcto

diseño. Como son:

El municipio

Población o beneficiarios de la vivienda

Periodo de diseño a diseñar

Material de Techo


Al abrir el archivo se encontrará con la siguiente presentación:




89

Dar click en el botón “IR A DISEÑO” y se mostrarán dos opciones, si desea

proyectar el sistema para una comunidad o para una vivienda.

Cuando se decide proyectar para una comunidad, se mostrará el cuestionario que

corresponde a uso comunitario, el cual incluye el periodo de diseño como uno de

los datos necesarios, ya que en una comunidad el crecimiento poblacional es

considerable.




90

Al dar click en la función “COMENZAR” se iniciará el proceso de registro de datos,

donde aparecerán los “Userforms” o formularios en manera de asistentes, para

hacer el registro más fácil y práctico.




91

Al finalizar el registro de datos, de manera automática se abrirá la siguiente

ventanilla:

Y al pulsar “CLICK AQUÍ” se podrán visualizar los resultados instantáneos del

sistema diseñado.

Si desea hacer una revisión detallada de las fórmulas, ecuaciones, gráficas, tablas

y procedimientos del diseño, por favor haga click en “VER HOJA DE CÁLCULO”.




92




93




94

5.2 INSTRUCTIVO DE USO PARA EL MANUAL PRÁCTICO DE BAÑOS SECOS

Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click en

“BAÑOS SECOS” se abrirá el archivo con la presentación correspondiente.

Al dar click en el botón “IR A DISEÑO” se mostrará una pequeña introducción al

baño seco, para que el usuario pueda comprender el funcionamiento de

descomposición que utiliza un baño seco.




95

El usuario deberá dar click al botón “BAÑO SECO DE DOS CÁMARAS” para que

se muestre la lista de materiales y procesos de construcción de un baño seco.




96

Finalmente, el usuario se podrá dirigir a un botón último llamado” REGRESAR”

para posicionarse en la presentación nuevamente.

5.3 INSTRUCTIVO DE USO PARA DISEÑAR HUMEDALES ARTIFICIALES

Primeramente, debe saber que para diseño de un humedal artificial se debe tener

a la mano la información correspondiente para su correcto diseño. Como son:

El municipio

Población o beneficiarios de la vivienda

Periodo de diseño a diseñar

Temperaturas máximas y mínimas de la región


Aportación




97

Al abrir el archivo se encontrará con la siguiente presentación:

De click en “IR A DISEÑO” para dirigirse al índice de los elementos del sistema.




98

Ejecute el botón “COMENZAR” para iniciar el registro de datos, pulse

“COMENZAR” cuando esté lista para el registro.

Ejecute “CONTINUAR “para dirigirse a la página siguiente del diseño.




99

De manera automática se dirigirá a la siguiente página y abrirá ventanilla para

introducir el periodo de diseño.

Continúe con la dinámica del software, los botones “COMENZAR” o “EJECUTAR”

activan las ventanillas de registros de datos, por lo que deberá dar click e

introducir los valores, y de continuar para cambiar de hoja.




100

Finalmente, obtendrá los resultados del sistema conforme vaya avanzando en las

hojas y llenando los formularios. A partir de la hoja “REJILLAS” podrá encontrar

los diferentes diagramas con sus dimensiones para el sistema que se está

diseñando.

5.4 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE ECOLAVADEROS

COMUNITARIOS

Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click

en “ECOLAVADEROS COMUNITARIOS” se abrirá el archivo con la presentación

correspondiente.

Pulse el botón “IR A MENÚ” para ver los pasos y elementos fundamentales del

ecolavadero comunitario.

Observará la hoja de menú siguiente:




101

Como observa en la imagen, hay 6 pasos importantes a seguir en la construcción,

dar click en las imágenes respectivas para ir al proceso de construcción de cada

uno de ellos. Tome en cuenta los botones de navegación como “REGRESAR”.




102

Si da click en el paso dos, se mostrará el proceso de construcción detallado de

dicho paso.

Deslice las barras de navegación hacia abajo para ir viendo y revisando cada paso

o proceso de construcción.




103

En el paso 6 se puede encontrar el mantenimiento del filtro de aguas grises que

incluye el proyecto del ecolavadero comunitario.

Y en el menú principal, se puede encontrar un apartado de los materiales y

recomendaciones.




104

5.5 INSTRUCTIVO DE USO PARA MANUAL PRÁCTICO DE FILTROS DE AGUAS

GRISES

Si se encuentra en el menú de las ecotecnologías aplicadas a agua, al dar click

en “FILTROS DE AGUAS GRISES” se abrirá el archivo con la presentación

correspondiente.

