Estudios experimentales posteriores no son muy numerosos en los países del mundo. En este particular, los EEUU. llevan gran ventaja sobre las demás naciones, siendo de destacar los efectuados por varias universidades y por la A.P.H.A. Merece destacarse el trabajo siguiente: "Studies on Houschold Sewag Disposal Systems" de 1949, que es el compendio más completo en la materia publicado hasta al presente. Autores reconocidos como Webel, Straub y Thoman, del trabajo antes mencionado, han expresado: "A través de todo el mundo no existe un denominador común para los proyectos.- Las mismas recomendaciones de los diversos estados norteamericanos, aunque aproximadas unas a otras, presentan diferencias, a veces bastantes acentuadas.-No se encontrarán, prácticamente datos seguros respecto de los fenómenos de colmatación del suelo.-Es particularmente digno de atención el hecho de que parece haber una abundancia de conceptos que ganan veracidad a través de su constante repetición. Algunos o muchos de esos conceptos pueden ser válidos, pero son necesarios, todavía, datos que los confirmen".
Existe disparidad de criterios en aspectos tan importantes como, por ejemplo: Capacidad del tanque y tiempo de retención de los líquidos, cantidad del lodo depositado u espuma acumulada, ventilación del sistema, número de divisiones convenientes de la CS, forma y relación entre las dimensiones, caja de distribución, etc. para no extender la serie de ejemplos que muestran "la falta de denominador común" y que demuestran la diversidad de opiniones y criterios existentes entre los diversos países.
Nuestro país carece de estudios experimentales de importancia y también de literatura adecuada, encontrándonos empero frente a graves problemas sanitarios de eliminación de residuos humanos, que es necesario resolver de la manera más conveniente y rápida posible. Luego deberemos hacer nuestra propia experiencia condicionada a nuestras peculiares necesidades. Frente a esta situación adoptamos convencionalmente los siguientes valores.
2-)CARACTERISTICAS, TIPOS Y DISEÑO:
Valores convencionales
-Capacidad mínima de la CS……………………..1200 litros
-Tiempo de retención………………………..24 horas
-Cantidad de lodo y espuma acumulados………45 litros/habitantes año
-Ventilación del sistema……….por ventilación del artefacto primario (inodoro)
-CS: sin divisiones.- Se adopta la sección rectangular, relación largo- ancho 2:1.
Con una profundidad útil mínima de 1,20m, se recomiendan las "cajas de distribución".
Las características aquí señaladas, son las más usualmente utilizadas.
Ubicación: la CS deberá estar ubicada en un lugar cuyo drenaje superficial se efectúe sin riesgo alguno para la fuente de abastecimiento de agua. La profundidad de la cámara será tal que permita la pendiente del 2% del ramal de descarga, como así también de la tubería de irrigación subsuperficial, en caso de utilizarse este sistema de deposición final para los afluentes.
En lo posible se le dará a la CS una tapada de 0,30 m de tierra, pero permitiendo un fácil acceso a las tapas de inspección y limpieza.
Deberá evitarse todo emplazamiento en lugares bajos e inundables.
Dado que la CS es construida con los mejores materiales, no sujetos a corrosión, no existe restricción en cuanto a su distancia de la fundación del edificio al cual sirve. Su proximidad al edificio posibilita la economía en las tuberías y facilita la inspección y limpieza. Es recomendable que la CS se encuentre situada a menor cota que cualquier fuente de abastecimiento de agua superficial, en el mismo terreno. Una distancia segura entre la CS y la fuente de agua será de 15 m como mínimo, dependiendo, sin embargo de la calidad del suelo.
Materiales de construcción: los requisitos que deberán llenar los materiales de diverso tipo que se emplean en la construcción de las CS son:
-Durables
-No sujetos a corrosión
la zona mas afectada por la corrosión es la del nivel de agua y por arriba de él.
Los materiales más comúnmente empleados, teniendo en cuenta el factor económico, son:
-Mampostería de ladrillo con revoque interno impermeable en mortero de cemento 1:2.
-Para CS "in situ", se recomienda HºAº 1:2:4.
–Acero inoxidable
-Secciones de Hº prefabricado y unido en el lugar, con mortero de cemento.
–Madera y otros materiales de poca duración.
Muchas veces los grandes inconvenientes que presentan las CS no son debidos a los materiales de construcción, sino a especificaciones técnicas deficientes, como por ejemplo, capacidad insuficiente.
En lo que respecta a las cubiertas de estas cámaras, diremos que generalmente se las construye de HºAº o prefabricadas.
Deberán llevar una tapa de limpieza y/o inspección mínima de 0,60 m x 0,60 m, colocada arriba de la "T" de entrada de los líquidos a la cámara, zona donde son mayores los depósitos de lodos acumulados.
En nuestro país es práctica comúnmente adoptada construir un sistema de doble tapa: una superficial fácilmente removible por medio de agarraderas metálicas embutibles y una contratapa inferior, sellada con mortero de cal, para evitar los desprendimiento de malos olores y entrada de aire, que perjudicaría los procesos que tienen lugar en el interior de la cámara.
Por este motivo, no se aconseja ventilar la CS por tubos de ventilación colocados en su techo, prefiriéndose que los gases acumulados en la cámara de aire de la CS, remonten el colector domiciliario hasta los artefactos primarios del baño y tengan salida por las tuberías de ventilación de los mismos, generalmente de los inodoros.- OSN exige tubería de ventilación con Ø = 0,100 m.- La entrada de los líquidos cloacales a la cámara no se efectúa por medio de tuberías directas, a fin de evitar la agitación y remoción violenta del líquido en proceso de clarificación, con sedimentación de cierta parte de la materia orgánica y mineral.
Se recurre habitualmente a dispositivos especiales que permiten mejores condiciones para la sedimentación, evitan la circulación de líquidos formando zonas de aguas muertas, garantizan un afluente más clarificado y evitan el pasaje de espuma para el sistema de deposición final del efluente. Estos dispositivos son: "Tes" de entrada y salida, curvas, cortinas o pantalla, chicanas, etc. Los materiales más, comúnmente empleados en las "Tes" y curvas eran: el barro cocido vitrificado, cerámica, y actualmente el PVC en un Ø igual a 4 ". Las pantallas y chicanas, generalmente prefabricadas, son de madera u HºAº.
En ciertos casos se emplean piezas especiales de FºFº.
Debe tenerse la precaución que las "Tes" y curvas empleadas, estén sumergidas 0,30 m, por debajo del nivel de agua de la CS.
Es aconsejable que la diferencia de nivel entre el "intrados" de la tubería del afluente y el "intrados" de la tubería del efluente sea, a lo máximo, 0,05 m. Si existen pantallas o chicanas se colocarán 0,20 m por delante de los dispositivos de entrada y salida, debiendo estar la pantalla de entrada sumergida 0,25 m y la pantalla frente a la salida, sumergida de 0,30 a 0,35 m. con respecto al nivel líquido.
Las condiciones de escurrimiento de los líquidos son ligeramente superiores para una entrada por medio de "T" que si se hubiere adoptado una pantalla. Caso más desfavorable aún, es la entrada directa con tubería simple. No hay diferencias, en cambio, entre la "T" y la pantalla a la salida.
Para el caso de la intercomunicación entre dos compartimientos de una misma cámara séptica, se adoptan los dispositivos: doble curva en "U" invertida, "T" o simple orificio, con resultado aceptables similares.
