Universidad Autónoma de Ciudad Juárez Instituto de Arquitectura Diseño y Arte Departamento de Arquitectura Maestría en Diseño Holístico Titulo Tesis: “Agua para uso domestico, disponibilidad, tratamiento y reuso eficiente, para el desarrollo del predio Valle Las Dunas, en Cd. Juárez Chih”. Presenta: Arq. Cosme Fabián Espinoza González 78161 Para obtener el grado de: Maestro en diseño Holístico Directora de tesis : Dra. Elidhe Staines Orozco Ciudad Juárez Chihuahua, Marzo 11 de 2009
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Agua en La Arquitectura Tesis Maestria Arq Cosme Espinoza
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Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Instituto de Arquitectura Diseño y Arte
Departamento de Arquitectura
Maestría en Diseño Holístico
Titulo Tesis:
“Agua para uso domestico, disponibilidad, tratamiento y reuso eficiente,
para el desarrollo del predio Valle Las Dunas, en Cd. Juárez Chih”.
Para obtener el grado de: Maestro en diseño Holístico
Directora de tesis : Dra. Elidhe Staines Orozco
Ciudad Juárez Chihuahua, Marzo 11 de 2009
ii
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez
Instituto de Arquitectura Diseño y Arte
Departamento de Arquitectura
Maestría en Diseño Holístico
En mi carácter de Directora y Asesora, hacemos constar que la tesis:
Agua para uso domestico, disponibilidad, tratamiento y reuso eficiente, para el
desarrollo del predio Valle Las Dunas, en Cd. Juárez Chih.
Presentada por : Arq. Cosme Fabián Espinoza González 78161
Cuenta con las características de aportación novedosa y solidez metodológica
exigida por la normatividad universitaria.
Dra. Elidhe Staines Orozco
Directora de tesis
Mta. Martha Mónica Curiel García
Coordinadora de la Maestría
De Diseño Holístico
Dr. Sergio Saúl Solís Mto. Ezequiel Rascón
Presidente de Sínodo Sínodo
Mto. Francisco Nuñez
Sínodo
iii
Dedicatoria: Este trabajo no se hubiera podido realizar sin la comprensión de mi familia, a Bety mi
esposa y mis hijos Fabián, Yailín y Osiris, a quienes les hago esta dedicatoria especial
como una forma de compensar el precioso tiempo que invertí en este proyecto y que
de alguna forma la vida me ha de dar la oportunidad de recompensarselo con
creces, en vida y tiempo de calidad para ellos.
A mis padres allá, donde están, que seguramente estarían muy orgullosos de verme
hacer esto por todos mis hermanos del mundo.
Agradecimientos : Un agradecimiento muy especial a Dra. Elidhe Staines Orozco por su apoyo e impulso
invaluable, por enseñarme como los grandes son los mas humildes, generosos y
serviciales y su contagiante visión inspiradora de un nuevo mundo.
Agradezco a la Dra. Lety Peña por sus consejos y sus orientaciones y a la Dra. Gema
Verduzco quien con su ejemplo dio las pautas para este proyecto.
Agradezco a la Dra. Silvia Verónica Ariza por el apoyo a la estructura de este
documento
Agradezco al lugar donde pase los primeros 19 años de mi vida, que me dio la
oportunidad de ver la vida de una forma muy dura conociendo las necesidades mas
apremiantes, pero que me impulso a hacer por ellos todos estos estudios volviendo la
vista atrás, los cuales siempre van enfocados a dejar este mundo mejor de lo que yo lo
encontré, y en especial a todos los ángeles guerreros que han escogido estar aquí en
este espacio tiempo haciendo su trabajo con todo el amor por la humanidad.
Haría falta que enseñasemos a nuestros hijos que el suelo que pisamos son las cenizas
de los abuelos. Decirles que Respeten la tierra, que está llena de vida de los
antepasados. Hace falta que todos nuestros hijos lo sepan, que la tierra es la madre de
todos nosotros. Que cualquier estrago causado a la tierra lo sufrirán sus hijos y los hijos
de sus hijos. El hombre que escupe a la tierra, a sí mismo se está escupiendo.
Extracto de la Carta del Gran Jefe de los indios Swamish Seattle
Piel roja, al presidente de los Estados Unidos de América en 1854.
1
INDICE Pag.
Sínodo i
Dedicatoria ii
Agradecimiento iii
Contenido. I.- Introducción 3 II.- Objetivos 3 III.- Justificación 4 IV.- Hipótesis . 5 V.- Metodología de la Investigación 5 VI.- Estructura de la investigación (Resumen) 6 Capitulo 1: Análisis de contexto regional. Desarrollo “Valle las Dunas” Predio
Oriente XXI.
7
1.1 Descripción y localización de la región árida Paso del Norte 8 1.1.1 Localización, Coordenadas Geográficas de Cd. Juárez 11 1.2. Aspectos Físico ambientales, de la región Paso del Norte 12 1.2.1 Altitud Sobre el nivel del mar, Tabla de elevaciones principales 12 1.2.2 Fisiografía, Orografía, Edafología, Topografía, Geología 12 1.2.3 Hidrografía, regiones cuencas y subcuencas hidrológicas, corrientes de agua 18 1.3 Geohidrología de la región paso del norte, tabla de relación estratigráfica 19 1.3 Bolsón del hueco, Depósitos Lacustres, Sedimentos Fluviales 21 Secciones litológicas- Geofísicas Planta General, Sedimentos Eólicos 23 Secciones litológicas A-A´, B-B´, C-C´, D-D´ 26 1.4 Clima, Temperaturas. Temp. Promedio mensual, días con heladas, anual, Temp.
Bulbo seco, Temp. Horarias, Isotermas. 28
1.5 Humedades, relativa, relativa horaria, Isoigras, Fenómenos especiales 32 1.6 Precipitaciones pluvial, Total mensual, vientos 35 1.7 Ecosistemas de la región de Cd. Juárez 38 1.7.1 Vegetación nativa de la Región Sur Oriente de Cd. Juárez 39 1.7.2 Avifauna de la Región Sur Oriente de Cd. Juárez 43 Capitulo 2 Aspectos Urbanísticos de la zona de estudio 49
2.1. Usos del suelo 50 2.2 Vivienda 50 2.3. Vialidades 51 2.4 Transporte 55 2.5 Aspectos de la Imagen Urbana de la zona de estudio 55 2.6 Imagen logotipos, Imagotipos, y señalética de los fraccionamientos del área de
estudio 58
Capitulo 3.- Análisis de la problemática del agua en la región y caso de estudio 59
3.1. Evaluación del acuífero del bolsón del hueco como fuente de abastecimiento de
agua potable para la región de Cd. Juárez 60
3.2 Análisis de la información histórica del abastecimiento de agua potable en la región 70 3.3 Proyección de necesidades de agua potable para la región al 2025 75 3.4 Estudio de Fuentes alternas de agua potable para la región 78 3.5 Conclusiones de la problemática del acuífero del bolsón del hueco 81 Capitulo 4.- Casos análogos existentes en la región de Cd. Juárez y Sur de
Nuevo México U.S.A con respecto a la propuesta de inclusión de sistema de
tratamiento de aguas residuales por sistema de humedales para el
fraccionamiento Valle las Dunas.
82
4.1 Planta de tratamiento por humedales de la Universidad Tecnológica Cd. Juárez 83 4.2 Planta de tratamiento por humedales En Mezquite N.M. U.S.A. 88
2
Capitulo 5.- Análisis y Propuesta de Infraestructura Hidráulica y de drenaje para
el fraccionamiento Valle las Dunas
94
5.1 Plano de localización del terreno para el Fraccionamiento Valle las Dunas 95 5.2 Análisis de Infraestructura Hidráulica y red de drenaje para el fraccionamiento Valle
las Dunas 96
5.3 Proyección de sistema de desalojo de aguas negras y grises para las viviendas del
fraccionamiento Valles las Dunas. 100
Capitulo 6 .- Propuesta de sistema de tratamiento y reuso de aguas residuales
para el fraccionamiento Valle las Dunas de Cd. Juárez 101
6.1 Propuesta de Diseño de sistema de tratamiento y reuso interno de aguas grises para
riego de jardines por unidad o casa previo a la conexión de la línea general de aguas
grises
102
6.2 Propuesta de Diseño del sistema de Tratamiento y Reuso Interno de aguas Grises
para cada modulo de viviendas.
108
6.3 Propuesta de Sistema de tratamiento y Reuso de Aguas Grises para todo el
fraccionamiento Valle las Dunas a base de Laguna de Humedales.
117
6.3.1 Calculo de Dotación de agua potable estimada para consumo en lotes del
fraccionamiento Valle las Dunas = Qdap 121
6.4 Potencial de Reuso de Aguas Grises en viviendas 122
6.4.1 Consideraciones del sistema de reuso de aguas grises 123
6.5 - Propuesta de Diseño de Sistema de Tratamiento y reuso de aguas residuales grises
a Base de Humedales (Wet-Land) para Fraccto. Valle las Dunas. 124
6.5.1 Calculo de Tanque séptico y de homogeneización. 126
6.5.2 Propuesta de Diseño de Lagunas Celdas Humedales 128 6.5.3 Propuesta de Diseño de celda de humedal de flujo subsuperficial 132 6.5.4 Propuesta de Tratamiento secundario para pulir el agua tratada con filtros 133 Capitulo 7: Propuesta de Ecotecnologías para el ahorro interno de agua
potable, en las casas habitación del fraccionamiento. Valle las Dunas .
147
7.1 Propuesta de ecotecnologías para regaderas . 149 7.1.2 Propuesta de Sistema adicional de Ahorro de agua utilizando Válvula de
desviación de agua caliente con tiempo ajustable y cierre momentáneo para
guardarla en deposito especial para su reuso
153
7.2 Propuesta para sanitarios y mingitorios 156 7.3 Propuesta para fregaderos 160 Conclusiones. 168 Referencias: Bibliográficas, Hemerográficas, electrónicas 174 Lista de figuras, Tablas, Anexos, Acrónimos. 175
Anexos 179 Anexos 1.- Plano de Plan Maestro de Colectores de la zona Sur Oriente Cd. Juárez 180 Anexos 2.- Sembrado de Viviendas y emplazamiento de planta de Laguna de
Humedales del Conjunto Habitacional Valle las Dunas 181
Anexos 3.- Plano de propuesta de Colección de aguas grises y desalojo de aguas
negras del Conjunto Habitacional Valle las Dunas, zona Ote. XXI 2ª. Etapa 182
Anexo 4.- Folleto EPWU Board Service, sobre consumos de agua de plantas y laminas de
riego 183
Anexo 5.- Avance de obra física de acueducto Conejos Medanos 184
3
I.- Introducción
En la región de Cd. Juárez, Paso Tx. y Sur de Nuevo México su aparente desarrollo en los
últimos siglos XX y XXI se ha caracterizado por su énfasis exagerado sobre la tecnología,
excluyendo los valores intangibles como la convivencia racional con el medio físico, el respeto a
los animales, y la sobreexplotación de los recursos naturales entre ellos el mas importante “El
Agua “. La relación dinámica de estos asentamientos humanos deberían estar directamente
relacionada con el emplazamiento de la vivienda, en el terreno, el clima, los materiales locales y
el sol, si quisiéramos pensar en términos de desarrollo sustentable.
