Baño seco ecológico - Nota: 9 PDF

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Proyecto de un prototipo de baño seco ecológico realizado en casa probado con heces de mascotas, pretende eliminar el uso de agua, mitigando malos olores....

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BAÑO SECO ECOLÓGICO Una solución al problema del agua Universidad Veracruzana Región Coatzacoalcos - Minatitlán Facultad de Ingeniería Construcción Sustentable

POTENCIANO ANLEHU MAURICIO [email protected]

Contenido Introducción ............................................................................................................. 2 Definición de la Problemática .................................................................................. 4 Desarrollo del Proyecto ........................................................................................... 5 Propuestas de Solución........................................................................................... 6 Letrinas ................................................................................................................ 6 Tipos de letrinas. .............................................................................................. 6 Inodoros ahorradores de agua ............................................................................. 8 Inodoros de doble descarga ............................................................................. 8 Inodoro de aire comprimido .............................................................................. 8 Baño seco ecológico ............................................................................................ 9 Evaluación de Propuestas ..................................................................................... 11 Letrinas .............................................................................................................. 11 Ventajas ......................................................................................................... 11 Desventajas ................................................................................................... 11 Baños ahorradores de agua .............................................................................. 12 Ventajas ......................................................................................................... 12 Desventajas ................................................................................................... 12 Baño Seco Ecológico ......................................................................................... 12 Ventajas ......................................................................................................... 12 Desventajas ................................................................................................... 12 Selección de propuesta de solución .................................................................. 13 Construcción del Prototipo Final ............................................................................ 13 Materiales y herramientas.................................................................................. 13 Proceso.............................................................................................................. 14 Prueba a prototipo final ......................................................................................... 15 Propuesta de interés social................................................................................ 16 Especificaciones............................................................................................. 17 Planos ............................................................................................................ 20 Reporte Fotográfico ............................................................................................... 24 Conclusión............................................................................................................. 28 Bibliografía ............................................................................................................ 29

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Introducción La disponibilidad de agua promedio anual en el mundo es de aproximadamente 1,386 millones de km3, de estos el 97.5% es agua salada, el 2.5%, es decir 35 millones de km3, es agua dulce y de ésta casi el 70% no está disponible para consumo humano debido a que se encuentra en forma de glaciares, nieve o hielo. (Conagua) De estos 35 millones de km3 el 70% son glaciares, casi el 30% son aguas subterráneas de difícil acceso, y menos del 1% es la disponible para uso humano y del ecosistema. Sin embargo, de este 1% el 69% esta dedicado para uso de la agricultura, el 19% está dirigido al sector industrial y sólo el 12% para uso doméstico. (Centro virtual de Información del Agua, 2017). Las aguas subterráneas abastecen de agua potable por lo menos al 50% de la población mundial y representan el 43% de toda el agua utilizada para el riego. 2,500 millones de personas dependen exclusivamente de los recursos de aguas subterráneas para satisfacer sus necesidades básicas diarias de agua. Gran porcentaje de esta agua destinada para uso domestico es utilizada en la descarga de los inodoros, cada W.C convencional puede descargar hasta 9 litros en cada uso. Si analizamos este panorama, estamos utilizando una gran cantidad de agua en un solo mueble del hogar. El problema no solo es el uso desmedido del agua, sino las afectaciones subsecuentes de las que la mayoría de la población no tiene conocimiento; esto es el mal tratamiento de las aguas negras. Si no se cuenta con un sistema de tratamiento por lo generar estas aguas irán a parar a los cuerpos de aguas más cercanos contaminando además todo a su paso. Esto trae complicaciones no solo ambientales a primera inspección, sino problemas de salud, económicos y hasta sociales. Es por eso por lo que el presente proyecto trata de dar una solución a este problema, mediante la construcción y utilización de un baño seco ecológico. El funcionamiento del baño seco ecológico es simple, trata de separar las heces de la orina para después someterla a un proceso de compostaje para su posterior uso como composta. En primera instancia abordaremos el problema antes mencionado desde diversos puntos de vista. Posteriormente hablaremos sobre los procesos que se siguieron para dar paso tanto a la toma de decisiones sobre la solución más viable, así como el procedimiento y los conocimientos necesarios para poder un prototipo con la finalidad de evaluar su funcionamiento. En tercera instancia se enlistan las 3 posibles propuestas de solución al problema principal abordado, estas propuestas de solución se adoptaron debido a su fácil acceso, es decir, son propuestas que pueden ser llevadas a cabo por cualquier población y cualquier circunstancia. 2|Página