Campo de aplicación: la CS, se emplea para el proceso de tratamiento de los líquidos cloacales, desde la modesta instalación para una familia mínima, hasta el límite de servir a una población de 1000 personas, en una región no muy densamente poblada, o para ciertas instituciones como hospitales, escuelas, campamentos etc., para las cuales resulta una muy buena solución sanitaria del problema.
A pesar que el funcionamiento de esas grandes unidades es similar a las CS domiciliarias, hay ciertos criterios en el proyecto que se encaran diferentemente.
Las CS de estas instituciones están sometidas a mayores fluctuaciones en las descargas. Luego son dimensionadas en base a contribuciones "per cápita" menores, o se adopta un período de retención más reducido: 18 horas por ejemplo.- Como esas instalaciones son mas cuidadas, no se necesita prever períodos prolongados para la limpieza de los lodos depositados.
La mayoría de las especificaciones para CS han determinado la forma rectangular como la mas conveniente. Sin embargo se ha demostrado que cámaras con distintas formas dan los mismos resultados a igual capacidad.
La forma de la CS no es una característica fundamental, como lo son la capacidad, relaciones entre sus dimensiones, número de divisiones u otros detalles técnico – constructivos. Institutos de investigación importantes, autorizan la modificación de la forma de la CS, pero siempre dentro de límites razonables, que no afecten mucho la capacidad.
Luego no podemos recomendar ventajas a favor de una forma determinada sin afectar las características hidráulicas en forma decisiva, pero sí, podemos seguir recomendando la forma rectangular como las más conveniente, pues mejora las características hidráulicas verificadas en el escurrimiento, en lo que respecta a la sedimentación de las partículas, siguiendo la teoría de Hazen.
Analizaremos a continuación las dimensiones de la CS y las relaciones entre sus medidas. Debemos destacar la importancia de la capacidad de la CS en su funcionamiento y reiterar que la forma, cualquiera sea ésta, no influye sobre la eficiencia y buen funcionamiento de la misma.
No basta, sin embargo, que se de a la CS una capacidad conveniente y una forma determinada, es necesario, para obtener un eficiente funcionamiento, que las dimensiones guarden entre sí ciertas relaciones y sean respetados ciertos límites mínimos. Como la CS actúa como decantador en la faz inicial del proceso, sus dimensiones deberán guardar relaciones que respeten lo establecido por la teoría de Hazen (sedimentación). Este es precisamente el punto que nos hizo recomendar la forma rectangular por ser la más indicada para los decantadores.
Destaquemos también que la variación entre las relaciones de las dimensiones de la CS, modifican las características del medio séptico.
El espacio ocupado por la acumulación de los lodos y el superior para la espuma y gases, son influenciado directamente por la profundidad de la CS.
Con respecto a la conveniencia o no de la separación de la CS en compartimientos, han existido marcadas divergencias entre los investigadores.
La división en compartimientos alcanza tanto a las rectangulares como a las circulares. Se preconiza también el empleo de chicanas en sustitución de las divisorias. Esta división tendría por finalidad conseguir la remoción de sólidos pesados al comienzo, para luego hacer sedimentar el material más fino, obteniendo mayor eficiencia de la cámara.
Sin embargo, las cámaras sin subdivisiones siguen siendo aconsejadas por las autoridades sanitarias, por sus menores costos y mayor eficiencia sobre las de iguales dimensiones, que ven reducidas sus capacidades por las pantallas divisorias o chicanas.
Por otra parte, las divisiones aumentan la velocidad de escurrimiento de los líquidos y lógicamente, reducen el período de retención y sedimentación.
De las cámaras con divisiones, la más indicada por su aumento efectivo en eficiencia, sería la de dos compartimientos, siempre que se mantenga igual capacidad que la similar sin divisiones. En este caso, se obtiene menor cantidad de sólidos sedimentarios en líquidos efluentes y una mayor retención de organismos patógenos, cuyas posibilidades de vida se han reducido.- Los riesgos de colmatación de los caños de distribución de lo efluentes, son consecuentemente menores.
Los estudios y experimentos realizados en Cincinnati, indican que mientras las CS sin divisiones reducen el 60% de los sólidos en suspensión del efluente, las cámaras de la misma capacidad con divisiones, alcanzan una remoción del 80%.
Debido a esto, la USPHS ha hecho una revisión del criterio que sostenía, expresando: "Que algún tipo de división es deseable, aunque los estudios no son concluyentes sobre la mejor manera de efectuar la división ni sobre la forma, tamaño o número de los compartimientos". Posteriormente ya se indica que ningún compartimiento debe tener una capacidad inferior a 500 litros y que los dispositivos de entrada, salida e intercomunicación entre las divisiones no deben quedar jamás por debajo de la mitad de la altura del líquido clarificante.
En caso de dividirse la cámara en dos compartimientos, éstos deberán ser iguales o el primero tener 2/3 de la capacidad total.
La CS divididas son más recomendables para suelos francamente permeables, donde hay ventajas en lanzar un efluente con el menor porcentaje en sólidos sedimentables, que facilita su más rápida infiltración en el terreno a partir de los pozos absorbentes que reciben los líquidos.
Proyecto de Cámara Séptica a) Cuota "per cápita" de líquidos cloacales: es el primer dato que debemos
conocer para el cálculo del proyecto. Está en estrecha relación con la cuota de agua "per capita" y como tal varía con todos los factores que normalmente afectan el consumo de agua. Evidentemente el proyecto de la CS debe ser hecho para las condiciones medias, existiendo así días o meses que ella no funcionará dentro de las condiciones reales del proyecto. Siempre que no fuera posible determinar directamente la cuota de líquidos cloacales "per cápita" o al menos la cuota "per capita" de agua, recomendamos que para las condiciones usualmente existentes en nuestros medios suburbanos y rurales, sea adoptado el valor siguiente: q (cloacal) = 100 a 200 lts/hab x día.
b ) Período de retención : tiene influencia considerable sobre la sedimentación de los sólidos en la cámara. Cuanto mayor sea el período de retención, mayor será el porcentaje de reducción de sólidos sedimentables. Correlativamente, hay aumento de volumen de la cámara, lo cual lo encarece.
La diversidad de criterios sobre la duración de este período, es grande y no debemos caer en la exageración de prolongarlo más allá de ciertos límites o, por medidas de economía, reducirlo a tal extremo que se perjudique la eficiencia del tratamiento. Es así como en base a los estudios y
experimentaciones, los servicios de Salud Pública de los EEUU y otros países americanos aconsejan un período de detención de 24 hs, como el más razonable.
b) Capacidad : como las CS se proyectan para una determinada vivienda, institución, etc. en las que se determina exactamente el número de personas a servir, deberán tener una capacidad adecuada a esta necesidad, teniendo en cuenta los valores establecidos del caudal "per cápita" y período de detención, con un volumen adicional destinado al almacenamiento de los lodos y costra superficial de espuma. Por encima de este volumen, consideramos una cierta altura libre para la acumulación de gases.
Con respecto al volumen de lodo, acumulado en la cámara por año y por persona servida, estableceremos valores que las experiencias fijan como los más reales:
V lodo mínimo = 45 litros / habitante x año V lodo adoptado = 50 litros / habitante x año
Como debemos establecer un número mínimo de personas a servir por este sistema, adoptamos la siguiente cifra:
Nº mínimo = 5 personas
A pesar de que existen sistemas individuales, para una sola vivienda, que sirven a un número menor de personas que el anteriormente establecido, adoptamos este valor a fin de colocarnos a cubierto de imprevistos.