Pero la arquitectura actual de nuestra región tiene una dependencia total respecto al control
mecánico del ambiente interior para satisfacer nuestros requisitos de bienestar, que en parte nos
hemos convertido en prisioneros de complicados sistemas mecánicos, hasta el punto de cerrar
casi todas las ventanas a fin de facilitar el funcionamiento de los sistemas de aire
acondicionado, pagando un alto costo en el gasto de agua, ya que en nuestra árida región se
usan predominantemente sistemas de acondicionamiento de aire interior a base de lavados
evaporativos con intercambio térmico de aire.
La perduración de la habitabilidad de nuestra sociedad en la región a largo plazo se ve
ensombrecida por la forma en que actualmente nos desenvolvemos con nuestro medio, la
tendencia del gasto de agua actual es desmedida en proporción a la recarga de nuestro
acuífero principal llamado “El bolsón del hueco” , nos olvidamos de que vivimos en un desierto en
donde los símiles de las mismas regiones se conforman con gastar solo una cubeta de 20 lts. Por
día, nosotros gastamos esa cantidad multiplicada por 12 por persona día.
Es algo similar a que nuestro acuífero fuera un único vaso de cristal con un popote para
tomar agua para una persona y poderse satisfacer; pero si a ese vaso le agregamos mas
popotes la capacidad de satisfacción a mas individuos va a disminuir hasta tornarse imposible de
lograr, dado que el vaso no tiene una fuente que lo este recargando.
Al hacer construcciones ecológicamente sustentables en este medio hostil de nuestra región
Valles las Dunas, utilizando los materiales regionales, orientaciones adecuadas, ventilaciones y
aislamientos naturales, etc. generamos una comunión con la naturaleza desértica demostrando
que las casas no solamente pueden ser confortables y tener temperatura interior agradable, si no
que también pueden generar, ser productivas usando energías no convencionales, como la solar
y la eólica, así como sistemas de ahorro y captación de agua de lluvia, reusar las aguas grises y
negras, ayudando así a que el drenado y aprovechamiento de los deshechos sea inteligente sin
agredir al medio ambiente, para que como resultado estas construcciones si sean la morada
integral del hombre, es decir “Arquitectura” y para que en ellas exista la acción reciproca entre
nosotros y el ambiente es decir “Sustentabilidad ”.
En general la arquitectura y el hombre de nuestra región debe someterse a las necesidades
de esta sociedad, ser fiel a sus programas y al ambiente, responder a las necesidades colectivas
de la población, e integrarnos a la naturaleza como una extensión del cuerpo humano, y cuidar
de nuestro recurso mas preciado el “Agua”.
II.- Objetivos
Objetivo general
Propuesta de alternativas de uso, disponibilidad, tratamiento, reutilización y optimización del
recurso hídrico, acorde con las tendencias de sustentabilidad, para el desarrollo del
Fraccionamiento Valle las Dunas localizado dentro del polígono normativo del Plan Parcial
Oriente XXI.
4
Objetivos específicos - Generar documento de antecedentes de datos geográficos, climáticos, precipitación pluvial,
orografía, geología, topografía, Edafología, datos de población y crecimiento de la región de
Cd. Juárez
-Estudio de la problemática y disminución de potencial del acuífero del bolsón del hueco en la
región
-Estudio de análisis histórico de gastos de extracción, pozos perforados alumbrados, demanda,
para vislumbrar la problemática del agua en la región caso de estudio.
-Análisis de las fuentes actuales y potenciales y su implicación con el recurso hídrico en la región y
la zona de estudio, respecto al objetivo de apoyar las acciones de sustentabilidad para el
manejo del recurso.
-Elaboración de análisis de suministro, líneas de conducción, almacenamiento y distribución de
agua potable existentes en la zona de estudio
-Análisis de sistemas análogos en operación en la región sobre tratamiento de aguas residuales
con sistema de humedales.
- Propuesta de sistema de tratamiento y reuso de aguas grises interno para viviendas,
para riego de jardines y árboles, en el Fraccionamiento Valle las Dunas.
-Propuesta de tratamiento y reuso de aguas residuales con sistema de Laguna de humedales de
las viviendas para el Fraccionamiento Valle las Dunas.
III.- Justificación En nuestra región y en general en el estado de Chihuahua hay normatividades vigentes en
materia del buen uso del recurso hídrico, pero no se aplican de forma dura de tal manera que
obliguen al aprovechamiento captación o reinfiltración de las aguas pluviales y al tratamiento y
reuso de las aguas residuales o de segundo uso, generadas en las zonas habitacionales, se deja
al albedrío del desarrollador de vivienda, el cual obviamente no lo considera su responsabilidad,
de esta manera se pierde la concertasesión entre todos los usuarios implicados del recurso hídrico
para el tratamiento y reuso del mismo.
En el medio de las normatividades sobre los limites máximos permisibles para descargas a
los cuerpos receptores comúnmente llamados colectores de drenaje, existen dos normas
oficiales la NOM-001-ECOL-1996 y la NOM-002-ECOL-1996 en las cuales se establecen los limites
máximos de contaminantes en aguas de bienes nacionales y los sistemas de alcantarillado
municipales respectivamente.
La mayoría de las industrias, y empresas locales que le agregan contaminantes fuertes y
fuera de norma a sus aguas residuales de desecho, solo tratan las aguas con el afán de cumplir
con las normas de descarga, pero no con la intención de devolverla al medio natural tal como
la tomaron con la intención de establecer de nuevo el ciclo de uso del recurso.
En lo que respecta a las descargas en viviendas, el responsable directo de los
contaminantes que se le agreguen a esas aguas es el municipio el cual relega la responsabilidad
al organismo operador de agua y alcantarillado, y los culpables de la emisión de los
contaminantes o sea la población civil, nos deslindamos dejándole el problema al organismo
operador, y sin retrobos seguimos vertiendo contaminantes fuertes entre ellos pintura de esmalte,
ácidos, cementos etc.
En una población donde el tratar y reusar el agua sea una cuestión de vida por la escasez
del recurso la población tendría mas cuidado en su emisión de contaminantes ya que la
experiencia le enseñaría que se estaría dañando así mismo.
Solo un fraccionamiento del tipo nivel medio bajo llamado “Hacienda las Torres”,
desarrollado por el grupo constructor Condak, contempló el tratamiento y reuso de las aguas
grises de un grupo muy reducido de viviendas, solo 100 de 1172, en el año 1997, este experimento
tuvo buenos resultados en su propuesta y desarrollo, ya que fueron asesorados por profesionistas
de la Ingeniería Ambiental y el Departamento de Reuso del agua de la Junta Municipal de Agua
y Saneamiento, sin embargo, por razones desconocidas hasta la fecha no se ha vuelto a repetir
este proyecto, por esta y ninguna otra empresa y las instalaciones existentes del mismo que se
5
desarrollaron están fuera de operación y en detrimento. Otras empresas del ramo constructor
solo se han quedado en intentos y buenas intensiones y no han llegado a concretar ningún
proyecto de este tipo.
Por lo cual hasta el momento en nuestra región existe muy poca experiencia y acervos en
los temas de esta investigación, relacionada con el aprovechamiento de las aguas residuales de
una zona habitacional.
Con toda la intención de continuar con la línea establecida por este fraccionamiento
precursor en el cual me toco participar en el diseño del sistema de tratamiento de las aguas
grises, me propuse la meta de aplicar los conocimientos adquiridos en esta experiencia de
propuesta académica para aplicarlos al desarrollo del fraccionamiento Valle las Dunas, trabajo
de tesis desarrollado en la línea de investigación del cuerpo académico de Bioarquitectura1 en
la maestría de Diseño Holístico del IADA (Instituto de Arquitectura y diseño) de la UACJ
(Universidad Autónoma de Ciudad Juárez) en la asignatura de denominada, Taller de Diseño
Integral Problemas Regionales 2.
Con la idea de que la experiencia que genere este proyecto sea aprovechada por mis
compañeros del medio y estudiantes que en lo sucesivo desarrollen proyectos de esta
naturaleza, y el documento generado pueda servir de ayuda para aplicarlo a proyectos donde
se incluyan sistemas de tratamiento de aguas grises y negras, con sistemas amigables y naturales
con el ambiente y con poca inversión económica.
IV.- Hipótesis.- Dada la problemática de aseguramiento de abastecimiento de agua, el uso de sistemas y
aditamentos Ecotecnológicos de ahorro, el tratamiento de las aguas grises y negras y el reuso de
las aguas recuperadas pueden contribuir a dar la factibilidad de habitabilidad y perdurabilidad
a los desarrollos habitacionales en la zona de estudio denominada Oriente XXI, específicamente
para el fraccionamiento Valle las Dunas En Cd. Juárez Chih.
V.- Metodología de la investigación.- Denominación de la investigación :
Correlacional Cualitativa .- Por la naturaleza de esta investigación en lo que respecta a la revisión
de material existente acerca del fenómeno presentado de futuro desabasto de agua y la
descripción de los fenómenos naturales, tanto sociales como geomorfológicos y la interpretación
de los mismos para llegar a codificar e interpretar posibles resultados esta investigación se
denomina correlacional cualitativa.
Dado que los análisis de datos corresponden totalmente a una investigación cualitativa y
correlacional porque tiene como propósito evaluar la relación que existe entre dos o mas
variables y proponer posible soluciones al problema del fenómeno estudiado.
Transeccional.- Por su dimensión temporal gracias a la recogida de datos que han
proporcionado los organismos operadores de extracción y distribución del agua en la región y la
importancia de estos datos para las proyecciones futuras de los usos y distribución del agua esta
parte de la investigación se le denomina Transeccional o transversal.
se recoge información en un solo momento, se repite cada determinado tiempo, se pregunta
una sola vez (descriptivo o correlacional)
Su propósito es describir variables y analizar su incidencia e interrelación en un momento dado
Descriptivo.- Gracias al tipo de investigación descriptiva se pudo especificar las propiedades y
características mas importantes del fenómeno caso de este estudio.
Dado que no es un método experimental y no se modifican las variables.
1 El cuerpo académico de Bioarquitectura de la UACJ, generó su propia investigación interinstitucional propuesta urbano
arquitectónica que derivo en un libro llamado Ecoplan Conjunto Pionero UACJ- IVI, Publicado en Mayo de 2008
6
V.- Estructura de la investigación (Resumen).- El capitulo 1 Refiere al análisis del contexto regional, con el estudio de los aspectos físico
ambientales, geomorfológicos e hidráulicos, haciendo énfasis en la ubicación geográfica la cual
nos enfoca principalmente a la región árida llamada Desierto Chihuahuense misma que
condiciona los estados de sequía y escasez de agua, condición que da pauta al desarrollo de
este trabajo. Para poder entender la carencia del recurso hídrico tenemos que hacer el estudio
de la complejidad que da origen al mismo por eso se empieza por el análisis del lugar y su
emplazamiento a nivel mundial.
En el capitulo 2 Se hace el estudio de las condiciones Urbano sociales mismas que nos permiten
vislumbrar como el problema se vuelve mas complejo al reflejar las condiciones de cultura y
crecimiento poblacional, y los resultados de estas como las necesidades de transporte
adecuado, demanda de recursos como agua, energía, gas, las formas y procedimientos de
construcción.