Posterior a esto, se evaluarán las ventajas y desventajas de cada sistema (solución) para poder concluir cual es la propuesta más conveniente tanto funcional como prácticamente. A partir de esta decisión de presentará el proyecto realizado el cual consistió en construir un prototipo del baño seco para probar su funcionamiento, por ende, probar el funcionamiento del sistema en general. Además, con este proceso se consiguió recabar información acerca de las precauciones y recomendaciones que se deben seguir para un correcto funcionamiento. Finalmente se presentan las evidencias fotografías del trabajo realizado para clausurar con las conclusiones a las que se llegaron respecto al prototipo final, así como de las conclusiones y puntos de vista personales que se fueron formando a través de la recopilación de información y del conocimiento empírico.

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Definición de la Problemática Según la NOM-009-CONAGUA-2001 un inodoro debe gastar hasta 6 litros de agua en cada descargar, esto hablando de un inodoro actual (eficiente) ya que anteriormente un inodoro podría gastar hasta 10 litros por cada descargar. Debemos tomar en cuenta también que hablamos de un inodoro de uso doméstico sin fluxómetro. Coatzacoalcos cuenta con alrededor de 319 187 según datos del INEGI en el 2015. Además de esto, La revista Muy Interesante nos señala que “Un estudio de 2010 publicado en la Revista Escandinava de Gastroenterología encontró que el 98% de sus participantes iba al baño entre 3 veces a la semana o incluso 3 veces al día (después de cada comida prácticamente)”. (Muy Interesante, 2019). Si consideramos que cada persona va al baño 3 veces al día ( mi ccionar y defecar) y esto lo multiplicamos por el número de habitantes de Coatzacoalcos y a su vez por la cantidad de agua utilizada en cada descarga tenemos que: 319 187 ℎ𝑎𝑏 𝑥 3 𝑣𝑒𝑐𝑒𝑠 𝑥 6 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 = 5, 745, 366 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 𝑑í𝑎 O bien 5745.366 m3/día. Pero ¿A dónde va toda esta agua utilizada? ¿Qué hacemos con ella? Si bien, existen 2 plantas de tratamiento en la Localidad, una que en 2000 fue construida la cual se localiza en un rancho ubicado en la colonia peloteros, y otra que desde 2002 que comenzó a operar, ambas dejaron de funcionar por problemas financieros. La segunda planta tras 2 años del sece de su operación fue reabierta en 2011, la primera está en proceso aun de rehabilitación. Se dice que actualmente la planta está procesando en promedio 250 l/s durante las 24 horas. En Coatzacoalcos existen 12 vertederos de aguas residuales, once de ellas van al mar y una al rio. Esto quiere decir que todos nuestros desechos van directos a los cuerpos de aguas más cercanos, afectando a su ecosistema contaminándolo de una manera desmedida. Un estudio realizado en la cuenca baja del rio Coatzacoalcos hace una relación entre las muertes consecuencia de enfermedades gastrointestinales causadas por la contaminación de dicha zona la cual y el costo de dichos decesos obteniendo un total de $104,788, 916 por 41 muertes registradas en la región en 1995. Es decir, el problema no solo es ambiental, es un problema de salud de la población de los alrededores del Rio Coatzacoalcos, esto por consecuencia una problemática financiera.