Click en el botón “IR A ÍNDICE” para dirigirse a la siguiente opción de un filtro de

aguas grises horizontal o vertical.




105

Por favor, dar click en la imagen del filtro que desea construir. Si la opción es filtro

vertical, el hipervínculo se dirigirá al menú de los procesos de construcción de un

filtro horizontal.

El siguiente paso es navegar por los 5 procesos más importantes de la

construcción dando click en la imagen para ver detalladamente el proceso.




106

Ahora bien, si la opción que tomo fue para la construcción de un filtro vertical,

entonces se mostrará la siguiente hoja.

Hay tres botones disponibles, “PROCESO CONSTRUCTIVO”, “MANTENIMIENTO

DEL FILTRO” y, por último, “ÍNDICE”.




107

Si se dirige a proceso constructivo se mostrará:

Si se dirige a mantenimiento del filtro, se mostrará:

Recomendaciones de mantenimiento y operación del filtro.

Y finalmente, si se toma la opción “ÍNICIO” se dirigirá al menú principal para elegir

nuevamente entre filtro horizontal y vertical.




108

CAPÍTULO 6. MEDIDAS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

Las recomendaciones para el mantenimiento del sistema implican mantener en

buenas condiciones todos los elementos para el funcionamiento óptimo de las

ecotécnias, es por ello que se integran a continuación las recomendaciones para

el mantenimiento de cada ecotécnia.

6.1 CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA.

Hay que recordar que este sistema está conformado por varias partes, las cuales

requieren cierto mantenimiento periódico para evitar que se deterioren o puedan

deteriorar la calidad del agua que captamos.

Revisar (previo al temporal de lluvias y continuamente durante éste), las

uniones de las canaletas y bajantes para que no existan fugas que puedan

ocasionar una pérdida significativa de líquido.

Durante las primeras lluvias del año es necesario desconectar la parte de

conducción previa al depósito final. Esto ayuda a “lavar” el sistema y no

contaminar el agua captada.

Si está en un lugar donde el temporal de lluvias no es cuantioso (menos de

500 milímetros de lluvia al año), asegúrese de que el techo esté muy limpio

antes del temporal para desaprovechar lo mínimo de las primeras lluvias.

Hay que revisar continuamente las canaletas y bajantes, así como la

trampa de sólidos y el filtro de grava, todo esto con la intención de que no

se tape el sistema y se derrame el líquido antes de llegar al depósito final.

Si se acumula materia en la malla del bajante o en el filtro para sólidos, hay

que retirarlo con cuidado para que no se vaya por los ductos.

Revisar la calidad de agua antes de que entre al depósito, con la intención

de verificar que no existen cambios de color u olor que puedan indicarnos

que hay alguna contaminación en el sistema. Esto se puede hacer

desconectando por poco tiempo la tubería para dejar salir un poco del agua

captada y observarla.




109

6.2 BAÑOS SECOS.

La sustancia seca se utiliza en muchos modelos para absorber los líquidos.

También funciona como un recubrimiento para evitar moscas y otros insectos que

producen las heces. Existen diferentes tipos de sustancia seca en el mercado y

además pueden ser mezcladas con otros productos, por ejemplo: hojas, aserrín,

cal, pajitas rastrilladas de los jardines. La mejor mezcla para absorber el líquido se

obtiene de la combinación de 50 % de aserrín y 50 % de turba.

1. Asegurar que todos los usuarios comprendan bien el funcionamiento, uso y

mantención del baño ecológico. En lo posible, hacerlos participar directamente de

los trabajos de construcción y mantención.

2. Antes del primer uso, llenar las cámaras que se activará con una cama profunda

(50 cm) pero no compacta de pasto seco, paja, hojas secas, viruta o similar

(material orgánico absorbente). Si disponible, agregar también algo de tierra de

hoja recién formada, composta o contenido ya descompuesto de un baño

ecológico; con esto se dispone más rápido de la micro flora y micro fauna que

descompone las excretas.

3. Botar a la cámara a través de la taza, regularmente todos los días, el "aditivo

seco": pasto seco, paja, hojas secas, viruta o similar, en cantidad equivalente

aprox. al volumen de excretas que se van depositando en la cámara.

4. Botar siempre el papel higiénico a las cámaras (higiene, control de moscas) .

Partes del papel que no llegasen a descomponerse completamente bajo las

condiciones que rigen en las cámaras, podrán ser fácilmente quemadas en la

ocasión del vaciado.