Todos estos aspectos se entrelazan para darnos un alumbramiento complejo de cómo funciona y
no funciona nuestra sociedad con el entorno y los recursos disponibles.
El Capitulo 3 Trata específicamente de la complejidad de la problemática del agua en nuestra
región, desde las condiciones que permiten la existencia de nuestra fuente de abastecimiento y
su posible perdurabilidad de acuerdo al uso inteligente o racional, tomando en cuenta las
necesidades de crecimiento de la población.
En el capitulo 4, Se hacen referencias a los sistemas análogos de tratamiento de aguas residuales
existentes en la región con el sistema de laguna de humedales, mismo que por su sencillez, bajo
costo y fácil operación se selecciono para llevarlo a cabo para este proyecto.
En el capitulo 5 Se hace un estudio de la infraestructura hidráulica y sanitaria de la zona Sur
oriente de la ciudad y la proyección a futuro para apertura de pozos de dotación y líneas de
desalojo aguas residuales tomando en cuenta que nuestra zona de estudio esta fuera de los
planes parciales urbanos de desarrollo, por lo cual se hacen las propuestas de conexión de estos
insumos con las redes proyectadas de crecimiento por el organismo operador de agua y drenaje
de la ciudad.
En el capitulo 6 Se propone el diseño de un sistema de tratamiento y reuso de aguas grises interno
para cada vivienda, así como el diseño de un sistema de tratamiento de aguas residuales para
el fraccionamiento a base de laguna de humedales, mismo que servirá como imagen verde
para el área del parque donde se enclavara este proyecto, usando el diseño de la laguna no
solo como imagen agradable visual, si no también con uso racional del espacio vital del entorno
aplicando el criterio de sustentabilidad.
En el capitulo 7 Se hacen las propuestas para el manejo sustentable de agua a nivel domestico,
consistente aditamentos ecotecnológicos para el ahorro de agua interno en viviendas,
específicamente en las áreas de regaderas, sanitarios, mingitorios y fregaderos.
7
Capitulo 1.- Análisis del contexto regional, área del desarrollo Valle las Dunas zona Sur
Oriente de Cd. Juárez.
“Existe una sola Tierra pero no un único mundo.
Todos dependemos de la biosfera para sobrevivir.
Cada comunidad, cada país,lucha por la supervivencia
y la prosperidad sin prestar atención al impacto en los otros.
Algunos consumen recursos de la Tierra a un ritmo que
dejara poco para las generaciones futuras.
Otros, muchos mas, consumen muy poco y viven con
perspectivas de hambre, enfermedad y muerte temprana.
Informe de la Comisión Mundial para el Medio
Ambiente 1987, “Our Common Future”
8
Capitulo 1
1.1.- Descripción y localización de la Región Árida Paso del Norte, antecedentes.
En la medida que en la antigüedad el hombre aprendió a modificar su entorno para
proveerse de cobijo y protección contra los elementos, los animales feroces y las ondas de
congéneres agresivos, comenzó la afectación al ambiente y el divorcio con el mismo, en función
de esta afectación fue la respuesta del medio ambiente hacia el hombre.
Sabemos que el 95% de las reservas de agua del mundo se localiza en los océanos, pero que
debido a su alta concentración de sales solubles y a su constante incremento de impurezas,
ocasionado por la contaminación, no puede ser utilizada por la humanidad que habita el
planeta, del 5% restante, aprox. Del 2 al 4%, se encuentra inmóvil sólida en las regiones polares,
finalmente ha quedado establecido que la mayor parte de los seres vivos dependemos de un
0.5% que representa el agua dulce contenida en los ríos, lagos, presas, atmósfera y acuíferos
subterráneos de la litosfera 2.
El hombre ha buscado siempre sitios sombreados, buenas tierras y agua suficiente para su
desarrollo integral, sin embargo, nuestra región se caracteriza por lluvia escasa, errática en su
comportamiento y donde las corrientes superficiales son arroyos ocasionales, formados por aguas
de escurrimientos cuya duración es temporal.
En nuestra Republica Mexicana la mitad de la superficie es desértica o semidesértica, lo anterior
se comprueba al recordar que el Gran Desierto Americano ( del cual el Sonorense y el
Chihuahuense forman parte ), corresponde a México cerca del 50% lo que representa a su vez el
45% de nuestra extensión territorial o sea 90 millones de hectáreas aproximadamente3.
2 El agua recurso limitado, sequía desertificación y otros problemas. Fund. Ecol. Desarrollo, Madrid 2003
3 - Diagnostico de los indices de vulnerabilidad a la contaminacion del sistema acuifero de la zona urbana de Cd. Juárez Chih.-
Octubre 1997, Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Juarez, Departamento de Geohidrologia, escrito por Gustavo Moreno, Ricardo Sanchez, y Ezequiel Rascon Mendoza.
Figura 1.- Zona de grandes desiertos a nivel
mundial
El estado de Chihuahua esta Situado en el
mismo meridiano donde se encuentran
localizados los grandes desiertos del mundo
(25-31 grados latitud nte.) zona desértica
donde prevalecen las condiciones mas
desfavorables para la ocurrencia del agua.
Zona de grandes desiertos
Latitud 31 grados Nte.
Ecuador Cero Grados
9
Al estar situado entre las Sierras Madres Occidental y Oriental la región Paso del Norte se
encuentra enclavada en el Desierto Chihuahuense, mismo que es formado por la deshidratación
de las nubes que llegan a la zona continental central como se aprecia en la figura ---
comprendiendo desde el Sur Oeste de Estado Unidos hasta la región Centro de la Republica
Mexicana, recibiendo cantidades mínimas de lluvia por año y connotando la Región de Cd.
Juárez Chih. Mex., El Paso Tx. USA y Las Cruces NM con carencia de escurrimientos o embalses
superficiales que pudieran ser utilizados como fuente de agua potable, esto con excepción del
Río Bravo, el cual nace en las montañas rocallosas Colorado U.S.A. cuyo caudal es compartido
con Estados Unidos, siendo usado el volumen que corresponde a México solo para la agricultura.
Esto ha obligado a que la fuente única para el abasto de agua potable de la ciudad sea
solamente del agua subterránea del acuífero del Bolsón de Hueco, mismo que también es
compartido con la vecina ciudad de El Paso, Texas.
De acuerdo a los datos presentados por el presidente de la Junta Municipal de Agua y
Saneamiento de Juárez en su exposición del día del agua en Marzo del 20074, el acuífero del
Bolson del Hueco del cual nos suministramos en Cd. Juárez se encuentra sobreexplotado, es
decir, la recarga de agua que llega al acuífero es mucho menor que el volumen que se extrae
4 Mendoza Viveros Ernesto, Como enfrentamos la escasez del agua en Juárez, ponencia, Junta Municipal de aguas y
Se tomo como línea de calculo el ejemplo hecho por Félix Julián Soto.,C.I.I.D.I.R. I.P.N. Unidad Oaxaca. 2006. Del Instituto
Politécnico Nacional, en su trabajo sobre un tratamiento de aguas de vivienda, denominado Planta Tratadora de aguas
grises con floculación natural para casad habitación
Grafica de CONAFOVI, Guía ahorro de agua
pdf.
112
T = (Vol. máx. m3)/(Q prom. m
3/s) = 1000 L / 3.32 L/s = 301.25 = 5.02 min
II.- Cálculo del tanque de almacenamiento del agua gris.
De acuerdo a los cálculos de la consideración ―1” hecha mas adelante en en los calculos
para la planta de tratamiento de humedales, se necesitan 612.5 lts/riego para cubrir el área de
12.25 m2 de cada vivienda, por lo tanto si construimos una cisterna de almacenamiento de
0.9x0.9x0.8 de área neta de almacenamiento alojariamos 648 lts El agua que pasa al tanque de
almacenamiento, recibirá un caudal de 490.8 lts /día con una turbiedad de 424 NTU,
almacenando como mínimo 1 m3.
Cálculo del volúmen del tanque.
h = 1.0 m
b = 1.0 m
n = 0.8 m
V =0.8 (1.0) 1.0 = 0.800 m3
Cálculo del tiempo de retención
Tr = V/Qn = 0.800 m3 / 0.042 m
3/hr = 19.05 hr
Empleando los mismos modelos matemáticos, se calcula la velocidad promedio de salida del
agua que resultó ser de 2.68 m/s y un gasto promedio de 4.36 L/s, y un tiempo de descarga del
tanque de 4 min.
Resultados del nivel de remoción DBO13
Análisis de laboratorio14 de DBO del agua gris afluente.
Se tomo una muestra representativa de agua gris de una regadera de una casa de una familia de
5 integrantes, conteniendo contaminantes típicos de un proceso de baño, como jabón, y
diferentes tipos de shampoo,
Resultado = 180 mg/L de D.B.O.
Este resultado es alto para reuso directo del agua muestreada, ya que la Norma Nom Ecol 03 (Ver
tabla 34, pag. 108) establece que el limite máximo permisible para agua de reuso es de 20 mg/L
Según consideración del jefe de laboratorio el Ing. Ramón Colorbio la muestra, salio con una
concentración alta debido a que fue tomada directamente en la regadera, y no permitió que
hubiera mas dilución por el fluir de mas agua corriente como seria probablemente en un deposito
ex profeso colocado mas adelante.
Conclusión del sistema de tratamiento de agua gris interno en viviendas del Fraccionamiento Valle
las Dunas las Dunas
Se considera hipotéticamente de acuerdo a este estudio y a la practica observada por el
laboratorio de la JMAS, que la trampa de grasas disminuirá la DBO de 180 a 100 mg/L, y que en el
próximo paso de este proceso que es la filtración por arena antracita y carbón activado, se
disminuirá este parámetro a una oscilación promedio entre 20 y 40 mg/L, por lo que este sistema
de tratamiento puede andar cerca de cumplir estrictamente la Norma Ecol 03, sin embargo la
eficiencia real, no se tiene por que sería motivo de experimentación contexto de otro estudio.
13 DBO, La Demanda Bioquímica de Oxigeno es el parámetro a medir en el agua contaminada, representativo de la
cantidad de materia orgánica contenida en esta, la cual es la causante de la perdida de oxigeno del agua, uno de los
motivos principales por el cual un agua sin tratar empieza a presentar malos olores. 14 Muestras y análisis realizados por personal de laboratorio de la JMAS, en base a las normatividades vigentes para
realizar estos procedimientos, Noviembre 28 de 2008.
115
6.3 Propuesta de Sistema de tratamiento y Reuso de Aguas Grises para todo el fraccionamiento
Valle las Dunas a base de Laguna de Humedales.
La propuesta se deberá considerar en dos partes por lo que en realidad éstas son dos
propuestas, aunque contienen los mismos datos de diseño varían en cuanto a la manera de
proporcionar un tratamiento a las agua residuales.
Cálculo de los datos de diseño:
A continuación se muestra la memoria de calculo efectuada para determinar el gasto de aguas
residuales generadas en las actividades domésticas por los habitantes del fraccionamiento Valle
las Dunas
Cálculo del Gasto de Aguas grises:
No. de casas habitación tributarias de Aguas Grises.- Se consideró la totalidad de las viviendas
diseñadas en la lotificación, la totalidad son 676 viviendas (Ver planos anexos 1 y 2)
En el Plano anexo No. 2 Planta de Conj. Notificación Viviendas se puede observar la
lotificación del módulo y la cuantificación de los lotes colindantes que se agregarán al sistema de
tratamiento.