Con el objeto de mantener el correcto funcionamiento y eficiencia de la CS se deberá proceder a su limpieza o retiro de los lodos acumulados, al cabo de períodos regulares de tiempo, que se fijan en función de los valores anteriormente determinados y cuyas variaciones determinan la variación de la vida útil de la CS, o sea el período transcurrido entre dos limpiezas sucesivas, manteniendo el eficiente funcionamiento de la misma.
La necesidad de evitar trabajos de limpieza, con todos sus inconvenientes, en períodos menores de un año y cuya omisión provocaría la colmatación de la cámara con merma de su rendimiento, y la de no prolongar excesivamente este período, que traería un aumento considerable del volumen útil, a fin de mantener la eficiencia, lo que no es recomendable por razones económicas, ha determinado la fijación de un periodo intermedio entre dos limpiezas sucesivas, cuya adopción aconsejamos:
Periodo de limpieza <= 2 años.
Debemos tener en cuenta que un aumento de aproximadamente 50% en la capacidad de la cámara, prácticamente duplica el intervalo de tiempo entre dos limpiezas sucesivas, o sea, la vida útil de la misma.
La capacidad de la cámara séptica está influenciada por la existencia de pantallas o chicanas que la dividen en compartimientos, detalle que debe tenerse muy en cuenta.
Un factor que gravita en forma decisiva en la calidad del efluente es el factor "capacidad".- Precisamente, la insuficiente capacidad de las CS para el número de personas que se ha proyectado servir, es el defecto principal de las CS comerciales común a muchos países, incluyendo el nuestro.
A continuación expresaremos, por medio de un ejemplo ilustrativo, valores que pueden adoptarse para una CS mínima, sistema individual, completando los criterios anteriormente fijados
Ejemplo
Cálculo de una CS para 5 personas, con el qc = 200 litros / habitantes x día
con un período de retención de 24 horas, considerando V lodo = 50 litros / habitante x año
y un período de limpieza cada 2 años.
200 lts / hab x día x 5 habitantes = 1000 litros / día
50 lts / hab x año x 5 habitantes = 250 litros / año
volumen limpieza anual = 1250 litros
consideramos una limpieza cada dos años : 1000 litros / día + 2 x 250 litros =
Volumen liquido necesario = 1500 litros.
Valores adoptados
A = 0,90 m h´- h2 = 0,05 m (valor recomendado)
B = 1,80 m a = 0,30 m (en mampostería o HºAº c/revestimiento impermeable interior 1:2).
H = 0,93 m (deducido)
H´= 0,30 m e = 0,20 m (preferiblemente Hº sin armar c/capa impermeable de revestimiento interior).
H1 = 0,30 m
H3 = 0,40 m
H 2 = 0,25 m Ø tub = 4" (barro cocido , AºCº, HºCº, PVC)
V liquido = A x B x H = 0,90 x 1,80 x H = 1,5 m3 ?? H = 0,93 m
(limpieza cada dos años)
Al incrementar el número mínimo de personas a servir, aumentaremos la capacidad de la CS a razón de 150 litros / habitante x año /limpieza Valor que disminuirá a 100 litros / habitante x año / limpieza con un aumento considerable de personas servidas
Una altura de líquido (h) conveniente para CS domiciliaria es : h = 1,20 m
No debe exceder de los límites de entorno:
0,80 m <= h <= 1,60 m
El límite inferior de 0,80 m contempla la altura necesaria para la acumulación de los lodos y el valor superior limita la profundidad de los líquidos en la cámara, evitando que ésta sea muy profunda, lo cual torna inconvenientemente pequeñas las dimensiones ancho y largo, lo que posibilita la formación de una corriente directa desde la entrada a la salida de líquidos y disminuye el período de retención.
En las CS muy rasas, la sección transversal reduce mucho la acumulación de los lodos. Debemos cuidar que la distancia entre la superficie de la capa de lodo y el fondo de la "T" de salida de la cámara, no sea inferior a 0,30 m.
Recomiéndese los siguientes valores:
PROFUNDIDAD h DE LA CÁMARA DISTANCIA LIMITE
0,80 m 0,30 m
1,20 m 0,40 m
1,60 m 0,50 m
Con esto, pretendemos tener el máximo espacio para almacenamiento de los lodos, sin por ello perjudicar la zona del líquido clarificante y la costra de espuma superior.
La CS muy anchas posibilitan la formación de zonas muertas próximas a las paredes laterales, reduciéndose en ciertas formas la capacidad de la cámara. Las demasiado estrechas, originan aumento de la velocidad de pasaje del líquido y perjudican así la sedimentación.
3) FUNCIONAMIENTO Y PROCESO
La CS es un tanque de sedimentación, cerrado, destinado a recibir los líquidos cloacales y retenerlos durante un período determinado, en el cual se procesa la separación de la materia sólida en suspensión de la parte líquida, su sedimentación al fondo y descomposición anaerobia (digestión ), proceso bioquímico por el cual la materia orgánica es gasificada, licuada y mineralizada, o sea, transformada en compuestos simples y más estables, "lodo".
Las partículas más leves flotan en la superficie del líquido y forman la "costra o espuma" superior. La zona intermedia, ocupada por la parte líquida, que paulatinamente se desprende de la materia sólida en suspensión, es el llamado "liquido clarificante" que al salir de la cámara constituye "el efluente".
El "lodo" que se deposita, comienza a sufrir la acción de las bacterias "anaerobias" presentes en el líquido cloacal, que originan un proceso de descomposición.
Esa misma acción tiene lugar en la "costra", aunque no tan rápidamente.
Los sólidos orgánicos sedimentados, por efecto de los procesos de digestión, producen gases que forman burbujas en el lodo. Esas burbujas escapan y ascienden transportando porciones livianas de lodo y chocan con la "costra o espuma" superior. Los gases tratan de escapar liberando parte del material que transportan, al cual desciende nuevamente. Otra parte de esos sólidos queda definitivamente integrando la capa superior y aumentando así la costra.
Funciones que realiza la CS durante el proceso de funcionamiento:
a) Tratamiento primario de decantación: retención de los líquidos cloacales por un período determinado, sedimentación de materia liviana que flota y forma la "espuma", especialmente substancias grasas.
b) Acción del Medio Séptico: durante el período de retención, el material líquido remanente sufre una alteración sensible en su naturaleza y puede haber una reducción acentuada en el número de organismos patógenos intestinales presentes. Sin embargo diremos que la CS no
tiene por función disminuir el porcentaje de bacterias patógenas intestinales y aclaremos que el líquido efluente está lejos de presentar las características de líquido depurado, que muchos le atribuyen. En cambio suele contener bacterias anaerobias que no se encontraban en el líquido afluente y que se desarrollaron en el medio favorable del interior de la cámara. El "efluente" de la CS, debido en parte al material orgánico en suspensión y no retenido en ella, presenta un
color oscuro y olor fétido del proceso de putrefacción que se realiza.
Debemos señalar que es peligroso y antiestético, luego es indispensable darle una deposición final adecuada de manera de oxidar y tornar inofensiva la materia orgánica en él contenida.
c) Digestión de los lodos: los lodos acumulados en el fondo de la cámara y la costra superior o espuma, sufren una descomposición anaerobia o digestión, transformándose parcialmente en sales disueltas en líquido y gases.