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Desarrollo del Proyecto Para dar solución a la problemática antes mencionada se buscaron las opciones más accesibles, esto es, aquellas que cualquier habitante pueda tener acceso. La investigación condujo a las 3 opciones que se mencionarán posteriormente, estas opciones son fáciles en su construcción y ayudan en la medida de lo posible al uso desmedido del agua de los sanitarios. Sin embargo, por practicidad se eligió probar el funcionamiento de un baño seco ecológico. Primeramente, se recabó información sobre este sistema, las fuentes de información fueron totalmente electrónicas debido a la situación de salud que estamos atravesando. Sin embargo, se buscó que en la medida de lo posible estas fuentes de información fueran confiables. Es por ello por lo que se consultaron guías propuestas por diversos gobiernos en diversos países, trabajos de tesis, artículos de revistas científicas, páginas oficiales tanto de universidades como gubernamentales. Sin embargo, también se consultaron en menor medida revistas, sitios web privados, periódicos, experimentos entre otros. Posteriormente a tener el conocimiento del funcionamiento del sistema, se decidió construir un prototipo para evaluar el funcionamiento de este, así como las medidas que se deben tomar para un adecuado uso. El prototipo se construyó en la localidad de Coatzacoalcos, Veracruz, en una casa de interés social por lo cual se fue muy cuidadoso de las medidas a tomar para evitar malos olores. El prototipo fue construido de madera, utilizando un recipiente con tapa y como mezcla secante una combinación de Aserrín y cal en una porción de 1:1. El prototipo se probó durante aproximadamente 3 semanas, utilizando como material de estudio las heces de una mascota, específicamente un perro de raza pequeña. Durante este experimento se probó el sistema en diferentes condiciones: cerrado totalmente, cerrado parcialmente, abierto, con la tapa del W.C. cerrada, en sombra, con exposición directa al sol. Esto para saber cual de esas condiciones era más favorable o incluso si las condiciones no eran determinantes en los resultados. Los resultados de los experimentos se mencionan posteriormente. Así pues, con toda la información recaba y con la experiencia adquirida en la práctica se pudieron hacer conclusiones del sistema. 5|Página

Propuestas de Solución Letrinas Una letrina es un sistema utilizado para la eliminación y disposición de desechos fecales que permite contenerlas y a su vez, es la opción más sencilla y económica. Por lo general, las letrinas son utilizadas zonas rurales que no cuentan con un sistema de drenaje. La letrina consiste en un hoyo baja tierra en cuya parte superior, generalmente se coloca una plancha y taza sanitaria y alrededor una caseta ventilada. Es un conjunto de elementos destinada a la disposición adecuada de las excretas o deposiciones humanas con la finalidad de proteger la salud de la familia y evitar la contaminación del medio ambiente (MDGIF, 2010), es una alternativa practica y de bajo costo comparado con el alcantarillado sanitario. Tipos de letrinas. a) Letrina de fosa simple

b) Letrina de pozo ventilado

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c) Letrina abonera

d) Letrina de colector solar

e) Letrina de cierre hidráulico

f) Letrina de fosa séptica

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La letrina tiene mucha importancia sobre todo en los lugares donde se carece de un sistema de alcantarillado sanitario

Inodoros ahorradores de agua Inodoros de doble descarga Este tipo de inodoros tienen dos tipos de descargas: para heces que al accionarlo libera toda el agua del tanque y para orina, que solamente libera la mitad. Estos inodoros se dividen en dos tipos: a) Consumo estándar, el cual consume 4L en media descarga y 6L de agua en descarga completa. b) Ecológico, que se caracteriza por utilizar volúmenes bajos de agua; 3L y 4.8L en las descargas completas. Inodoro de aire comprimido Este tipo de inodoros permite ahorrar hasta un 84% de agua. Esto es posible porque sólo utiliza 1,5 litros en cada descarga, en comparación con los inodoros convencionales que utilizan hasta 9 litros. Este sistema requiere que el usuario cierre la tapa tras su uso, entonces se forma un sello de aire. Luego una pequeña cantidad de agua entra en la taza para lavarla, seguido de aire comprimido. Como el aire no puede escapar por arriba, provoca que el inodoro se vacíe en tres segundos. Entonces queda listo para el próximo uso. El sistema se aprovecha de la Ley de Boyle, haciendo que el aire sea el que desplace el contenido del inodoro, en vez del agua.

Ilustración 1.- Inodoro de aire comprimido

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Válvula de llenado Fluidmaster Este accesorio sanitario se puede instalar en la mayoría de los tanques de inodoros. Este dispositivo puede, además, identificar las fugas y llenar automáticamente el tanque cuando el mismo no se está usando, cuenta Jaramillo. Tiene una pieza que se activa cuando se detecta una fuga. Sin embargo, la válvula no hace ruido. “Tiene un funcionamiento silencioso gracias a un llenado rápido con un corte positivo”. Asimismo, el tanque del inodoro se llena más rápido. En 25 segundos ya está completo el proceso. El ritmo constante de llenado asegura una descarga completa cada vez que se mande a bajar el agua del inodoro. Algunas piezas son de plástico, otras de caucho y de metal. La Fluidmaster puede ser reparada completamente.