Total de habitantes del fraccionamiento.- Para este calculo se considera que por cada casa
habitación se tendrán cinco personas, lo cual nos indica que se tendrán 2704 personas puesto que
es el resultado de multiplicar 676 viviendas por 4 personas promedio por cada vivienda15.
Consumo de agua potable diario.- Para el cálculo del gasto promedio diario de dotación de agua
potable, se consideraron los datos proporcionados por el estudio realizado por la Universidad de
Texas en El Paso (UTEP) denominado ―Una Estrategia de Desarrollo Económico para el Uso
Sustentable del Recurso Agua en la Región Paso del Norte‖ y cuyo subcontrato denominado
―Evaluación de consumos de Agua en la Región‖ fue elaborado por ―Franco y Asociados,
Consultores Ambientales, S.A. de C.V.‖, editado en Marzo de 1998.
Los datos de consumos de agua potable para actividades domésticas en el año de 1998
para Cd. Juárez se graficaron en la tabla 35, hasta el 2009, no se ha publicado otro artículo con
investigación regional confiable en los rubros de esta tabla:
15
De acuerdo a Datos obtenidos de INEGI
116
La tabla 35, Nos muestra el consumo de agua por persona por día en el año 1998, mostrando un
gasto de 361 lts/día, la importancia de esta grafica es que nos muestra el porcentaje desglosado
del gasto en los usos diversos que se le dan al agua en un ambiente domestico.
Sin embargo estamos hablando de un análisis elaborado en 1998, para actualizar los datos
debemos de tomar el consumo promedio por habitante mas actualizado, tomando en cuenta
información proporcionada por la Dirección Técnica de la Junta Municipal de Agua y
Saneamiento, en la siguiente grafica se aprecian los consumos promedio por habitante, sacados
de los alumbramientos reales que la junta extrajo en los años especificados y divididos entre la
población registrada por el organismo de acuerdo a las tomas de agua existentes.
117
Consumo real de agua por habitante en Cd. Juárez de acuerdo a grafica proporcionada por la
Dirección Técnica de la Junta Municipal de aguas y saneamiento de Juárez
Tabla 36.- Dotación de agua por habitante promedio anual actualizada a 2006
De acuerdo a la grafica el consumo por habitante en Cd. Juárez disminuyo hasta 283 lts./día, eso
debido a las acciones emprendidas por el organismo en cuanto a mejoramiento y eficiencia de
sus redes de distribución, a las acciones de culturización y a la participación de conciencia de
uso racional del recurso de la ciudadanía.
Haciendo una analogía con los porcentajes de consumos de agua por persona en la tabla 35
tomando en cuenta el consumo por habitante determinado por la JMAS para el 2006 se presenta
la siguiente grafica .
Tabla proporcionada por JMAS Juárez 2006
118
Con este consumo por habitante por día de 283 lts.en el año 2006 y la distribución del gasto por
personajes correspondientes presentada en esta gráfica se procederá a calcular los gastos de
agua totales del Fraccionamiento.
119
6.3.1 Calculo de Dotación de agua potable estimada para consumo en lotes del fraccionamiento
Valle las Dunas
Qdap .- (Población, personas) (Consumo diario per cápita)
Q= Gasto por población, personas
dap = Consumo diario per cápita
Qdap= (2704 Personas) (283 lts./pers. Día)
Resulta de multiplicar 2704 personas totales del fraccionamiento calculadas anteriormente, por los
283 litros/persona por día es igual a 765,232 litros por día, este volumen puede expresarse como
(765,232 l/d entre 86400 seg./día=8.8568 l/s)
Qdap = 8.8568 litros por segundo para todo el fraccionamiento.
Calculo de Caudal diario de generación de Agua Residual
Qdar.- (Población, personas) (Generación de agua residual diario per cápita)
Q= Gasto por población
dar = Generación de agua residual diario per cápita
Qdar= (Qdap) (0.75 %)
Para llevar a cabo este cálculo se estimo que el porcentaje de desalojo de aguas residuales con
respecto a la dotación de agua potable en el uso doméstico es de 75 %, debido a las perdidas por
uso y evaporación por lo que el gasto promedio diario de generación de aguas residuales es de
Qdar= (8.8568) ( 0.75) = 6.6426 litros/segundo)
Qdar = 6.6426 litros por segundo para todo el fraccionamiento.
Calculo de Caudal diario de generación de aguas Grises
Qdag.-
Q= Gasto por población
dag = Generación de aguas grises
Para motivos de la propuesta se considera como aguas grises, todas aquellas aguas residuales
generadas en las actividades humanas domésticas efectuadas en:
1.- Ducha diaria:
Agua residual originada por aseo corporal en regadera
2.- Lavamanos higiene personal:
Se está considerando las actividades de lavado de manos, rasurado lavado de dientes, y
cualquier otra actividad de higiene personal que implique la utilización del lavabo.
Considerando la tabla 35 las aguas grises son el resultado de sumar los porcentajes de gastos de
regadera y lavamanos = a 0.51523 + 0.06371 que representan el 57.894 % del total de la dotación
de agua potable personal unitaria.
Entonces el Qdag caudal diario de generación de aguas grises resulta de multiplicar el
Qdar gasto promedio diario de generación de aguas residuales
Qdag=(Qdar) (% aguas grises)
Qdag=(6.6426 lts/seg) por el porcentaje de generación de aguas grises (57.89 %) por lo
tanto
Qdag = 3.84 litros por segundo en todo el fraccionamiento.
3.84 x 86400 lps =
= 331,776 lts/día o 331.776 M³ /día
120
6.4 Potencial de Reuso de Aguas Grises en viviendas
Consideración 1.- Reuso de aguas grises para riego de áreas jardinadas de viviendas
Generación de agua gris por familia- Vivienda
Qdag=331,776 lts/día de todo el fraccionamiento entre 676 viviendas
Qdag= 490.80 lts/día por vivienda = 0.4908 M³ lts/día
Qdag x Semana = 490.8 x 7 = 3435.6 lts/semana
Calculo de La lamina de riego en áreas jardinadas de cada vivienda
Para tener un parámetro de lo que seria un área jardináda de máximo consumo de agua
semanal se hará análisis para jardín con pasto verde.
De acuerdo a la experiencia de la investigación desarrollada en el Paso Water Utilities
(Organismo operador de agua potable y alcantarillado de la Ciudad de El Paso Tx.) el césped se
debe regar solo una ves a la semana ya que regarlo mas veces no permite que se desarrollasen
mas profundas las raíces, por lo tanto mas de un riego semanal crea raíces cortas y menos
capacidad de resistir sequías en verano (Ver folleto anexo-4 EPWU Board Service)
Si tomamos en cuenta el máximo gasto de agua para riego, para un área jardinada con
pasto de bajo consumo se considera de 1‖ = 2.54 cm de espesor16 (1.00 x 1.00 x 0.0254= 0.0254 M³)
por lo tanto un regar metro cuadrado necesitaría de 25.4 lts.
De acuerdo al plano de vivienda unifamiliar el área máxima de exteriores jardinados
posibles en cada vivienda es de 46 m2 , pero descontando áreas de pasos y caminos nos quedan
38 m2 de areas netas de jardín.
Por lo cual 38 M² x 25.4 lts/m2 = 965.2 lts/riego con una lamina de riego de una pulgada
-Agua necesaria para riego por vivienda/ semana = 965.2 lts
Considerando que la generación de agua gris por vivienda por semana seria de 490.8
lts/día x 7 = 3435.6 lts y que el riego se debe efectuar 1 ves por semana17
3435.6 lts. generación agua gris p/sem en cada vivienda menos 965.2 lts de los riegos.
nos sobrarían 2470.4 lts por semana de cada vivienda que se aplicarian para otros usos
como: Sanitarios, Limpieza de banquetas y pisos.
Consideración 2.- Reuso de aguas grises para sanitarios, lavado de autos, riego de pisos y
banquetas de viviendas
Considerando los gastos diarios de agua por persona para estos rubros marcados en la
tabla C.P.A. 06 Tenemos:
Uso en sanitario= 14.11 lts/diarios
Uso en lavado de autos= 11.75 lts/diarios
Uso en otros (Limpieza pisos)= 15.67 lts/ diarios
Total = 41.53 lts/día por persona
41.53 Hab. Lts/día x 4 personas=166.12 lts día/familia
16
Datos proporcionados por el Paso Water Utilities- Water Conservations Dept. 2007.Public Service Board 17
Datos proporcionados por el Paso Water Utilities- Water Conservations Dept. 2007 Public Service Board
121
por 7 días = 1,162 lts. familia/semana
Considerando que nos quedan disponibles 2470.4 lts de agua gris, es factible cubrir también
estas necesidades con agua gris y nos sobrarían 1308.4 lts/semana de cada vivienda.
Consideración 3.-
Reuso de aguas grises para riego de áreas jardinadas exteriores del fraccionamiento Valle
las Dunas.
De acuerdo al plano de conjunto proyectado se estipulan 5296 M² de áreas verdes
exteriores a regar.
Si consideramos un riego por semana se necesitarían =
5296 m2 x 0.0254 (1‖ lamina riego semanal)18=
134.518 M³/semana =134,518 lts/semana para riego de áreas exteriores
Tomando en cuenta que tenemos disponible 1308.4 lts/semana por una vivienda y
multiplicándolo por 676 viviendas, tenemos una disponibilidad total de 884,478.4 lts = 884.478 M³
Descontando el gasto estimado de riego de la disponibilidad factible nos quedaría :
884.478 M³ – 134.518 m3/ semana=
749.96 M³/semana disponibles para otros usos del conjunto total del fraccionamiento. (entre
otros nos permitiría regar 29,525.98 M² x semana =14.8% del terreno general)
6.4.1 Consideraciones del sistema de reuso de aguas grises
A.- Si consideramos que el lote completo del fraccionamiento es de 20 hectáreas = 201 737 m2 y
que de acuerdo a la normatividad debemos de dejar un 6% de áreas verdes jardinadas
tendríamos un total de 12,104.22 M² a regar en este rubro.
Y que el disponible es de 884.478 m3
Regar 12104.22 M² nos tomaría = 12104.22 x .0254 lamina de riego = 307.45 M³
Por lo tanto con esta disponibilidad podríamos regar 2.88 veces por semana las áreas exteriores
solo con aguas grises.
B.- Consideraciones para almacenaje de agua gris a reusar por vivienda
-Considerando almacenar el total de lamina de riego de un día a la semana igual a 965.2 lts. mas
166.12 lts. del uso de un día de sanitarios y limpieza de pisos mas un 10% de desperdicio se
necesitaría almacenar 1244 lts
lo cual cabe en un espacio de 1.08 x 1.08 x 1.08 m.