Eficiencia : la eficiencia de una CS es constatada en función del porcentaje de sólidos en suspensión retenidos, muy importante para la deposición del efluente por absorción en el suelo, reducción de DOB (demanda bioquímica de oxígeno), retención de materia grasa, cloruros, nitrógeno amoniacal, etc.
Los porcentajes de reducción varían notablemente con las condiciones del proyecto (forma de la CS, divisiones, capacidad, cantidad de lodo acumulado, período de limpieza, adición de lodo hasta cantidad óptima, etc), construcción, funcionamiento y mantenimiento de la cámara. Podemos obtener una eficiencia mayor, mediante el empleo de ciertos dispositivos en condiciones especiales de funcionamiento.
Una CS convenientemente proyectada, construida y bien operada, puede reducir en más de 60 % los sólidos en suspensión y en un 50% la cantidad de OB.
Lodo y espuma: las cantidades acumuladas de ambos, al cabo de un cierto tiempo de estacionamiento, son variables y dependen de las características de los líquidos cloacales afluentes. Las variaciones dependen, por lo tanto, de las costumbres y hábitos higiénicos de las personas servidas, del clima, de la estación del año, etc.
También algunos autores estiman el volumen de lodo y espuma en función, no del número de habitantes servidos, sino tomando por base el número de dormitorios de la vivienda. Otros recomiendan fijar valores para casos extremos que pudieran presentarse.
Las experiencias demuestran que el valor en litros/ habitante x año del primer año, baja aproximadamente a la mitad, debido a la digestión y compactación sufrida por los lodos, algunos años después y con funcionamiento continuo de la cámara.
La capacidad tiene también mucha influencia en dicha acumulación.
Resumiendo:
V lodo acumulado está en función de las características de los líquidos cloacales, capacidad de la cámara séptica, años de funcionamiento s/ limpieza, mantenimiento, etc.
Un valor razonable es entonces, como ya se ha visto:
V lodo + espuma = 45 litros / habitantes x año.
Se aconseja para CS domiciliaria:
V lodo + espuma = 50 litros / habitantes x año
Este valor disminuye para casos de sistemas con mayor número de personas servidas.
4) MATENIMIENTO Y CUIDADOS
Para obtener una correcta deposición, desde el punto de vista sanitario, de las excretas y en general, de las aguas residuales domiciliarias, mediante el empleo de los sistemas con CS, como así también el mantenimiento, debemos ajustarnos a las recomendaciones establecidas por los estudios y experiencias.
Estos cuidados son en realidad muy simples, pero deben observarse estrictamente.
La negligencia en el mantenimiento del sistema es causa de frecuentes inconvenientes que comúnmente se observan y de hecho valdrá muy poco el sistema por más bien proyectado y construido que se encuentre, si no va acompañado de estas previsiones.
En el funcionamiento y mantenimiento de la CS y deposición de sus efluentes, son importantes los siguientes aspectos:
a)Naturaleza de los líquidos afluentes y detergentes: se admite la descarga al sistema de los residuos cloacales domésticos. Se debe evitar la introducción de las aguas pluviales, líquidos residuales industriales y aguas de infiltración superficial y subterránea. Los líquidos residuales industriales no son admitidos cuando sus condiciones físicas (temperatura) y las substancias químicas que contienen, pueden alterar el proceso en la CS o perjudicar el líquido efluente.
b)Efecto de los desinfectantes y detergentes: si los líquidos residuales contienen jabones o detergentes usuales y en proporciones comúnmente utilizados, no se interrumpe el proceso. No debe agregarse bajo ningún concepto soda cáustica, pues destruye la flora bacteriana en la cámara y produce la colmatación de los suelos arcillosos.
Actualmente, los detergentes sustituyen a los jabones comunes en el lavado de ropa y utensilios de cocina, su uso en las proporciones debidas no es perjudicial para el funcionamiento de las CS. El daño causado por los detergentes de uso industrial no es muy importante, siendo la proporción de detergentes más del doble que la del jabón expresada en ppm-(partes por millón)- y con escasos efectos de colmatación del suelo.
c)Comienzo del proceso de digestión: se debe a la acción de las bacterias anaerobias contenidas en los líquidos cloacales.
La presencia de esas bacterias en un tanque nuevo o recién limpiado, facilita y acelera la digestión.
Es recomendable dejar una porción de barro digerido después de la operación de limpieza y también agregar alguna cantidad de lodo digerido como cultivo, para acelerar la multiplicación de bacterias y normalizar el proceso.
En la CS nuevas se acelera el proceso de puesta en marcha efectiva con cultivos de lodos en digestión (20 a 25 litros).
En sustitución del lodo se usa el estiércol en fermentación de los establos. La investigaciones realizadas indican que la acción de los fermentos es ineficaz.
d)Vida útil de la CS: la limpieza es una cuestión muy importante y por no prestársele la atención que merece, es que suceden innumerables inconvenientes. Casi siempre la limpieza de la CS se efectúa cuando su capacidad de almacenamiento de lodo ha sido colmatada y el efluente causado daños importantes al suelo por saturación.
Cuando se sospeche algún inconveniente, se deberá investigar la CS por intermedio de sus tapas superiores de inspección y limpieza. Como regla general, la CS deberá ser limpiada cuando el espesor del lodo más la costra o capa superior, alcancen a 0,50 m. También la presencia de sólidos sedimentables en el líquido efluente, tornándolo oscuro y fétido, nos indica de manera concluyente que la capacidad de la cámara está colmatada, por lo tanto, necesita limpieza.
La operación de limpieza consiste en la extracción de los lodos sedimentables y de la costra superior, que se efectúa por bombeo o en forma manual, a través de las tapas de inspección y limpieza. Muchas veces se encuentra la capa sombrero o costra sumamente endurecida debiendo romperse para efectuar la operación. Sólo se dejará en el tanque la cantidad de lodo necesaria para la continuidad del proceso biológico. Los lodos extraídos deberán ser convenientemente dispuestos o previo secado y molido, utilizarse como abono naturales. La CS es la unidad más importantes de los sistemas semidinámicos y tiene por finalidad obtener un líquido exento de sólidos para su mejor infiltración en el suelo.
El suelo es un medio muy sensible a los caudales de los efluentes lanzados en el, o susceptible de sufrir daños debido a los cambios en las características de los líquidos cloacales considerados.
5) EFLUENTE Y DEPOSICION FINAL
GENERALIDADES: el efluente de una CS es un líquido insanitario, potencialmente contaminado, de olor y aspecto desagradable y que no puede ser lanzado indiscriminadamente en cualquier lugar, sin graves riesgos para la salud pública y confort de la comunidad. Contiene materia orgánica en gran cantidad y en proceso de putrefacción, consecuentemente, tiene un DOB elevado.
Decimos potencialmente contaminado, por las bacterias patógenas, cistos y huevos de helmintos que habitualmente contiene.
La deposición adecuada de los efluentes de estos sistemas, se basa en las siguientes razones:
a) Sanitarias: Contaminación de terrenos ocupados por viviendas o cultivados para alimentación del hombre.
Contaminación de fuentes de agua sin capacidad autodepuradora.
b)Económicas: Protección del valor de las propiedades.
Protección de la calidad del agua para las industrias.
c)Estéticas: Eliminación de olores y aspectos desagradables.
Sistemas de disposición para efluentes: la práctica de lanzarlos en cursos de agua no es satisfactoria, por la polución o contaminación que puede acarrear. Además, no siempre se cuenta con un curso de agua receptora en las proximidades.
