Aprovechamiento del agua

En la actualidad existen varias problematicas en el mundo, una de ellas es el buen aprovechamiento del agua, para que futurras generaciones puedan disfrutar del preciado recurso.

A traves del tiempo hemos contaminado, rios mares y lagos, produciendo asi importantes cambios en los diferentes ecosistemas, se han puesto en peligro especias marinas y se ha afectado a poblaciones enteras por aguas contaminadas; es momento de hacer conciencia y comenzar a frenar este fenomeno, y ¿como podemos lograrlo?, muy sencillo, podemos adoptar como costumbres pequeñas acciones en casa que nos permitan ahorrar agua potable, como por ejemplo, lavar el auto con la minima cantidad posible, regar las plantas del jardin por la mañana muy temprano o al atardecer, para evitar que se evapore una gran cantidad, cerrar las llaves de la regadera mientras nos enjabonamos en la ducha entre otras.

Otra alternativa para reducir el desperdicio de agua es reciclar las aguas grises. El agua gris es el agua que ya hemos utilizado en el lavabo, la ducha y la lavadora, a diferencia de las aguas residuales o negras provenientes del retrete, no contiene bacterias ni otros elementos dañinos a la salud como la materia fecal y puede ser reutilizada en el hogar.
Las aguas grises generalmente se descomponen más rápido que las aguas negras y tienen mucho menos nitrógeno y fósforo. 
Las aguas grises recicladas de la ducha pueden ser utilizadas en los retretes, ahorrando así una gran cantidad de agua potable.Los sistemas de re utilización de aguas grises pueden conseguir el ahorro de entre un 30% y un 45% de agua potable.

Una persona utiliza aproximadamente 200 litros de agua diarios unos 8000 litros al mes, que se convierte en agua gris, esta cantidad equivale a la que aproximadamente bebe una persona en 8 años, considerando que beba 2 litros diarios.

sistema para reciclar agua gris.

Anteriormente hable sobre agua gris, ahora publico las ventajas que tiene el reciclaje de este tipo de agua.

La reutilización del agua disminuye los costes de agua potable y aguas residuales, protege las reservas de agua subterránea y reduce la carga de las aguas residuales. 

Estos sistemas se pueden incorporar a cualquier edificio, y se estima que en cada hogar se pueden ahorrar unos 45 litros de agua potable y aguas residuales por persona y día.

Reduce la necesidad de consumo de  agua potable. Ahorro monetario significativo si se considera que una persona utiliza aproximadamente 200 litros de agua diarios (como fuente de agua gris en el baño, cocina, consumo, etc.), equivalente a 6.000 litros mensuales. Cantidad que corresponde al consumo de una persona por 8 años. (Considerando que una persona debe beber aprox. 2 litros de agua potable diaria.). 

Es decir, cada mes usted tira al sistema de desagüe lo que puede beber en 8 años.

Reducir la cantidad de agua que entra en el sistema municipal de tratamiento de agua, implica un gran alivio al sistema  y ahorro monetario en costos de procesamiento.

Menor extracción de agua fresca desde ríos y acuíferos.

Reducir la costosa infraestructura de las plantas industriales de tratamiento. 

Y aquí pongo un video:

Sistema de reutilización de aguas grises provenientes de la ducha.

Sistema de reutilización de aguas grises provenientes de la ducha.

Las aguas grises o aguas usadas son las aguas generadas por los procesos de un hogar, tales como el lavado de utensilios y de ropa así como el baño de las personas.

Las aguas grises se distinguen de las aguas cloacales contaminada con desechos del retrete, llamadas aguas negras, porque no contienen bacterias Escherichia coli. Las aguas grises son de vital importancia, porque pueden ser de mucha utilidad en el campo del regadío ecológico.

Las aguas grises generalmente se descomponen más rápido que las aguas negras y tienen mucho menos nitrógeno y fósforo. Sin embargo, las aguas grises contienen algún porcentaje de aguas negras, incluyendo patógenos de varias clases.