C.- Con la recolecta de las aguas grises generadas por vivienda = 3435.6 lts/semana
-Se cubren las necesidades de riego interno de Jardines de cada vivienda = 965.2 lts/semana
-Se cubren uso en sanitarios y limpieza de vehículos y pisos= 1162 lts/semana
-Se cubren los 5296 M² considerados en el proyecto para áreas verdes exteriores,
sin embargo el total de posible riego con los 884.478 m3 sobrantes se pueden regar 34, 821.96 M² a
una lamina de 1‖ pulgada de espesor
D).- Con las estimaciones de estos cálculos se concluye que todas la necesidades de riegos de
áreas jardinadas del fraccionamiento tanto interna de los lotes como exteriores se pueden cubrir
con aguas grises y que no es necesario el tratamiento de aguas residuales negras para cubrir estos
rubros
18
De acuerdo a EL Paso Water Utilities, en Board service catalog, 2004.
122
6.5 - Propuesta de Diseño de Sistema de Tratamiento y reuso de aguas residuales grises a Base de
Humedales (Wet-Land) para Fraccto. Valle las Dunas.
Introducción: La tecnología de humedales, como sistema de tratamiento de aguas
residuales, se atribuye generalmente al trabajo experimental efectuado por la NASA
(Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio), por los esfuerzos que ésta ha realizado
para reciclar agua residuales en las estaciones espaciales.
El uso de la tecnología de humedales se ha difundido en comunidades y otras entidades
relativamente pequeñas que buscan un método de tratamiento de aguas residuales
relativamente sencillo, costo eficiente y con rendimiento energético.
Este humedal 19, propuesto para tratar las aguas residuales del fraccionamiento Valle las Dunas,
por su diseño se denomina de flujo subsuperficial .
La metodología para el diseño de este sistema de tratamiento es resultado de la
experiencia práctica y de la observación de humedales construidos con flujos subsuperficiales que
existen en el área de la región 6 (denominada así por la EPA20 en U.S.A.) como del trabajo llevado
a cabo por el Sr. Herwood C. Reed, P. E., 1998 bajo contrato con la Agencia de Protección
Ambiental.
Figura 67.- Vista de una celda de wetland
Este sistema estará compuesto por un tanque construido por excavación para este proyecto,
relleno de un medio granular con suficiente conductividad hidráulica (grava) estratificada con un
sistema de tuberías afluentes que introduce las aguas residuales en forma distribuida y un
mecanismo efluente de recolección en el extremo opuesto del lecho, para recoger y descargar el
efluente tratado del lecho. Con plantas y vegetales característicos de las zonas húmedas, como
el carrizo o el tule, plantados estratégicamente .
El agua circulara a nivel subterráneo en contacto con el medio granular y las raíces y rizomas de
los vegetales (figura 67). La eliminación de los contaminantes sucede gracias a una sinergia de
procesos físicos, químicos y bioquímicos.
Los microorganismos se adhieren a la estructura de piedra, y también al sistema de raíces
de las plantas. Estos microorganismos (Bacterias, protozoarios, algunas algas y hongos) son útiles ya
que al sintetizar la materia orgánica disuelta en el agua residual la están tratando biológicamente.
19 SEOANEZ Calvo Mario, ―Aguas residuals tratamiento por humedales artificiales‖ Ediciones mundi prensa, Madrid 1999
DEFINICION: Se les denominan Humedales (Wet-Land) o filtros de Humedales en los las plantas acuáticas, constituyen la
base de la tecnología de los wetland, tienen la propiedad de inyectar grandes cantidades de oxígeno hacia sus raíces. El
aire que no es aprovechado por la especie y que ésta expele es absorbido por microorganismos, como bacterias y
hongos, que se asocian a la raíz y se encargan de metabolizar los contaminantes que entran al sistema. El pantano
reemplaza a diversas tecnologías de tratamiento convencionales, que realizan la misma tarea pero con un costo
energético mucho más alto.
20
EPA.- Siglas en ingles de la Agencia de Protección Ambiental en los Estados Unidos Americanos
Grafica de CONAFOVI, Guía ahorro de agua pdf.
Grafica EPA Constructed
Wetland
2006
123
La materia orgánica disuelta es sintetizada por microorganismos para proporcionar crecimiento
celular, se cree que algo de oxígeno es suministrado a través del sistema de raíces de las plantas,
pero hasta el momento no se sabe a ciencia cierta la cantidad de oxígeno que éstas proveen.
Por lo tanto el principal papel de los vegetales en estos sistemas es el de crear alrededor de sus
partes subterráneas un ambiente adecuado para que crezcan y se desarrollen comunidades
microbianas que después van a degradar o transformar los contaminantes.
Diseño: Como ya se calculó anteriormente en el sistema de tratamiento de aguas grises
para viviendas el gasto de diseño del sistema de tratamiento es de 1.46 litros por segundo, los
contaminantes del agua gris a tratar son en su mayoría residuos de químicos como jabón de
tocador, shampoo, bajas cantidades de detergentes, solventes como acetona limpiador de uñas,
residuos físicos como cabellos, escama de piel, palitos, botones, tierra, arena, grasa, y biológicos
como bacterias de la piel, hongos, orina, etc.
El sistema de tratamiento deberá contar son los siguientes elementos
1.- Desbaste primario Estructura para separación de sólidos gruesos
2. -Tanque séptico y de homogeneización
3.- Laguna de humedales
4.-Celdas de repartición
5.-Cámara de desinfección por cloro
1.- Desbaste primario Estructura para separación de sólidos gruesos:
El propósito de esta estructura es la de separar la basura que puede contener el agua
jabonosa tal como papel, plástico, trozos de madera, etc. Generalmente se utilizan las malla o las
cribas, para el caso de aguas jabonosas provenientes del lavabo, ducha se recomienda la
utilización de una criba a base de barras metálicas con separación de 1 centímetro, estas barras
pueden tener una sección circular con diámetro de 3/8 de pulgada.
La estructura de acuerdo al flujo debe contener un 1.00 m. de ancho libre por 2.00 m. de
largo, en la parte intermedia se localizarán el conjunto de barras metálicas.
Funcionamiento:
La estructura recibe el agua gris proveniente de la suma de los colectores, el agua gris
ingresa a la estructura mediante el tubo de aguas grises por gravedad, se hace pasar a través de
las barras metálicas, atrapando cualquier tipo de basura con tamaño mayor de 1 centímetro,
posteriormente igualmente por gravedad el agua jabonosa pasará hacia el primero de dos
tanque de homogeneización.
La basura atrapada en las rejillas deberá ser recolectada con algún rastrillo de jardín o bien
con pala cuadrada de construcción, al realizar la limpieza de la rejilla, la basura recolectada se
colocará inicialmente en la charola perforada que se localiza en la parte superior de la criba,
esperando algunos minutos para que se escurra, después deberá darse disposición en el relleno
sanitario.
La estructura de los muros deberá ser de concreto armado, el espesor de las paredes para
este, será de 15 centímetros y el fierro de refuerzo de 3/8 de pulgada de diámetro con separación
de 20 centímetros en dos direcciones, mientras que la plantilla de esta deberá tener un espesor de
20 centímetros, conteniendo armado simple con varillas de ½ pulgada de diámetro con
separación de 20 centímetros en ambas direcciones.
124
6.5.1 Tanque séptico y de homogeneización.
1.- Cálculo del tanque de séptico de agua gris.
De acuerdo a los cálculos de la consideración ―1” hecha anteriormente el volumen
disponible diario a recibir en la planta de tratamiento de humedales será de 126 M³
por día, por lo tanto esa será la capacidad de almacenamiento total de los tanques sépticos
Cálculo del volumen del tanque dividido en dos secciones. h = 4.0 m
b = 4.0 m
n = 4.0 m
V = 4 x 4 x 4 = 64 m3
Por dos tanques = 128 M³
Se deberá instalar dos tanques de homogeneización, cuyo volumen deberá ser de 64 metros
cúbicos cada uno, lo cual produce un tiempo de retención del agua jabonosa de 24.3 horas por
cada uno de los tanques, la suma total del tiempo de retención en los dos tanques será de 48
horas aproximadamente, esto nos indica la presencia de condiciones anaerobias que realizarán
una considerable oxidación en el agua jabonosa, resultando el primer tratamiento del agua gris.
Por existir reacciones biológicas dentro de los tanques se espera la generación de
sedimentos o sólidos residuales que se acumularán en el fondo de estos, por lo que se deberá
colocar ventanas de acceso al interior de ellos que permita en un momento dado retirar los
residuos que se generen.
El conjunto de tanque de homogeneización deberán contar con sistema de tuberías para
negar el acceso del agua jabonosa en el primero y permitir el llenado del segundo al mismo
tiempo. Y por otra parte deberá permitir el llenado del primero mientras se niega el acceso del
agua jabonosa al segundo.
Esto nos dará la oportunidad de realizar la limpieza de cualquiera de ellos mientras se
continua con el proceso de tratamiento.
Los 2 tanques de homogeneización deberán ser construidos de concreto y sus dimensiones serán
de 4 metros de largo por 4 metros de ancho por 4 metros de profundidad, tanto los muros como la
plantilla deberán ser de concreto armado y se deberán realizar cálculos de estructuras de
concreto para determinar las características estructurales y de armados con fierro de refuerzo de
estos.
Estos tanques tienen la función de separar las grasas y aceites del agua, aprovechando la
menor densidad de las mismas, con una eficiencia del 90%, grasas el agua deberá cumplir con un
tiempo de retensión específico para que baje la temperatura y se formen los coágulos de grasa,
en esta misma cámara se retendrán sólidos como escamas de piel, cabellos, botones, palitos etc.,
En este tanque también se favorecerá la sedimentarán las partículas sólidas, por lo que se prevé
los cambios biológicos y las condiciones favorables para que la población bacteriana realice su
trabajo de estabilización y purificación del agua, eliminando los gases de H2S y otros por un tubo
extractor.
Enviando las aguas clarificadas por una tubería de pvc en forma de tee de 4‖ de diámetro
hacia las lagunas de humedales.
Sus componentes principales son: zona de espumas, zona de sedimentación y zona de lodos. Esta
última se subdivide en
a) zona de digestión de lodos y corresponde a los lodos de la parte superior y,
b) zona de almacenamiento, correspondiente a los lodos del fondo.
Los tubos de entrada y salida deben tener destapada la parte superior (tapón de limpieza o
respiradero) para permitir el paso de los gases, especialmente en la salida, para evitar que formen
parte del efluente. Estos tubos funcionan como mamparas ya que reducen los cortos circuitos y
facilitan la hidráulica del agua en el tanque séptico.
125
La parte superior de los tubos debe encontrarse a una distancia de 15 a 20 cm por encima de la
superficie del agua, sobrepasando el nivel de la espuma. La parte inferior de los tubos debe estar
sumergida entre un 30 y un 40% de la profundidad del líquido en el tanque.
Figura 68.- Tanque con ambiente séptico
Características del agua gris a tratar en el humedal 21 PH 6.5
K 857.5
Turbiedad 424.0 NTU
Color 15.0 unidades
S. t. 734.7 mg/L
S.S.t. 338.42 mg/L
DQO 747.83 mg/L
Coliformes 420.0 NMP/100 ml
DBO22 persona = 0.07496 Lb/Día
= 34 Gr / Día
Cargo x familia = ( 5 personas x vivienda )
= 0.3748 Lbs / Día
= 170 Grs / Día
Vol. = b x n x h = 8.0 x 8.0 x 8.0 = 128 m3
Velocidad de salida del agua de la trampa de grasas
El mecanismo del efluente PVC de 4‖ (salida) para recolección es generalmente perforado
o con ranuras que se extenderá a través de lo ancho del lecho para que recoja el efluente en
forma uniforme. Se recomienda que el tubo esté ubicado en el fondo o cerca del fondo del lecho
de piedra con ajuste de la elevación, lo que permitirá que aumente o disminuya el nivel del agua
en el lecho de piedra.