El lanzamiento superficial, tampoco es aconsejable, por los inconvenientes anteriormente señalados.
El tratamiento del efluente, en filtros de arena, lechos percoladores y filtros biológicos de baja capacidad, es de práctica efectuarlo aunque razones económicas impiden recomendarlo para la gran mayoría de los casos, en los cuales, la CS es usada en sistemas domiciliarios o pequeñas instituciones con reducido número de personas a servir.
Corresponde ahora indicar, que el destino final de los efluentes, debe ser la infiltración en el terreno, existiendo los siguientes sistemas:
a)Pozos negros: son excavados hasta alcanzar la napa freática, produciendo la contaminación de la misma. Constituyen una solución condenable desde el punto de vista sanitario, pues originan riesgos de posible contaminación de los edificios cuya fuente de abastecimiento de agua es esta misma napa freática.
Los efluentes en el pozo negro sufren acción anaeróbica, putrefacción, con desprendimiento de malos olores y atracción de insectos. Por todos los motivos expuestos, desecharemos definitivamente este método de deposición.
b) Pozos absorbentes:
c) Irrigación sub-superficial, campo nitrificante (sistemas sanitarios recomendados).
d) Zanjas filtrantes.
Luego de estudiar las características del suelo y los ensayos de infiltración, trataremos en particular los sistemas de deposición b), c) y d) que recomendamos.
Desde el punto de vista estrictamente técnico, el proyecto del sistema de deposición por absorción del suelo, depende de varios factores: características del efluente de la CS, volumen de líquido a ser absorbido por el suelo, clima de la región y principalmente las características propias del suelo, que pasaremos a tratar a continuación.
ESTUDIOS DE LOS SUELOS – ENSAYOS DE INFILTRACIÓN:
Todo sistema de deposición del efluente de una CS que no se base en las características de absorción del suelo, estará, probablemente, destinada al fracaso. El problema consiste en determinar el área de terreno necesario para la absorción del efluente de un determinado sistema, de modo que la materia orgánica presente, sea oxidada y se torne inofensiva, mediante la acción de las bacterias aerobias del suelo.
La capacidad de absorción del suelo, es también una característica importante que interesa mucho en cuestiones de drenaje y en problemas de explotación agrícola – ganadera.
Existen varios procesos para el reconocimiento de esa característica, pero todos ellos sujetos a limitaciones:
-Estimación de la permeabilidad en términos de textura del suelo, es decir de las proporciones de arena, silice y arcilla existentes. El tamaño de las partículas determina el tamaño de los poros del suelo, los cuales fijan el movimiento del agua a través de los mismos. Cuanto mayores sean las partículas del suelo, mayores serán los poros y más rápida la absorción.
-La estructura de un suelo se reconoce por la manera de fragmentarse. Hay suelos que no tienen estructura. En general, conocemos tres tipos principales de estructuras:
-cúbica, en suelo fuertemente permeable.
-prismática, caso intermedio.
-laminar, suelos pocos permeables.
Sin embargo hay excepciones. Prácticamente consideramos, que la existencia de estructura en el suelo, es índice de buenas condiciones de permeabilidad.
-El color como indicador de la permeabilidad del suelo:suelos que, en corte, presentan coloración de marrón –rojiza a amarilla, indican procesos de oxidación, movimientos de aire y agua en su seno, resultan permeables.
Suelos cenicientos en las capas superficiales y oscuros en las inferiores, indican poco movimiento de aire y agua en su interior y gran compactación .
En la técnica sanitaria se emplea el "Ensayo de infiltración" o "Percolation test" que estima cuantitativamente la capacidad de absorción de los suelos.
Se recomienda el propuesto por Henry Ryon en 1926, que, con ligeras modificaciones, hoy en día es el mejor sistema.
Con ese procedimiento medimos la velocidad de infiltración del agua limpia en el suelo y mediante relaciones empíricas, la velocidad de infiltración del efluente en ese suelo y el área necesaria.
"TEST DE RYON"
a) Excavar un pozo de sección cuadrada de 0,36 m de lado, a la profundidad que se pretende lanzar el efluente. Para el caso de un Pozo Absorbente, a mitad de la profundidad que se le dará.
b) Llenar el pozo con agua limpia .
c) A partir del momento que el nivel del agua haya descendido a una profundidad de 0,15 m de la superficie, medir y promediar el tiempo que lleva para bajar cada 0,025 m = 1", que es el tiempo de infiltración "t".
Las modificaciones propuestas, con la finalidad de colocarnos en condiciones más reales y facilitar el ensayo, son:
a) Sustituir el pozo cuadrado por uno circular de Ø = 0,10 m.
b) Saturar completamente el suelo, antes de efectuar el ensayo.
c) Colocarnos a favor de la seguridad tomando t = mayor tiempo medido correspondiente a la menor velocidad de infiltración medida. (t ya no es el promedio de los tiempos medidos)
La experiencia indica que hay una disminución del 20% en la capacidad de absorción de los suelos, al cabo de año y medio de recibir los efluentes.
Es necesario efectuar varios ensayos, dentro del área escogida de infiltración.
Varios autores hacen notar, la conveniencia de actualizar las relaciones establecidas por Ryon, sus fórmulas y tablas, pero que esto no va a poder ser efectuado, hasta no estudiar las nuevas características de los líquidos cloacales con el uso de los detergentes, causa de la colmatación de los suelos y los efectos de los detergentes sobre los mismos.
TABLA DE RYON con los "t" de INFILTRACIÓN para DIVERSOS TIPOS de
SUELOS
Tipos de suelos "t"
Arena gruesa limpia 13 seg a 1 min
Ceniza o carbón 30 seg a 1 min
Cascajos y arcilla o poros vacíos 13 seg a 45 seg
Arena fina 2 min a 5 min
Arena con arcilla 5 min a 10 min
Arcilla con un poco de arena 30 min a 60 min
Arcilla compacta o roca descompuesta 2 hs a 5 hs
Sistema de disposición para efluentes de Cámara séptica por infiltración:
b)Pozos absorbentes: Es un pozo excavado de Ø mayor a 1,20m. Puede estar calzado en mampostería de ladrillo, pero sin mortero para permitir la infiltración de los líquidos al terreno. El fondo debe quedar a más de 1 metro, como mínimo, por encima de la capa freática, a fin de no contaminarla.
Es el sistema más apropiado para suelos muy permeables, por la absorción que produce y de uso muy difundido, por razones de economía y espacio necesario para su construcción.
Para determinar su capacidad de infiltración en el suelo, debe realizarse el "test" de percolación. Se considera área de absorción la superficie lateral del pozo, solamente. El fondo no es considerado porque se impermeabiliza rápidamente.
La separación mínima entre dos pozos absorbentes, se recomienda que sea de 3 metros, a fin de evitar la interferencia entre ellos.
Caudal admisible de líquidos cloacales:
Q (litros / dm2 x día) = 2,8 / ("t") ½
EFLUENTES DE CÁMARAS SÉPTICAS DOMICILIARIAS
Tipo de suelo Área de absorción necesaria
Por dormitorio
Arena gruesa o pedregullo 1,80 m2
Arena fina 2,80 m2
Arena con arcilla 4,50 m2
Arcilla con mucha arena o pedregullo 7,40 m2
Arcilla con poca arena o pedregullo 14,90 m2
Tipo de suelo Área de absorción necesaria
Por dormitorio
Arcilla compacta, roca u otras Solución impracticable por Formaciones impermeables pozo absorbente.