Las aguas grises recicladas de la bañera o tina de baño pueden ser utilizadas en los retretes, lo que ahorra grandes cantidades de agua. 

Los sistemas de reutilización de aguas grises pueden conseguir el ahorro de entre un 30% y un 45% de agua potable.

La reutilización del agua disminuye los costes de agua potable y aguas residuales, protege las reservas de agua subterránea y reduce la carga de las aguas residuales. Estos sistemas se pueden incorporar a cualquier edificio, y se estima que en cada hogar se pueden ahorrar unos 45 litros de agua potable y aguas residuales por persona y día.

Principales ventajas de reciclar el agua gris.

Reduce la necesidad de consumo de  agua potable. Ahorro monetario significativo si se considera que una persona utiliza aproximadamente 200 litros de agua diarios (como fuente de agua gris en el baño, cocina, consumo, etc.), equivalente a 6.000 litros mensuales. Cantidad que corresponde al consumo de una persona por 8 años. (Considerando que una persona debe beber aprox. 2 litros de agua potable diaria.). Es decir, cada mes usted tira al sistema de desagüe lo que puede beber en 8 años.

Reducir la cantidad de agua que entra en el sistema municipal de tratamiento de agua, implica un gran alivio al sistema  y ahorro monetario en costos de procesamiento.

Menor extracción de agua fresca desde ríos y acuíferos.

Reducir la costosa infraestructura de las plantas industriales de tratamiento.

El objetivo principal de este proyecto es el ahorro de agua potable, mediante el uso del agua proveniente de la ducha en el retrete, esta es una manera de ser amigable con el ambiente y es una medida de preservación de nuestro planeta. 

Este proyecto se describe a continuación.

Proyecto para ahorrar agua

Proyecto para ahorro de agua

El diseño consta básicamente de un piso falso donde el agua que se usa cuando una persona se baña, pasa por un filtro para atrapar los residuos sólidos como jabón, cabellos, polvo, etc.

El agua que esta en el piso falso se bombea hacia un tanque  para ser utilizada en el inodoro.

Dimensiones de un baño estándar

1.5m x 2.5m

Dimensión del piso falso

1m x .5m x 0.15m

Dimensión carcamo

0.1m x 0.1m x 0.1 m

Datos

Una persona cuando se baña gasta alrededor de 35 litros cerrando la llave cuando se enjabona

Volumen piso falso = 0.075 m³ = 75 litros

Para este proyecto, se utilizara una bomba para pecera con las siguientes caracteristicas:

Bomba Sumergible Marca RESUN Modelo SP-1200L

Carga máxima: 1m
Caudal: 700 l/h
Funciona con corriente normal 110v Consumo de energía: 12 w
Dimensiones: 9 cm x 5 cm x 5 cm. (largo x ancho x altura)

Cálculos para el proyecto.

Ya se ha descrito este proyecto de manera general, sin embargo la necesidad de instalar un tanque, nos quita espacio y vista en nuestra vivienda ecológica, así que se puede aplicar este proyecto con un tanque dentro de un muro falso.
Para lo cual se han hecho algunos cálculos.

 Capacidad del tanque dentro de la pared.

V=(1.75m)(0.7M)(0.13M)=0.15925m³

V=159.25 L

Q_TAZA=0.5L/seg

Para el caudal de la taza se hicieron pruebas de descarga y se obtuvo un promedio de tiempo para la descarga de 12 seg, quedando limpio el inodoro. De esta manera se obtuvo el caudal.

Diametro del tubo de descarga:

Ø_DESCARGA=0.07m

Flujo masico:

m= = (5X10^-4 m³/seg)(1000 Kg/m³)= 0.5 Kg/seg

Flujo en peso:

W=  ɣQ= (9810 N/m³)(5X10^-4 m³/seg) = 4.9 N/seg

Presion y fuerza en el fondo del tanque:

A_FONDO= (0.13m)(0.7m)= 0.091m²

la flecha nos indica donde actúa la fuerza calculada.