129
Un tanque de forma rectangular con largo y ancho con proporción de
1 : 0.5 y hasta de 1 : 0.33. La profundidad del humedal puede sera de 60 centímetros (2 pies). La
impermeabilización de los taludes del tanque es indispensable puesto que es necesario asegurar la
no infiltración de las aguas residuales a través de la capa de suelo, provocando contaminación
del mismo y en casos extremos el manto acuífero subterráneo, este aislamiento impermeable se
deberá llevara cabo con membrana plástica resistente al interperismo, básicamente a la acción
de los rayos ultravioleta del sol.
Figura 69. Esquema propuesto de humedal construido de flujo subsuperficial horizontal
(cedido por H. Briox)
El humedal deberá contener en su profundidad dos capas de material pétreo, en partes
iguales se llenará con grava al fondo y gravilla en la capa mas superficial, sobre la superficie del
humedal se plantarán plantas acuáticas creando con esto un jardín sobre el filtro y al mismo
tiempo las planta proporcionan tratamiento al alimentarse del agua residual con la que tienen
contacto directo mediante sus raíces.
El flujo de aguas grises pasará a través de las dos capas de material pétreo con un tiempo
de retención de 12 horas lo que nos indica que el humedal deberá tener unas dimensiones de 30
metros de largo por 50 metros de ancho.
Por último el agua tratada será almacenada en un tanque de concreto con capacidad de
144 metros cúbicos con dimensiones de 6 metros por 6 metros por 4 metros de profundidad, esta
agua tratada puede ser utilizada para riego de áreas verdes.
En las siguiente graficas se muestra el esquema del tratamiento de agua residual a base de
humedales.
6.5.3 Diseño de celda de humedal de flujo subsuperficial (Wet-Land)
para Fraccto. Valle las Dunas.
130
Afluente
Efluente
Flujo
10"
10"
Humedal típico con Flujo Subsuperficial
Nota Se debe mantener la densidad de plantas como se muestra, se deben
eliminar las plantas adicionales que puedan desarrollar y reducir la
separación original entre las plantas.
FIGURA No. 1
Tubo perforado de SalidaAnclas
Banda de Anclaje
10' sin plantas10' sin plantas
1.5 a 2 pies
Tubo perforadode entrada
6 pulgadas de capa de grava de 3/4" a 1 1/2".
Volumen.- Un mínimo de 24 horas de retención .El espacio vacio entre rocas de 2" a 5", será de 35%
cuando se usan plantas y de 45% cuando no se utilizan,
se sugiere que las plantas se coloquen a 10 pies entre los
centros.
1.5' a 2' de roca de 2" a 5".
FIGURA No. 2
Las clases de plantas que se utilizaran en el sistemas de humedales serán las siguientes:
Anea del Sur (scirpus californicus).
Caña (phragmites communis).
Hierbas pontederiaceas como el camote (pontederia cordata).
Sagitaria (sagitaris ssp.).
Junco (juncus effusus).
Lirio acuatico (iris pseudacorus).
Lenteja de agua (sagittaria falcata)
Nenúfar (canna flaccida).
Aralia (zantedeschia aethiopical).
Arundinaceas (dealbata y divericata).
No hay información disponible sobre la cantidad de oxígeno que puede liberarse en el área
de las raíces de las plantas. Se cree que se libera algo de oxígeno y que eso ayuda a mantener
una condición aerobia en las aguas residuales del lecho de piedra.
6.5.4 Tratamiento secundario para pulir el agua con filtros.
Cosme
Espinoza
2007
Cosme
Espinoza
2007
Figura 70.- Planta de humedal
Figura 71.- Sección A-A` de
humedal
A A`
131
Un segundo pulimento para el agua gris efluente de las lagunas es la utilización de filtros
con dos medios filtrantes diferentes como lo son la arena sílica y el carbón activado.
Después de pasar por las lagunas agua será conducida hacia el tanque de
almacenamiento, cuya función es la de dotar de agua gris al sistema de bombeo que dotará de
un flujo continuo a los filtros, el tanque de almacenamiento será de concreto armado con
capacidad de 144 metros cúbicos lo que nos sugiere unas dimensiones de 6 metros por 6 metros
por 4 metros de profundidad, el volumen del cárcamo permite realizar el retrolavado de ambos
filtros en forma consecutiva sin tener la necesidad de derramar sus aguas grises hacia el sistema de
alcantarillado municipal, hasta por una hora.
El cárcamo de bombeo deberá contar con tubería para desalojo de demasías hacia el
sistema de alcantarillado municipal para el caso de contingencias, en su interior deberán situarse
dos bombas eléctricas sumergibles con capacidad máxima de bombeo de 2 litros por segundo
cada una, el par es requerido para la operación alterna de los equipos lo que alarga la vida de las
bombas y proporciona la oportunidad de dar mantenimiento a alguna de ellas cuando lo
requiera, mientras la otra permanece en trabajo. Mediante un juego de válvulas es posible trabajar
con una u otra bomba.
Los equipos de bombeo darán presión al agua gris tratada para hacerla llegar al primer
filtro que es el de arena sílica. Este filtro tendrá una forma cilíndrica con diámetro de 90 centímetros
y una altura de 75 centímetros también, la capa de medio filtrante (Arena Sílica) será de
únicamente 30 centímetros por lo que se requerirá un volumen de 0.132 metros cúbicos (132 litros),
este filtro tendrá la capacidad de poder retrolavarse mediante un juego de válvulas que dirigirán
agua en sentido inverso hacia el conjunto de filtros. Todas la tuberías que conducen hacia el filtro y
las que desalojan del filtro será de pvc de 2‖ Ø, SDR 35, por lo tanto todas los accesorios como
válvulas, codos válvula de alivio, tees, etc., también deberán ser del mismo diámetro.
Para un pulimento mayor después del filtro de arena se deberá colocar un segundo filtro
conteniendo en su interior carbón activado, este medio filtrante tiene la capacidad de absorber la
mayoría de los elementos contaminantes del agua jabonosa, proporcionando a la vez una
desinfección de elementos bacteriologicos, Lo cual elimina la posibilidad de malos olores.
El filtro de carbón activado es cilíndrico y tendrá un diámetro de 95 centímetros mientras
que su altura efectiva será de 2.20 metros, la columna de carbón activado deberá contar con 1.80
metros para cumplir adecuadamente con su función filtrante, el volumen de carbón necesario
para llenar el filtro es de 1.08 metros cúbicos equivalentes a 1,080 litros o sea 2160 kilos.
El filtro también tendrá la capacidad de retrolavarse, es decir mediante un juego de
tuberías y válvulas se podrá hacer ingresar agua a presión en sentido inverso al proceso normal de
filtración, provocando un contraflujo que desprenderá las impurezas atrapadas en el filtro durante
su operación normal, estas impurezas serán desalojadas hacia afuera del filtro para disponerlas
fuera del área de tratamiento.
Por ultimo el agua filtrada se conducirá por bombeo hacia un tanque de almacenamiento
de agua tratada, el cual será de concreto armado y deberá tener una capacidad de 144 metros
cúbicos, lo que nos indica que las dimensiones del volumen libre del almacenamiento es de 6
metros por 6 metros por 4 metros de profundidad. Este volumen es considerado como el generado
por 24 horas de trabajo de trabajo del sistema de tratamiento. Adicionalmente se agregara cloro
bombeado de del tanque metálico, a traves de la bomba dosificadora, tambien se puede
agregar cloro en el tanque de almacenamiento de agua tratada, este cloro puede ser en forma
de pastillas o polvo granular para evitar cualquier formación de malos olores o algas, o presencias
bacteriologicas.
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Figura 84Pag. 144
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145
Capitulo 7.- Propuesta de Ecotecnológias para el ahorro interno de agua potable en las casa habitación del fraccionamiento Valle las Dunas
El murmullo del agua es la voz del padre de mi padre.
Los ríos son hermanos nuestros, porque nos libran de la sed.
Los ríos arrastran nuestras canoas y nos dan sus peces.
Si os vendiésemos las tierras, tendríais que recordar y enseñar a vuestros hijos que los
ríos son hermanos nuestros y también vuestros.
Tendríais que tratar a los ríos con el corazón.
Estracto de Carta del Gran Jefe de los indios Swamish Seattle
al presidente de los Estados Unidos de América en 1854.
146
Capitulo 7.- Propuesta de Ecotecnologías para el Ahorro interno de Agua potable
Tradicionalmente, el agua ha sido considerada como un recurso de ―propiedad común‖,
abundante y accesible a todos por igual, en donde los precios son muy bajos o nulos. Ésto ha
determinado sus patrones de uso y consumo, por tanto, su derroche. Cuando el precio de un
recurso como el agua es muy bajo o se aleja de su costo real, se utiliza sin tomar en cuenta ni la
cantidad ni la conservación. Conviene mencionar la incipiente cultura de pago del agua, donde
el usuario nunca cuestiona la obligación de pagar sus consumos de energía eléctrica y teléfono,
pero no considera las pequeñas cuentas por el suministro de agua, tal vez porque difícilmente le
suspenderán el servicio.
Además del establecimiento de tarifas reales, debe mantenerse una intensa campaña de
concientización del ahorro de agua, principalmente en el consumo doméstico, ya que lo que hoy
no se paga puede provocar que en el futuro inmediato no contemos con el líquido a ningún
precio. El dinero que hoy ahorramos por no pagar el agua, no valdrá un centavo cuando no
dispongamos del servicio.
Los beneficios generales por uso de tecnologías para el agua mensualmente por vivienda
son los siguientes:
CO2 evitado (Kg) 4.47
Ahorro de agua (m3) 20.13
Ahorro de dinero ($) 53.5
Fuentes: Centro Mexicano de Capacitación en Agua y Saneamiento (CEMCAS) y CANADEVI
En este espacio se tratarán únicamente los dispositivos ahorradores de agua que pueden ser
empleados al interior de la vivienda y que resultan los más comunes y fáciles de instalar.
La contribución de cada vivienda a la reducción del consumo puede empezar con la instalación
de unos sencillos economizadores en las llaves, regaderas e inodoros ahorradores de agua que
pueden ser empleados al interior de la vivienda y que resultan los más comunes y fáciles de
instalar,
y permiten ahorrar alrededor de 40% del agua que se consume, sin restar comodidad al usuario.
Estos impiden, simplemente, la salida de un caudal excesivo de agua (incorporan reductores de
caudal), agregando por contrapartida distintos mecanismos, tales como microprocesadores o
arreadores que logran obtener una mayor velocidad de agua con menor caudal. Algunos de los
accesorios ahorradores de agua más comunes en el mercado son los siguientes:
Perlizadores Son elementos dispersores que incrementan la velocidad de salida al disminuir el área
hidráulica, impidiendo la perdida de carga, reduciendo de este modo el consumo de agua.
Obturadores
Estos elementos limitan el flujo de agua en la tubería y permiten la salida de una menor cantidad
de líquido, mantienen la temperatura del agua y son fáciles de instalar.