En el caso de escuelas, pequeñas instituciones y para terrenos normales, el área
de absorción necesaria se toma entre los valores 0,2 m2 a 1 m2 por persona y por día, según
recomendaciones.
Es aconsejable, cualquiera que haya sido el resultado del ensayo de infiltración, que la capacidad del pozo absorbente a proyectar, no sea nunca inferior a la capacidad de la CS cuyo efluente recibirá.
c)Irrigación sub superficial o campo nitrificante: es el sistema más conveniente desde el punto de vista sanitario, para la deposición de los efluentes de la CS, que deberá ser preferido siempre que las condiciones de permeabilidad y área disponible lo permita.
Es un sistema de canalizaciones distribuidoras colocadas a poca profundidad de la superficie (zona de intensa actividad de las bacterias) que tiene por finalidad dispersar el efluente de la CS en el terreno donde la materia orgánica en el presente, es oxidada y estabilizada.
La oxidación se efectúa por acción de las bacterias aerobias "nitrificantes" presentes en el suelo y concluye con la estabilización de la materia orgánica en compuestos minerales simples e inertes.
Este sistema exige áreas grandes comparadas con la de los pozos absorbentes y por lo tanto resulta antieconómico. Su aplicabilidad y eficacia es función de la capacidad de absorción del suelo.
Órganos que constituyen el sistema:
-Tubería de evacuación del efluente de la CS que lleva a éste a la caja de distribución.
-Caja o cámara de distribución, donde el efluente de la CS es conducido hacia las líneas de irrigación. Tiene por función regularizar e igualar los caudales de escurrimiento en todas las líneas de irrigación y sirve de cámara de inspección destinada a verificar las características del efluente.
-Línea de irrigación, que distribuyen el efluente en la capa sub-superficial del suelo, donde es absorbido y mineralizado por oxidación. El conjunto de las líneas de infiltración constituye el "campo" de deposición final o nitrificante.
Deben efectuarse ensayos de infiltración para determinar las características de permeabilidad del suelo, el número y longitud de las líneas de irrigación a construir y ancho inferior de las zanjas, es decir el área de absorción necesaria.
Recomiéndase que la línea de irrigación sub-superficial tenga una extensión no mayor de 30 metros y preferiblemente, que no exceda de 20 metros. Si hubiere necesidad de mayores extensiones o las dimensiones del terreno disponible no permiten la construcción de la línea con la longitud necesaria, se recomienda el empleo de más de una línea.
Valores adoptados:
"t" (minutos) Área absorción en el fondo de las zanjas CS domiciliarias CS institucionales
m2/ dormitorios m2 / persona
2 4,50 0,80
3 5,50 1,00
4 6,50 1,10
5 7,50 1,20
10 9,00 1,70
15 12,00 2,00
30 16,50 2,80
60 22,00 3,50
> 60 No se aconseja
Se recomienda para cámara séptica domiciliaria:
Area mínima = 13,50 m2 ?? longitud = 30 metros, con zanjas de 0,45 metros de ancho inferior.
Dato práctico:
La longitud es función del Nº de personas y capacidad de la cámara séptica.-
Cámara Séptica domiciliaria:
Longitud unitaria = 7 – 10 metros / persona
Cámara Séptica Institucional:
Longitud unitaria = 1 – 4 metros / persona
Recomendaciones útiles:
-Todas las líneas deben ser de igual longitud y partir de la misma cota con respecto al fondo de la cámara de distribución.
-Las líneas deben ser paralelas a la superficie del terreno.
-Las líneas pueden terminar en pozos rasos de Ø = 0,90 metros llenos de carbón o cascajo, para favorecer la ventilación.
-Evitar árboles en el campo nitrificante, cuyas raíces pueden dañar las tuberías.
-Cubrir el campo con césped, que favorece la absorción del efluente y lo expele por transpiración, cultivar jardines, pero nunca huertos, por razones sanitarias.
-Construcción de campos nitrificantes que trabajen alternativamente.
-Emplear cámaras dosificadoras con sifones automáticos que permiten descanso y aireación del suelo. Se los emplea para pequeñas instituciones por razones económicas.
-Las cámaras dosificadoras con sifón automático se emplean cuando la longitud total de las líneas es igual o mayor 150 metros o la cámara séptica tiene capacidad igual o mayor a 5000 litros.
-Las descargas de las cámaras con sifón automático deben efectuarse cada cuatro horas como máximo.
-Las líneas deben encontrarse a más de 30 metros de la fuente de agua.
-Cuando el suelo es fuertemente arcilloso o de muy baja la capacidad de absorción, con "t" igual o mayor a 60 minutos, no se usará este sistema y se sustituirá por el de "zanja o trinchera filtrante".
d)Zanjas filtrantes: se emplean cuando "t" = 60 minutos.
Consiste en una doble tubería, superpuesta, pero separada por una capa o lecho de arena intermedia de 0,75 metros, colocadas en una misma zanja. Dicha tubería es porosa, cribada o a juntas separadas, funcionando, la superior como una verdadera línea de irrigación de los efluentes sépticos provenientes de la cámara séptica y la inferior, como un sistema de drenaje colectando el líquido dispersado por la superior, luego de haber sufrido una filtración en la cámara de arena. Este efluente es conducido a un pozo de descarga, como ser un curso de agua, pozo absorbente, etc, y presenta un alto grado de depuración.
La arena que constituye el lecho filtrante, debe poseer las siguientes características:
Diámetro efectivo = 0,25 – 0,50 mm
C u. = 4
La "tasa de filtración admitida" = 50 litros / m2 de arena x día.
Se aplica a este sistema, las mismas recomendaciones que para la irrigación
sub-superficial.
Ahorro doméstico de energía
Los 160 millones de edificios de la Unión Europea representan el 40% del consumo de la energía primaria de Europa. Por tanto, el uso de energía en edificios representa la mayor contribución al uso de combustibles fósiles y a las emisiones de dióxido de carbono.
La operación diaria habitual que se hace en la vivienda puede conllevar a un ahorro considerable de energía si se cambian las actitudes y se es consciente del consumo real y del necesitado. En la mayoría de los casos basta con la elección de un electrodoméstico de bajo consumo, o de una racionalización del consumo de la calefacción, del aire acondicionado y del agua caliente. El aislamiento térmico del edificio va a desempeñar un papel fundamental en la reducción del nivel de demanda energética. La casa pasiva tiene un requerimiento de energía primaria inferior a 120 kWh / m2 y año.
Los electrodomésticos tienen mucha importancia en el ahorro de energía doméstico. En la Unión Europea la mayoría de ellos tiene un etiquetado especial denominado etiqueta energética que indica su eficiencia en el consumo y lo respetuoso que es un aparato con el medio ambiente. No todos los electrodomésticos poseen la etiqueta, sólo aquellos que consumen mucho o que pasan encendidos gran parte de su vida útil y son: frigoríficos y congeladores, lavadoras, lavavajillas, secadoras, lavadoras-secadoras, fuentes de luz domésticas, horno eléctrico, y aire acondicionado.
Exterior de un sistema de aire acondicionado moderno (Unidad dividida o tipo "split").