5. El baño ecológico no es un basurero: los usuarios deben ser instruidos para no

botar desechos inorgánicos como materiales plásticos (envases, bolsas, papel

caramelo, vendas higiénicas), cigarrillos, botellas, latas, aceite etc. en las

cámaras. Disponer de basureros para recibir estos desechos. Desechos orgánicos

(de cocina) pueden generalmente ser botados en las cámaras sin problema.




110

6. Aseo: no botar agua ni mucho menos cloro (mata a los microorganismos)

adentro de las cámaras. Limpiar interior taza, asiento y tapa con (a) cepillo y muy

poca agua pura (sin detergente ni cloro) y (b) un trapo húmedo con cloro. El

asiento posee un inserto de plástico que se puede sacar y lavar fácilmente al

exterior del baño.

7. Periódicamente limpiar tapas exteriores de las cámaras del polvo; las

superficies negras aprovechan mejor la radiación solar.

8. En el primer tiempo de uso y hasta disponer de suficiente experiencia, se

pueden abrir periódicamente (mensualmente) las tapas de cámaras para verificar

el proceso de secado y compostaje y la velocidad de llenado. En caso oportuno si

necesario, revolver contenido (para agrandar superficie de evaporación), agregar

"aditivo seco", tomar decisiones respecto de un aumento o disminución de la

cantidad diaria de aditivo a añadir, deshacer el "volcancito" que se forma bajo la

taza, apreciar el estado general del material en descomposición.

9. Controlar periódicamente hermeticidad de las cámaras. Deben existir sólo 2

posibilidades de circulación de aire por cámara: 1 orificio asiento (entrada aire) y 1

salida superior tubo ventilación (salida aire).

10. El tubo exterior debe estar protegido con una malla mosquitera en la parte

superior y bien sellado y unido a la losa en la parte inferior.




111

6.3 HUMEDALES ARTIFICIALES

Se nombra un encargado que dedica 20% del tiempo a la operación y

mantenimiento del humedal artificial además de otras tareas.

Los trabajos regulares de mantenimiento en el humedal consisten en extraer la

vegetación no deseada de los lechos y limpiar los sistemas de entrada y salida.

La remoción de vegetación se lleva a cabo de 2 a 3 veces al año junto con los

trabajos de limpieza generales.

Se cosecha la vegetación una vez al año.

El lodo del tanque de sedimentación se extrae cada 6 meses, aunque algunas

veces ha de hacerse un poco antes.

Es muy importante revisar el lecho filtrante para evitar la obstrucción. La

obstrucción se produce, es decir, cuando la distancia horizontal entre la entrada y

la salida era muy larga. El Humedal Filtrante Horizontal (HFH) tiene una zona de

entrada relativamente corta con una alta carga hidráulica.

Una alternativa posible para la renovación del Humedal Artificial de flujo horizontal

(FH) es dividirlo por el medio después de la mitad longitudinal horizontal, cavando

una zanja y colocando tubos de drenaje. La nueva trinchera se convertirá así en

una entrada o en una zanja de alimentación. Con esta modificación, la zona de

entrada se duplica y la distancia se redujo a la mitad del flujo.

Otra posibilidad es introducir una pequeña presa a 2 m de la entrada del lecho.

Con esta medida, la primera parte del HFH sirve como una zona de entrada.

Otras tareas para la consideración del operador y por lo tanto para el diseñador

son:

Cuando el lodo se acumula en la zona de entrada del HFH, el lecho filtrante

tiene que ser sacado de operación para que pueda secar. En el peor de los

casos, todo el material del filtro afectado en el área de entrada tiene que ser




112

cambiado. Hasta que el material del filtro no sea cambiado, el humedal

artificial no puede operar ni tratar las aguas residuales.

Especialmente en el caso del horizontal es recomendable tener la

posibilidad de vez en cuando de represar el agua en el lecho filtrante por

completo para poder controlar el crecimiento de las plantas de los

humedales.

Con el fin de garantizar la suficiente aireación del lecho filtrante es

recomendable tener la opción de bajar el nivel del agua hasta la parte

inferior del HFH.

Asegurar que el flujo alcance todas las partes del humedal. Se refiere a

verificar que el agua cubra la superficie del humedal para que los residuos

no bloqueen los caminos del flujo y no se desarrollen áreas de

estancamiento. Si esto llegara a pasar se tiene que limpiar la zona

bloqueada para que el agua siga su camino.