Figura 85.- Perlizadores ahorradores de agua
Conafovi Guia uso ef. Agua.
147
7.1 Ecotecnologías para Regaderas
Los baños como tal como los conocemos hasta ahora, han existido desde la época de los
egipcios, pero siempre como edificios públicos donde podían acudir personas tanto para cuidar su
higiene personal, como para establecer relaciones sociales con otros miembros de la comunidad.
Desde entonces, este tipo de edificios y de actividad han existido en casi todas las culturas.
En Europa, en el siglo XVII, los médicos comenzaron a recomendar un poco de higiene diaria,
pidiendo a la gente que, al menos, se lavara las manos y la cara. A partir de entonces comenzaron
a surgir las primeras bañeras, que no ―calaron‖ demasiado en la sociedad. Es a partir del siglo XX
cuando su presencia se generalizó en los hogares.
La ducha es un derivado del tradicional baño y, hoy en día, su sustituto habitual. Con la ducha el
consumo de agua es menor y los sistemas de ahorro en los cabezales de ducha se han
generalizado. Pero al mismo tiempo, los nuevos modelos incorporan sistemas de hidromasaje,
sauna, etc., que pueden suponer un incremento del consumo de agua y energía, por lo que en el
momento de la compra hay que pensar también en el grado de eficiencia del sistema
elegido.Para disminuir el consumo de agua en la regadera se puede cambiar la cebolleta entera.
Actualmente existen diversos modelos y marcas de cebolletas ahorradoras que permiten al usuario
ahorrar de un 40 hasta un 50% del agua, sin reducir la presión; dependiendo del modelo
y la marca que se utilice.
Las cebolletas elaboradas a base de plástico endurecido no se oxidan e inclusive evitan la
acumulación de sarro. En la actualidad existen ya diversos modelos que no presentan
atomizaciones ni forman nubes, dirigiendo el chorro directamente al usuario, son de fácil
instalación y muchas veces no se requieren herramientas para ello.
Acciones de ahorro en regaderas .- En las regaderas se están haciendo dos propuestas básicamente:
Instalación de cebolleta ahorradora.- Esta cebolleta tiene un conducto de salida de agua con
diámetro disminuido de la media pulgada del tubo de salida a ⅛‖Ø obligando al agua a
acumularse en la cebolleta, favoreciendo la salida con mayor presión de la misma, ideales para
zonas habitacionales de baja presión.
Una vez que el agua es expulsada tiene que pasar por una mayor cantidad de orificios de salida
mas pequeños favoreciendo este el esperado del agua y facilitando la distribución mas uniforme
sobre la superficie corporal a bañar. Con estos implementos una cebolleta ahorradora reduce el
flujo de 18 lts por minuto a 9 lts por minuto sin menoscabo de la efectividad de espreado y
suministro. Actualmente recomendada por la Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Juárez.
Beneficio de las Regaderas ahorradoras.-
Ahorran de un 60% a un 80% de agua, No reducen la presión del agua, No se oxidan, Evita la
acumulación del sarro, Tienen cabeza giratoria para dirigir el flujo de forma puntual en el
enjabonado, La temperatura del agua se mantiene, flujo minimo de 9 lts/min, debe cumplir con la
norma NOM-008-CNA-1998
Beneficios directos
CO2 evitado 1.49 kg/mes
Ahorro de Agua 4.95 m3/mes
Ahorro mensual $14.90
Figura 86.- Cebolleta H2O de
doble flujo
$46.00
Ahorra hasta 50% de agua
Ideal para zonas de baja presión
Cabeza giratoria
148
Figura 88.- Cebolleta con obturador integrado:
Ahorra 60% de agua.
Flujo de 9 lts. /min.
Cabeza giratoria que permite cerrar el paso de agua para
enjabonarse.
Cebolleta blanca con anillo cromado:
Ahorra de un 80% de agua al bañarse
No reduce la presión del agua.
No se oxida y evita la acumulación de sarro.
Cabeza giratoria.
Figura 89.- Obturador para regadera:
Permite cerrar el paso de agua para enjabonarse.
Mantiene la temperatura del agua.
Fácil de instalar, no requiere herramientas.
Figura 83.- Cebolleta de flujo
sencillo
$30.00
Ahorra 60% de agua
Facil de desarmar
No se oxida
No acumula sarro
Figura 87.-Cebolleta de lujo para
masaje
$86.00
Ahorra hasta 50% de agua
9 ajustes de flujo para masaje
Autolimpiable
No se oxida
Figura 90.- Reloj para tiempo de baño
$30.00
Indica un tiempo de 5 minutos, suficiente
para tomar un baño
Adherible a la pared
www.jmasjuarez.gob.mx
www.jmasjuarez.gob.mx
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149
Para disminuir el consumo de agua en la regadera se puede cambiar la cebolleta entera.
Actualmente existen modelos y marcas de cebolletas ahorradoras de agua que permiten al
usuario ahorrar de un 40 hasta el 50% del agua, sin reducir la presión, dependiendo del modelo y la
marca que se utilice.
Las cebolletas elaboradas a base de plástico endurecido no se oxidan e inclusive evitan la
acumulación de sarro. En la actualidad existen ya diversos modelos que no presentan
atomizadores ni forman nubes, dirigiendo el chorro directamente al usuario, son de fácil instalación
y muchas veces no se requieren herramientas para su instalación.
Al bañarte se breve, cierra la llave cuando te enjabonas e instala regaderas ahorradoras de agua.
¿Sabías que al bañarte en 10 minutos con una regadera convencional consumes hasta 78 litros,
mientras que con una ahorradora sólo utilizarías 48 litros.
El agua fría que sale de la regadera antes de templarse, puedes apartarla en una cubeta para
darle otros usos como regar plantas, lavar pisos y patios; así puedes aprovechar casi 8 litros, que de
otra manera se van al drenaje.
Al cepillarte los dientes o al rasurarte, procura utilizar un recipiente, ya que por cada minuto que el
agua corre desperdicias hasta 5 litros.
Al lavarte las manos, cierra la llave mientras te enjabonas.
Instalación de Manija de control de mezclado de agua para regadera y fregadero.-
Tradicionalmente se instalan dos manijas de control de mezclado de agua para la regadera para
el fregadero, la del agua fría y la del agua caliente, a la hora del baño o del lavado de trastes se
abren ambas hasta que se logra el mezclado ideal.
Durante todo el proceso de baño que en promedio dura 10 minutos con la regadera abierta el
agua se fuga a razón de 18.6 lts por minuto dando un gasto promedio de 186 lts de consumo de
agua en el proceso de baño por habitante en Cd. Juárez ( Datos proporcionados por la Junta
Municipal de Aguas y Saneamiento de Juárez ) si instalamos una manija adicional colocada en la
parte superior de las dos manijas de mezclado y antes de la salida por la cebolleta, podremos
controlar el tiempo de salida de agua mezclada, cerrando esta manija a la hora del tallado
corporal, del enjabonado, del depilado, o del rasurado, podemos bajar el tiempo de uso de agua
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Figura 91.- Cebolleta con flujo
antes de medirlo
Figura 92.- Cebolleta con flujo en
medición
150
mezclada 5 minutos de uso favoreciendo el ahorro de 93 lts de agua por concepto de baño por
habitante.
Además este sistema evita fugas de agua en la regadera provocadas por el mal sellado , caso
común en Cd. Juárez en donde el 50% de la regadera presentan este defecto.
En el caso del fregadero se presenta el mismo gasto de agua por minuto, aquí la propuesta es
instalar una llave mezcladora de 8‖ en el muro del fregadero con manijas similares a regadera y
una línea de cobre de ½‖Ø de salida de agua mezclado por el muro de la pared y con salida
perpendicular hacia la tarja de lavado, instalando una económica llave de control de paso tipo
globo, la cual permite abrirla y cerrarla a voluntad mas rápido que una mezcladora común,
facilitando el cierre del paso del agua cuando se están tallando los trastos, y a la salida del agua
mezclada se instalara un dispositivo espreador similar a una cebolleta de regadera que evita el
paso total del agua y da una mejor distribución de la misma sobre los trastos a lavar.
Figura 93.-
Manija de
control de
flujo
mezclado
en
regaderas
Cosme Espinoza Cosme Espinoza
Cosme Espinoza Cosme Espinoza
Figura 94.-
Manija de
control de
flujo
mezclado
en
fregaderos
151
7.1.2 Sistema adicional de Ahorro de agua utilizando Válvula de desviación de agua caliente con
tiempo ajustable y cierre momentáneo24 para guardarla en deposito especial para su reuso.
Descripción del Funcionamiento general del sistema adicional de ahorro de agua caliente para
uso de calentador automático: (Ver figura 95)
Normalmente en el uso de agua caliente para el baño diario en regaderas se pierde una gran
cantidad de agua en el proceso de espera y llegada del agua caliente proveniente del
calentador de tipo automático, debido a la lejanía y los cambios de dirección que existen en las
tuberías entre estos muebles y la falta de aislamiento térmico en las mismas, para evitar este
desperdicio se opto por el sistema inventado por un grupo de entusiastas Ingenieros Juárenses
comandados por el Ing. Carlos Félix Duran25.
El sistema consiste en desviar por medio de una válvula de cierre el agua que sale de la regadera
cuando se abre la manija de agua caliente, hacia un deposito especial de plástico para su
posterior reuso.
Según los datos obtenidos en la información previa de la Tabla 35 , el 57.894 % por ciento del agua
que se usa en una casa habitación corresponde al baño. Como dispositivo de uso de agua en una
casa habitación, la regadera tiene un consumo de agua muy importante, debido a ello en México
se ha reglamentado que la descarga en estos dispositivos no debe ser mayor de 10 L/min. Según
la NOM-008-CNA-199826.
De acuerdo a estudio realizado por el Dr. M. Montenegro, G. Aguilar y R. Acuña de la Universidad
Panamericana, Esc. De Ing. Civil y Admón. llamado ―Ahorro de agua en regaderas domesticas‖27
se encontró que el gasto promedio que sale por una regadera domestica es de 6.4 litros por minuto
y el tiempo promedio requerido para que el agua caliente salga por la ducha es de 9.1 minutos.
Por lo tanto se estima que una persona cuando se va a bañar deja que el agua se tire durante
algunos minutos, mientras sale caliente. Si una regadera común arroja un gasto de 6.4 Lpm (litros
por minuto), entonces se estarían tirando al drenaje 6.4 litros cada minuto, de tal forma que si se
deja la llave abierta durante 5 minutos (Considerando menos del promedio) esta persona habrá
desperdiciado 32 litros de agua sin uso y si esa familia la componen 5 personas, se estaría hablando
de un desperdicio de este vital líquido de 160 litros por día (tomando en cuenta que las 5 personas
se bañan diariamente una vez y a diferente hora). Volumen que serviría para que 26.7 personas
descargaran agua en uso de sanitario por día28 o sea el volumen de agua en este rubro para 5.33
familias/día considerando un uso.
Proceso:
Función de la válvula: Este dispositivo tiene la función de interrumpir el flujo de agua caliente que
va a la regadera durante el tiempo que tarda el agua en llegar desde el boiler o calentador hasta
la regadera.