La normativa europea expresa la eficiencia energética de los electrodomésticos en una escala de 7 clases de eficiencia, y se identifican mediante un código de color y letras que van desde el verde y la letra A, para los equipos con mayor eficiencia, hasta el color rojo y la letra G para los equipos de menor eficiencia. Un electrodoméstico de clase A puede llegar a consumir un 55% menos que el mismo en una clase media, la elección de un electrodoméstico con esta información puede suponer un ahorro económico.5
Redes de sensores se pueden utilizar para controlar el uso eficiente de la energía, como el caso de Japón.
Climatización con aire acondicionado
El mantenimiento de una temperatura adecuada en la vivienda es uno de los factores que más consumo y derroche de electricidad supone si no se toman las medidas adecuadas, como por ejemplo tener bien aisladas del exterior las habitaciones con vidrios de aislamiento térmico, toldos y persianas, tener una temperatura en la vivienda u oficina que no sea inferior a 25 °C en verano o superior a 20 °C en invierno. Desconectar el climatizador cuando no haya nadie en la zona climatizada. Ventilar la casa cuando la diferencia de temperatura con el exterior sea menor, es decir a primeras horas de la mañana en verano y al mediodía en invierno.
Iluminación
El empleo de bombillas de bajo consumo supone un ahorro de hasta un 80% respecto a las convencionales.
Utilizar bombillas de bajo consumo en aquellas dependencias de la vivienda que tengan que permanecer mucho tiempo encendidas. Siempre que sea posible, aprovechar la iluminación natural. Usar la luz solo cuando se necesite. No dejar luces encendidas en habitaciones que no se estén utilizando. Las lámparas halógenas consumen mucha más energía que otros tipos de bombillas y disipan más calor. Los tubos fluorescentes duran hasta 10 veces más que las bombillas tradicionales y son muy eficientes energéticamente, si se va a tener una lámpara fluorescente apagada menos de 20 minutos, es mejor dejarla encendida. Si se tiene iluminación exterior en un jardín, controlar su funcionamiento mediante un programador o interruptor crepuscular.
Existen nuevas tecnologías de luminarias como los diodos emisores de luz (LED), así como diversas tecnologías de control de la iluminación : regulación de potencia, sensores de proximidad, combinación luz natural – luz artificial, doble iluminación e iluminación selectiva.6
Cocina
Aspecto exterior de una cocina de inducción.
Usar siempre cacerolas y sartenes de diámetro algo mayor que la placa o zona de cocción y tapar siempre las cacerolas porque la cocción es más rápida. Utilizar recetas de cocina que no gasten mucha energía. Utilizar baterías de cocina con fondo difusor de calor. Utilizar siempre que se pueda ollas a presión porque consumen menos energía y ahorran mucho tiempo. Aprovechar el calor residual en las vitrocerámicas. Una vez hirviendo, reducir al mínimo, pues una ebullición vívida no implica una mayor temperatura y, por tanto, no acorta el tiempo de cocción. Las cocinas de inducción, consumen mucha menos electricidad que las vitrocerámicas.
En las viviendas que tengan una orientación adecuada con ventanas o terrazas soleadas, se pueden utilizar hornos solares de acumulación, cocinan a fuego lento conservando muchas propiedades de los alimentos. El tiempo de cocción es el doble que en un horno normal, pero el coste de energía es cero. Tienen poca potencia y esto hace que no se queme la comida. Son muy buenos para cocidos, asados, guisos…. Muchos usuarios dejan la comida dentro por la mañana antes de ir a trabajar, y a mediodía cuando vuelven está lista para comer. No es necesario vigilarla.
Hay empresas que venden hornos solares, aunque su precio es alto. Existe la posibilidad de hacerse uno por poco dinero, y utilizando materiales baratos (madera, cristal, papel de aluminio, y un aislante térmico como el cartón o el papel).
Frigorífico y congelador
El frigorífico es el electrodoméstico de los hogares que consume más electricidad, haciendo un uso racional del mismo se consigue un buen ahorro.
Regular la temperatura del aparato según las instrucciones del fabricante (un grado centígrado más de frío supone un aumento del 5% en el consumo de energía). Instalar estos electrodomésticos lo más lejos posible de los focos de calor (sol, horno, etc.). No introducir alimentos calientes en el frigorífico o en el congelador: dejándolos enfriar fuera, se ahorra energía. Mantener las puertas abiertas el menor tiempo posible y comprobar que cierran correctamente. Cuando se compre un frigorífico o un congelador nuevo elegir un modelo "eficiente" y ecológico porque consumen menos energía que los convencionales.
Calefacción
Procurar que en la vivienda entre en invierno la mayor cantidad de sol posible; para ello es necesario subir las persianas los días soleados. El sol proporciona al hogar luz y calor gratis. Al anochecer cerrar las cortinas y bajar las persianas, porque reducirá la pérdida de calor. Si se cambian las ventanas durante una remodelación de la vivienda es aconsejable que las ventanas nuevas sean de doble acristalamiento. Instalando juntas o burletes en puertas y ventanas se podrán reducir las fugas de calefacción en un 10%, una vivienda bien aislada puede ahorrar hasta un 30% en gastos de calefacción (y hasta un 50% en viviendas unifamiliares). Para ventilar completamente una habitación 10 minutos son suficientes. Una temperatura de 20º en invierno resulta muy confortable. Por cada grado que se suba este nivel, gastarás innecesariamente un 10% más de energía. Utilizando la calefacción eléctrica, tendrás un control estricto de la temperatura de cada habitación. Utilizando equipos acumuladores de calor y contratando la tarifa nocturna se puede ahorrar más del 50% en el coste de calefacción. En determinados casos, también puede ser conveniente recurrir a la microcogeneración.
Agua caliente
El termo de agua caliente debe instalarse dentro de la vivienda, tan cerca de los puntos de uso como sea posible (cocina, cuarto de baño), si se utiliza la ducha en vez de la bañera se consume prácticamente la cuarta parte de agua y energía. Instalando una válvula mezcladora en la salida del termo, obtendrás el agua caliente a una temperatura constante, esto es, más comodidad y menos consumo. Si se regula el termo por encima de los 60 °C, reduce su duración y malgasta energía. Utilizando termos acumuladores de agua caliente y contratando la tarifa nocturna, se puede ahorrar más del 50% en el coste de agua caliente. Respecto del agua caliente puede emplearse también como ayuda la energía solar térmica, mediante uso de sistemas de almacenamiento de energía que retengan el calor para que el agua caliente esté disponible la mayor parte de tiempo posible.
Horno
Horno de microondas.
Procurar que la puerta de los hornos cierre bien durante su funcionamiento y no abrirlo innecesariamente porque cada vez que se abre se puede perder hasta un 20% del calor acumulado. Utiliza el reloj programador avisador del tiempo de funcionamiento deseado porque es un modo muy efectivo de controlar el consumo de energía. Los hornos microondas consiguen un gran ahorro de tiempo y energía respecto a los hornos y placas convencionales y son más limpios. Los hornos microondas no deben usarse con recipientes metálicos.
Lavadora y secadora
Lavadora.
Siempre que se pueda, hay que usar programas de lavado a temperaturas lo más baja posibles, muchos detergentes son eficaces con lavados en frio. Una colada a 60 °C en lugar de 90 °C reduce el gasto energético a casi la mitad. Utilizar al máximo la capacidad de tu lavadora (o secadora) con dicha práctica se reduce mucho el consumo de agua, detergente y energía, además se alarga de forma considerable la vida del electrodoméstico. Si se compra una lavadora nueva, elegirla con centrifugado de alta velocidad. La ropa saldrá escurrida y reducirás el tiempo de uso de la secadora. Un centrifugado de la lavadora a 1.200 revoluciones, en vez de a 700, reduce el consumo de la secadora en un 20%. Aún así, de ser posible, es recomendable no usar secadora, sino extender la ropa para que se seque al aire.