P_FONDO= ɣ_AGUAh= (9810 N/m³)(1.75m)= 17.1675 KPa

F= PA= (17167.5 N/m²)(0.091m²)= 1562.2 N

Fuerza sobre la pared del tanque:

P_PROMEDIO= ɣ(d/2)

F=  ɣ(d/2) A

A= 1.225m²

F= (9810 N/m³ )(1.75m/2)(1.225m²) = 10.515 K

Fuerza sobre el costado del tanque:

A=0.13mX1.75m= 0.227m²

F=(9810 N/m³)(1.75m/2)(0.227m²)= 1.9528 KN

Presión en el tanque:

  

P=1000Kg/m³(0.857 KJ/Kg °K)(293°K)

P= 251 101 Pa

Algunos calculos.

Ahora calcularemos las fuerzas que actúan en el inodoro.

Dimensiones del inodoro:

Area total

A_T= A₁+A₂ = d₁ r + (1/4)(π r²)

A_T= (0.03m)(0.27M)  + (1/4) [(π)( 0.27)²] = 0.0653 m²

Volumen:

V= A_T L= (0.0653)(0.35= 0.0228m³

Peso del fluido.

(9810 N/m³)(0.0228 m³ ) = 223.668 N

La unica fuerza que actua en la componente vertical es espeso del fluido por lo que F_V  y el peso deben ser iguales en magnitud.

F_V= 223.668 N

Centroide area₁    X₁=0.135 m

Centroide area₂    X₂= 0.424 R = (0.424)(0.27M)= 0.114 m

Centroide del area total:

X= (A1X₁ + A2X₂) / (A1+A2)

  = (8.1X10^-3)(0.135) + (0.5725)(0.114) / (8.1X10^-3+0.5725) = 0.114m

d_c= d₁ + s/2 = 0.03m+(0.27m/2)= 0.165m

Fuerza horizontal:

F_H= (9810 N/m³)(0.27m)(0.35m)(0.165m) = 152.96 N

Distancia sobre la vertical de la F_H:

Vista de este proyecto.

d_p= d_c+ (s² / 12 d_c) = 0.165m + [ (0.27)² / (12)(0.165)] = 0.20 m

Fuerza resultante:

F_R= 270.96 N

Angulo de la fuerza resultante:

Φ= tan^-1  (F_V / F_H)

Φ= tan^-1  (223.668 / 152.96)= 55.6°

De estos cálculos podemos concluir que con las dimensiones de este diseño siempre tendremos un inodoro totalmente funcional y limpio.

Para poder construir el tanque de este proyecto se ha elegido el acrílico, ya que por sus propiedades mecánicas, puede resistir las fuerzas anteriormente calculadas, y un inodoro común de pared sin necesidad de un inodoro especial, solamente se puede añadir un sistema de fosas para separación de materias por sedimentación y filtración, de esta manera toda esta agua no se va por el drenaje, sino que  se filtra hasta llegar al acuífero.

Comentarios finales del sistema.

Estando lleno el tanque se pueden hacer 26.5 descargas continuas, quedando vacío, si en dado caso se llegue a vaciar por completo el tanque y no haya mas agua gris para llenarlo, se ha dotado de una conexión a la tubería de agua de la red, para resolver este problema, ademas por el contrario si el tanque se ha llenado demasiado se le ha puesto una válvula de flotador para sobrellenado, de esta manera, al llegar  a su máximo nivel, el agua excedente se desechara al drenaje.

Para la construccion del tanque necesitamos 3.055 metros cuadrados de lamina de acrilico, con lo cual debemos comprar una lamina  de 1.80m*1.80m  que tiene un costo aproximado de $2144, pudiendo variar este precio de acuerdo al fabricante. Tambien necesitamos los accesorios como el flotador con la valvula, la bomba de agua, el costo total de este producto seria de unos $3300 incluyendo el inodoro, contando solo los materiales.