Mantener un crecimiento vigoroso de la vegetación. Es necesario

inspeccionar la vegetación de manera regular, así como retirar las especies

invasoras y evitar el uso de herbicidas. Además, se debe controlar el nivel

del agua.

Control de la fauna nociva. Crear las condiciones adecuadas en el humedal

que eviten el desarrollo de larvas, ya que los mosquitos son comunes en los

humedales naturales y pueden presentarse en los artificiales. Es importante

mencionar que cuando el agua está en movimiento se minimiza el riesgo de

aparición de mosquitos.

Control del humedal. Mantener observaciones periódicas en el humedal

para identificar a tiempo posibles cambios (corrosión, obstrucción, erosión y

crecimiento de vegetación indeseable) que puedan ser desfavorables o bien

incrementar la generación de gastos.




113

6.4 ECOLAVADEROS COMUNITARIOS

Hay que recordar que este sistema está conformado por varias partes, las cuales

requieren cierto mantenimiento periódico para evitar que se deterioren o puedan

deteriorar la calidad del agua que captamos.

Se recomienda complementar el sistema con varias ecotécnias, como lo

son las bici-bombas, filtros de aguas grises, trampa de grasas, filtro de

primeras aguas, etc.

No debe tener objetos que alteren la estabilidad o causen fallas en la

construcción, ejemplos: hormigueros, viejas letrinas, hoyos de basura,

raíces de árbol, rocas.

No deben ser construidos en áreas donde haya suelos inundados.

Los árboles deberán estar al menos a diez metros de distancia que la

construcción ya que sus raíces podrían dañarlo.

Es muy importante tener una base sólida para asegurar que durará y

funcionará correctamente lo construido.

Es recomendable que la bici-bomba se coloque en una superficie plana ya

que esto permite un deterioro menor de la unidad.

La tierra en la obra debe ser nivelada, comprimida y ligeramente inclinada

con el fin de asegurar que las aguas fluyan correctamente.

Las posiciones de todas las estructuras deberán ser marcadas para

asegurar que el sitio esté listo para la construcción, se pueden usar estacas

para delimitar el área.

La ubicación ideal debe tener un nivel o inclinación natural muy suave y

sombra parcial.

Revisar (previo al temporal de lluvias y continuamente durante éste), las

uniones de las canaletas y bajantes para que no existan fugas que puedan

ocasionar una pérdida significativa de líquido.

Durante las primeras lluvias del año es necesario desconectar la parte de

conducción previa al depósito final. Esto ayuda a “lavar” el sistema y no

contaminar el agua captada.




114

Control del humedal. Mantener observaciones periódicas en el humedal

para identificar a tiempo posibles cambios (corrosión, obstrucción, erosión y

crecimiento de vegetación indeseable) que puedan ser desfavorables o bien

incrementar la generación de gastos.

6.5 FILTROS DE AGUAS GRISES

Para mantener tu filtro en buen estado, es muy importante que no se tape ni reciba

restos de alimentos u otra materia orgánica que puede descomponer el agua y

hacer que huela feo.

Lo más fácil de quitarle al agua gris es lo más grande. Para evitar que el agua

jabonosa entre al filtro con cabello, pedacitos de comida, partes pequeñas de

plástico de un juguete, monedas, aretes, tornillos, todo eso, vamos a colocar una

coladera en la salida de agua del lavadero, de la ducha, del lavabo y todas las

salidas de aguas grises.

La coladera debe tener agujeros pequeñitos, como de un colador. Se puede

comprar en el mercado, o se puede hacer con un trozo de criba, de malla

mosquitero, del colador que usábamos en la cocina y se rompió, o de la vieja

bolsa del mandado. Se corta y se cose a un alambre en forma de “O” del tamaño

de la salida del agua.

Algunas personas clavan al lavadero un pedazo de malla y quitan con la mano

lo que se atora.

Es muy importante que las sobras de comida no se vayan al filtro. Hacen que el

agua se descomponga más rápido, huela muy mal y se contamine.

Antes de lavar los trastes hay que quitarles las sobras: con un pedazo de papel,

una palita, una cuchara o con la mano. Se las damos al perro o al gato, o las

llevamos a la composta o a la basura. Va a ser mucho más fácil lavar así los

trastes, y no necesitaremos tanta agua.