Descripción de la válvula:
Consta de un cartucho cilíndrico como cuerpo principal de 24 x 5 cm. Con un sistema mecánico
interior programable de tiempo, el cual permite cerrar una válvula de desviación de agua, en la
parte inferior tiene una válvula accionadora la cual se jala de forma manual , el dispositivo tiene
una entrada de ½‖ con rosca hembra para instalarse en el cuello de las regaderas y una salida de
hembra ½‖ para instalar la tubería de desfogue.)
(Ver figura 91) Diagrama esquemático de sistema de recuperación de agua caliente de regadera
24 Válvula de cierre, dispositivo patentado con fecha de 4 de Mayo 2007, bajo el numero 249299, en proceso de
comercialización, apoyos de investigación y de empresa auspiciados por el Tec de Monterrey Campus Cd. Juárez 25 El Ing. Carlos Durán, Ingeniero electromecánico inventor de la válvula de cierre y promotor del ahorro de agua en Cd.
Juárez, ,permitió la utilización de esta información para usarla en este documento, entrevista realizada en su casa de
Calle Séneca # 62 Col Los álamos c.p. 32310, a las 19:00 hrs. De 7 Marzo 2008. 26
NOM-008-CNA-1998 " Norma para regaderas empleadas en el aseo corporal especificaciones y metodos de prueba " 27
Consultado en la pagina www.femisca.org.mx/publicaciones/XVcongreso/XVCNIS024.pdf , 1 de Mayo 2008, 20 hrs.
28
De acuerdo a 14.11 lts- persona -día en tres usos de sanitario segun Tabla 37 de este documento
152
Explicación
De acuerdo al proyecto la distancia del calentador a la regadera es de 12.3 ml. Con un diámetro
de tubería de agua caliente de ½‖ Ø, con aislamiento térmico de cubierta de foam de ½‖ , para
evitar las perdidas de calor en la distancia de recorrido.
Una ves que se va girar la manija del agua caliente se tira también de la extensión accionadora
de la válvula de cierre para que empiece a desviarse el agua hacia el deposito de reuso por el
tiempo previamente ajustado, mismo que en la practica se puede ajustar de acuerdo a las
condiciones de cada caso particular.
En forma adicional después de las manijas de agua fría y caliente se instalara una manija extra
para controlar el flujo del agua mezclada en el proceso de baño, con la idea de que al bañarse
no es necesario conservar el flujo constante máximo de 6.4 lts/min, a la hora de enjabonado o
tallado se puede apagar el flujo total o reducirlo a voluntad de acuerdo a la necesidad del
momento y una vez que se restituya el agua se presentará ya mezclada como se había hecho
previamente.
Considerando un tiempo promedio de 10 minutos de ducha se gastarían 64 lts de agua por
persona, y considerando el uso de la manija mezcladora para reducir el flujo a la mitad durante la
tercera parte del tiempo, igual a 3.33 min. a un caudal de 3.2 lts./min se ahorrarían 10.66 lts. de
agua por persona por el uso de la manija mezcladora lo que corresponde a un ahorro de agua
del 16.66 % por persona en ducha por el uso de la manija mezcladora.
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Figura 95Pag. 153
154
7.2 Ecotecnologías para Sanitarios y Mingitorios
En el caso de los inodoros, los modelos antiguos utilizan más agua de la necesaria (16 litros). El
criterio ahorrador fija la capacidad máxima del tanque o depósito del inodoro en 6 litros, de
acuerdo con la NOM- 009-CNA-1998.
Además de insistir en el uso de muebles modernos que cumplan con la normatividad oficial
mexicana señalada en el párrafo anterior, existen también dispositivos que permiten el ahorro del
agua, especialmente porque los inodoros son una fuente importante de fugas. Para ello existen ya
en el mercado dispositivos de buena calidad que contribuyen a evitarlas, mediante un buen
sellado.
El ‗eliminador de fugas‘ mostrado en la figura, evita pérdidas de agua en la válvula de descarga,
está elaborado de acero inoxidable e incluye sellador de silicón, es recomendable para todo tipo
de inodoros, permite el sellado perfecto (siempre y cuando la pera o sapo esté en buenas
condiciones), y es fácil de instalar.
Figura 97.- Sapito o Pera para
sanitario
$35.00
Cierre hermético
Para todo tipo de sanitarios
Figura 96.- Guía
metálica de acero
inoxidable para el
sapito
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Conafovi Guia uso ef. Agua.
155
Instalación de dispositivo de doble acción 3-6 lts. en sanitarios.- A los sanitarios comunes de seis litros de descarga, se les quita el sistema tradicional de Descarga
comúnmente llamado sapito el cual contienen todos los sanitarios típicos de fabricación Mexicana
para reemplazarlo por un sistema de pistón de dos tiempos actualmente recomendado por la
Junta Municipal de Agua y Saneamiento de Juárez.
El sistema de sapito presenta varias problemáticas, comúnmente se tuerce con el uso, o permite
incrustaciones calcáreas o se oxida, provocando fugas de agua por el mal sellado del conducto
deferente del tanque, o en algunos casos se atora el cable quedándose expuesta la fuga de
agua, la cual es a razón de 18 lts por minuto.
El sistema de pistón de dos tiempos es en sistema que reemplaza al sapito, y consiste en un pistón
contenido en una estructura cilíndrica de plástico rígido, sistema que sube y baja accionado por
un cable (parecido al de los frenos de una bicicleta) conectado a unos botones de acción
manual que se coloquen en la tapa del tanque, al accionar el botón uno el cable solo sube el
pistón a la mitad de su recorrido en el cilindro, e inmediatamente baja para evitar que el agua se
siga tirando, este proceso se usa para descargar solamente tres litros en la acción, favoreciéndose
el desalojó de puros líquidos contenidos en la taza.
Al accionar el botón dos el pistón sube totalmente favoreciendo el desalojo de seis litros de agua
(Estándar Mexicano para sanitarios) obligando a desalojar sólidos y líquidos.
Este sistema sella totalmente el conducto deferente, y no se atora y evita fugas por este concepto.
Existen dos grandes tipos
de WC ahorradores en el mercado: los de doble tecla y los de parada a voluntad. En el primero de
los casos, se puede optar por pulsar la tecla que descarga la cisterna
completa o bien la que descarga un volumen reducido, según las necesidades de arrastre. En el
segundo, la cantidad de agua descargada se regula a voluntad mediante un botón.
Pero se puede ir más allá: algunas empresas ofertan ya retretes que arrastran los desechos, no por
la acción del agua y la gravedad, sino por aspiración neumática. En este caso, la descarga se
reduce a un litro. No obstante, este sistema requiere una
instalación completa en un edificio entero.Una segunda forma de ahorrar agua en el inodoro es
mediante los tanques con doble descarga. Para la
evacuación de líquidos se utiliza un dispositivo que utiliza aproximadamente 3 litros, mientras que
para los sólidos usan seis.
Existen en el mercado gran variedad de modelos y marcas, la gran mayoría elaborados a base de
plástico, eliminando problemas derivados de la corrosión. Tienen una válvula de descarga que
permite seleccionar
la cantidad de litros a usar y en general evita fugas en el tanque, ya que esta válvula, por su diseño
y funcionamiento, descarga con mayor peso.
Fuente:
Centro Mexicano de Capacitación en Agua y Saneamiento, A.C.
(CEMCAS)
Sistema dual para WC.- Sistema que permite el ahorro de agua por medio de sistema que usa 3 it
para descargas líquidas y 6 lt para sólidos.
Recomendaciones
Economizador de agua doble botón 3/6 lts, que debe cumplir con las normas NOM-008-CNA-1998
Y NOM-009-CNA-2001.
Beneficios
CO2 evitado 1.49 kg/mes
Ahorro de agua 10.56 m3/mes
Ahorro mensual $24.69
156
Figura 98.- Sistema dual de descarga de agua para sanitarios
Figura 99.- Sistema interno del Economizador de agua doble botón 3/6 lts.
o Para cualquier modelo de sanitario
o Botón de doble acción para descarga de 3lts. ahorro del 80% para líquidos y de 6
lts. para sólidos con ahorro del 37%.
o Elimina fugas al quitar el sapo.
o Se puede instalar en cualquier WC
o No requiere mantenimiento
o Fácil de instalar.
Válvula de doble descarga para WC
• Botón de doble función para descargar líquidos (3 litros) y sólidos (6 litros).
• Ahorra 40% de agua en promedio.
• Elimina fugas al no tener "sapo".
• No requiere mayor mantenimiento y se instala fácilmente.
• Se adapta a todos los modelos de tanques de WC, con tanque por separado.
Conafovi Guia uso ef. Agua. Conafovi Guia uso ef. Agua.
Conafovi Guia uso ef. Agua.
www.ceaqueretaro.gob.mx www.ceaqueretaro.gob.mx
www.ceaqueretaro.gob.mx
Figura 100.- Vistas
internas de sistema dual
de descarga para
sanitario
Foto Cosme Espinoza 2006 Foto Cosme Espinoza 2006
157
Figura 101.- Mingitorio Seco cero descarga
No utiliza agua.
Novedoso sistema a base líquidos neutralizantes de olores.
No requiere de tubería de agua, ni fluxómetro.
No requiere desodorantes.
Construido de fibra de vidrio.
Con trampa que evita la salida de vapores del drenaje.
Mínimo de mantenimiento.
La superficie seca del mingitorio es repelente al líquido y es hostil a las bacteria.
La capa de líquido se puede rellenar con porciones de 100 ml (3 oz) por cada 1,700 usos,
esto sujeto a la frecuencia del uso.
La trampa retiene los sedimentos y es reemplazada fácilmente de 1 a 6 veces por año.
El líquido BlueSeal garantiza el adecuado funcionamiento del sistema y añade una
fragancia agradable en el área de baño.
www.ceaqueretaro.gob.mx
www.ceaqueretaro.gob.mx
Figuras 102.- Vistas internas de
sistema ecotrap de mingitorios secos
158
7.3 Ecotecnologias para Fregaderos Llaves ahorradoras.-
Perlizadores, conocidos como dispersores para incrementar la velocidad de salida al disminuir el
área hidráulica.
• Mezcladora
Figura 104.- Mezcladora tipo monomando
Esta llave tiene como función regular la temperatura al mezclar el agua fría con la caliente. Para el
ahorro del agua es recomendable el uso de mezcladoras monomando que permiten regular la
temperatura en menos tiempo y con ellos evitan dejar correr el agua innecesariamente.
Recomendaciones
Colocar un juego de en la vivienda, los productos deben cumplir con la norma NOM-005-CNA-
1997.
Tallar los trastes con la llave cerrada. Si es posible lavarlos inmediatamente después de usarlos, así
requerirás menos detergente y agua.
Beneficios
CO2 evitado 0.001493 ton/mes
Ahorro de agua 4.62 m3/mes
Ahorro mensual $13.91
Guía metodológica para el uso de tecnologías ahorradoras de energía y agua en las viviendas de
interés, social en México, UNAM, FIDE, INE, CONAE, CONAVI, Pagina 4, 2007
Fuentes: Centro Mexicano de Capacitación en Agua y Saneamiento (CEMCAS) y CANADEVI
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Conafovi Guia uso ef. Agua.
Figuras 103.- Perlizadores para
fregadero
159
Tabla 38.- Costos de sistemas ahorradores de agua para viviendas