Ilustración 2.- Válvula Fluidmaster

Baño seco ecológico Es un sistema que no requiere agua para eliminar las heces y la orina. Consiste en un retrete que tiene una separación para la orina la cual, a través de una manguera, permite llevarla hacia un recipiente para luego utilizarla como fertilizante. (Indesol, s.f)

En un baño 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, ya que con esta pérdida de humedad se acelera la eliminación de patógenos , no hay malos olores ni producción de moscas. El uso de una taza de sanitario diseñada especialmente , que desvíe la orina y la almacene en un recipiente aparte, facilita la deshidratación de las heces . En general se construye generalmente con doble cámara, que se alterna en su uso. A diferencia de una letrina, los desechos se tratan, puede ser por deshidratación o 9|Página

por descomposición; en la primera se separa la orina de las heces y si el trato es por descomposición, en general, no se separan. Los desechos pueden ser utilizados para abono, sin embargo, es necesario que sufra un proceso de compostaje. En el proceso del compostaje participa una amplia gama de microorganismos que son los encargados de la degradación de residuos orgánicos, los cuales utilizan los desechos orgánicos como las heces. (Ximena, 2008) Gracias a esto se generan productos o elementos nutritivos en formas asimilables para las plantas; razón por la cual es necesario conocer su papel en el proceso de maduración del compost. Los desechos orgánicos, si se exponen al medio ambiente, tomaran como alternativa la degradación, dentro de esta se encuentra el proceso de descomposición oxidativa o el proceso de descomposición fermentativa. (Labza, s. f) El proceso de descomposición fermentativa es conocido como abono orgánico fermentado.

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Ilustración 3.- Planos de Baño Seco Ecológico

Evaluación de Propuestas Letrinas Ventajas  No requiere de agua  Puede ser fácilmente construida Desventajas  No siempre se dispone de materiales adecuados para la ventilación.  Debe ser construida fuera de la vivienda.  Sería complicado instalarlos en medios urbanos densos por la necesidad de espacio.

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Una mala limpieza o mal uso puede provocar olores sumamente desagradables, debido que no utiliza ningún mecanismo o mezcla que selle o retire los malos olores. Una vez lleno el hoyo se deberá construir otra letrina. Contamina el suelo. Es poco insalubre.

Baños ahorradores de agua Ventajas  Pueden ser utilizados en medios urbanos.  Ahorran agua en comparación con los inodoros convencionales.  No produce malos olores.  No favorece la presencia de insectos. Desventajas  Requiere de una red de drenaje.  A pesar de que utiliza menos agua en comparación con otros W.C, sigue utilizando agua.  Los desechos contaminan el agua directamente en la descarga y en la disposición final de los desechos puede contaminar cuerpos de aguas ya que son vertidas en ellas, como se mencionó anteriormente.

Baño Seco Ecológico Ventajas Son especialmente recomendados para zonas aisladas que carecen de infraestructuras, ya que no requieren de conexión a la red de saneamiento y no necesitan agua para funcionar, esto los convierte en altamente ecológicos, ya que no contaminan ni utilizan el agua necesaria para consumo humano. Además, podemos enumerar otros beneficios como:     

Ahorran agua, es decir, no ocupa nada de agua en su funcionamiento. No contamina cuerpos de agua a su alrededor. Su mantenimiento es sencillo. No requiere drenaje Las heces pueden tener uso después del proceso de compostaje.

Desventajas La mayor de sus desventajas es que no pueden implantarse en cualquier lugar. Sería complicado instalarlos en medios urbanos densos; además, el desconocimiento sobre los mismos o sobre su funcionamiento podría conducir a 12 | P á g i n a

resultados no satisfactorios. Hay que prestar especial atención, también, a la correcta ventilación del depósito, para evitar los malos olores.

Selección de propuesta de solución Analizando las 3 propuestas de solución, sus características, ventajas y desventajas, podemos concluir que la opción más favorable a utilizar son los baños secos debido a que no utilizan agua en uso en comparación a los inodoros especiales. No provoca malos olores ni contamina el suelo en comparación con las letrinas. Aunado a esto, podemos tener incluso (como se ha mencionado) un doble beneficio, si no es que un triple. Esto debido a que, primeramente, estamos dejando de utilizar agua para esas necesidades, como segundo punto, los desechos que se generan y se almacenan pueden ser utilizados como composta o abono, es decir, ayudamos de cierta manera al ambiente cultivando o sembrando, esto también refleja que ya no habrá co...