115

Para que tu filtro trabaje siempre lo mejor posible, revisa la trampa de grasa

dos veces al mes y retira la capa que se ha formado hasta arriba Puedes

usar una cuchara grande, una bandeja, una pala o un recogedor,

pasándolos superficialmente por el agua Si la vas a quitar con las manos,

es mejor usar guantes Enseguida, pon la capa de grasa que retiraste de la

trampa a secar al sol y, ya seca, deposítala en la basura inorgánica

Cada 3 meses, saca el material filtrante de las canastillas (tezontle, grava,

tepojal y los sacos con arena y carbón activado) y lávalo sólo con agua.

3 Lava y cepilla también las canastillas con agua limpia.

Quita el lodo del fondo de cada tanque con un recogedor o una pala y

entiérralo en la composta o en el suelo.

Vuelve a colocar las canastillas en los registros y llénalas con el material

filtrante en el orden en que estaba.

Por último, tapa el filtro.

Si planeas dejar de usar el filtro durante un tiempo es muy importante

limpiar muy bien los tres registros, para evitar la putrefacción.

Cada quince días, sacar la grasa de la trampa de grasas, secar al sol y

tirarla a la basura inorgánica.

Cada tres meses, sacar las canastillas con los materiales filtrantes, lavarlos

con una cubeta de agua o con el chorro a presión de la manguera, y volver

a ponerlas en su lugar.

Cambiar el carbón activado cada dos años.

Mantener los registros tapados.

Siempre, salvo si se tapa o le vas a dar mantenimiento Evitar que caigan en

el filtro restos de comida, cabello, tornillos, aretes y cualquier partícula que

pueda taparlo o contaminarlo.




116

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES

Se ha desarrollado una herramienta de suma importancia para las personas que

viven en la zona rural, debido a que es de fácil comprensión y buena disposición

de todos, porque solo requiere de conocimientos básicos en computación.

Todos los conocimientos técnicos y científicos que se aplican en el desarrollo de

las ecotécnias aquí desarrolladas vienen integrados en las hojas de cálculo de

manera automática para que se puedan aplicar en cualquier comunidad o región

de Chiapas.

El uso de este software fomenta una conciencia ecológica hacia el medio

ambiente, inclina al usuario a construir la ecotécnia más adecuada a su hogar con

la certeza de que funcionará correctamente. Además, implica costos más bajos

por que no se requieren de estudios de laboratorio o estudios hechos por un

especialista.




117

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Unidad de apoyo técnico en saneamiento básico rural (UNATSABAR). (2001).

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente. Lima, Perú.




120

GLOSARIO DE TÉRMINOS

Váter: Recipiente en forma de taza, generalmente de porcelana o loza esmaltada,

que sirve para orinar y evacuar el vientre en postura sentada; está provisto de una

cisterna con agua para limpiarlo después de su uso y está conectado a una

tubería de desagüe que se comunica con las cloacas.

Hojarasca: Conjunto de hojas secas caído de árboles y plantas y que cubre el

suelo.

Biofertilizante: es un fertilizante orgánico natural que ayuda a proporcionar a las

plantas todos los nutrientes que necesitan y a mejorar la calidad del suelo creando

un entorno microbiológico natural.

Biótopo: Espacio geográfico con unas condiciones ambientales determinadas

(como suelo, agua, atmósfera, etc.) para el desarrollo de ciertas especies

animales y vegetales.

Micro flora: Flora micro orgánica de un medio determinado.

Micro fauna: fauna microscópica en una región o característica de la misma.

Ecotecnología: es un conjunto de técnicas aplicadas, y garantizan el uso de los

recursos naturales de manera limpia, derivadas de algunas ciencias, que integra

los campos de estudio de la ecología y la tecnología, usando los principios de la

ecología permacultura.




121

ANEXOS

ANEXO A. ÁLBUM FOTOGRÁFICO

Figura. A-1. (a) afinamiento de piso y paredes; (b) sedimentador listo para el revestimiento con geomembrana; y (c) tapa con flotadores para evitar pérdidas por evaporación y contaminación.

Figura.A-2. La vista tridimensional del ecolavadero comunitario.

( a ) ( b )

( c )




122

Figura. A-3. Construcción de un tanque de almacenamiento en zona rural.

Figura. A- 4. Humedales artificiales para tratamiento de aguas residuales.




123

Figura 57. A-5.Aprovechamiento de agua de lluvia donde no cuentan con fuentes perenes.

Figura. A-6. Niñas aprovechan el ecolavadero comunitario.




124

ANEXO B. DISCO CON HOJAS DE CÁLCULO

universidad autÓnoma de chiapas - cecodes.net“n para el diseÑo de...licenciatura en ingenierÍa...

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