Lavavajillas
Aprovechar al máximo la capacidad del lavavajillas y selecciona el programa adecuado. Si no está lleno, se puede realizar un prelavado con agua fría ya que facilita el lavado posterior. Tener cuidado al colocar los utensilios ya que el agua debe circular entre ellos con facilidad. Usa los niveles de sal y abrillantador recomendados. Hay que recordar que los programas económicos/ecológicos suelen ser los de mayor duración, en contra de lo que se puede pensar. Esto es debido a la reutilización de agua y al uso de temperaturas menores, por lo que el tiempo necesario para igualar el resultado de un lavado corto, es menor. Los programas cortos son los de mayor consumo tanto de agua como de electricidad.
Evitar el modo stand-by
Es conveniente apagar por completo los equipos eléctricos que no vayan a utilizarse ya que se calcula que el modo stand-by supone un 5-10% del consumo total, que podemos considerar del todo superfluo. En el caso de los equipos que no cuentan con botón de apagado, puede resultar útil utilizar regletas que sí lo tengan o un sistema eliminador de standby.
El ahorro en el transporte
Toyota Prius. Vehículo híbrido.Modelo 2010.
El sector del transporte es muy importante el ahorro de combustible mediante el aumento de la eficiencia de consumo de los vehículos y una adecuada gestión del combustible, mediante rutas más cortas, adecuado mantenimiento de la flota, conducción eficiente,etc. La reducción de costes de combustible aumenta los beneficios.
Usar la bicicleta en desplazamientos menores de 5 km implica no gastar combustible, no generar ruido, no emitir gases, y ocupar muy poco suelo urbano.
Ahorro de energía en edificios
Esquema de la generación de agua caliente con una instalación de energía solar térmica.
El diseño de edificios debe considerar los aspectos de ahorro de energía, por ejemplo poniendo ventanales amplios mirando al sur (en el hemisferio norte y en latitudes medias y altas) para que los días de invierno la radiación solar caliente los recintos; aplicando un aislante térmico a las superficies del edificio, especialmente aquellas que componen la envolvente térmica del edificio (cubiertas, fachadas, forjados, etc.), para disminuir las fugas de calor; o instalando paneles solares que aumenten la independencia de la energía eléctrica.
En la Unión Europea existe una normativa aplicable a los edificios7 similar a la etiqueta energética de los electrodomésticos. La idea es construir edificios bioclimáticos encargados de aprovechar la energía del entorno.
Según el RD 1826/2009 y contemplado en el RITE (IT 3.8),los edificios y locales de más de 1000m2 están obligados a disponer un sistema de control y visualización pública en formato 420×297 con las medidas de temperatura y humedad en el recinto y estableciendo 21º como máxima en calefacción y 26º en acondicionamiento, antes de final del 2010.
Cuestiones acerca del ahorro de energía
Desde los inicios de la Revolución industrial en el siglo XVIII se ha debatido mucho acerca del ahorro de la energía. El pensador William Guillermo Stanley Jevons publicó en 1865 un libro titulado The Coal Question (La cuestión del carbón). En él enunció la Paradoja de Jevons: «aumentar la eficiencia disminuye el consumo instantáneo, pero incrementa el uso del modelo lo que provoca un incremento del consumo global». Una paradoja análoga a esta es la Paradoja del ahorro.
Referencias
? ¿Qué es la eficiencia energética? Programa País de Eficiencia Energética PPEE. Chile [10-5-2008]
? Eficiencia energética de los edificios Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 16 de diciembre de 2002, relativa a la eficiencia energética de los edificios [10-5-2008]
? http://www.leonardo-energy.org/espanol/?p=91
? Casas de muy bajo consumo energético
? Ahorro de energía en el hogar Iberdrola S.A. [10-5-2008]
? Eficiencia Energética en Iluminación
? Directiva 2002/91/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 16 de diciembre de 2002 relativa a la eficiencia energética de los edificios
Bibliografía
Scott Davis, Dana K. Mirick, Richard G. Stevens (2001) «Night Shift Work, Light at Night, and Risk of Breast Cancer» Journal of the National Cancer Institute. Vol. 93. n.º 20. pp. 1557-1562.
Bain, A., «The Hindenburg Disaster: A Compelling Theory of Probable Cause and Effect», Procs. NatL Hydr. Assn. 8th Ann. Hydrogen Meeting, Alexandria, Va., 11 de marzo-13, pp 125-128 (1997}
Gary Steffy, Architectural Lighting Design, John Wiley and Sons (2001) ISBN 0-471-38638-3
Lumina Technologies, Analysis of energy consumption in a San Francisco Bay Area research office complex, for (confidential) owner, Santa Rosa, Ca. May 17, 1996
Energía no renovable
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Energía no renovable se refiere a aquellas fuentes de energía que se encuentran en la naturaleza en una cantidad limitada y una vez consumidas en su totalidad, no pueden sustituirse, ya que no existe sistema de producción o extracción viable.
Los combustibles fósiles.
Los combustibles nucleares.
Contenido
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Combustible fósil
Un trozo de carbón, un tipo de combustible fósil.
Un frasco de petróleo natural, otro tipo de combustible fósil.
Son combustibles fósiles el carbón, el petróleo y el gas natural. Provienen de restos de seres vivos enterrados hace millones de años, que se transformaron bajo condiciones adecuadas de presión y temperatura.
El combustible fósil puede utilizarse directamente, quemándolo para obtener calor y movimiento en hornos, estufas, calderas y motores. También pueden usarse para electricidad en las centrales térmicas o termoeléctricas, en las cuales, con el calor generado al quemar estos combustibles se obtiene vapor de agua que, conducido a presión, es capaz de poner en funcionamiento un generador eléctrico, normalmente una turbina.
Ventajas
Son muy fáciles de extraer.
Su gran disponibilidad.
su gran continuidad.
Desventajas
Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y resultan tóxicos para la vida.
Se puede producir un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo
Al ser utilizados contaminan más que otros productos que podrían haberse utilizado en su sustitución.
Combustibles nucleares
Pueden ser combustibles nucleares el uranio y el plutonio, en general todos aquellos elementos físibles adecuados al reactor. Sirva de ejemplo los reactores de un submarino nuclear que deben funcionar con uranio muy enriquecido o centrales como la de Ascó o Vandellós que les basta con un enriquecimiento del 4,16%.
Son elementos químicos capaces de producir energía por fisión nuclear. La energía nuclear se utiliza para producir electricidad en las centrales nucleares. La forma de producción es muy parecida a la de las centrales termoeléctricas, aunque el calor no se produce por combustión, sino mediante la fisión de materiales fisibles.
Ventajas
Produce mucha energía de forma continua a un precio razonable.
No genera emisiones de gases de efecto invernadero durante su funcionamiento.
Desventajas
Su combustible es limitado.
Genera residuos radiactivos activos durante cientos de años.
Puede ocasionar graves catástrofes medioambientales en caso de accidente.
Algunas de ellas no están suficientemente desarrolladas tecnológicamente cómo el acero.
Historia de la electricidad
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Un fragmento de ámbar como el que pudo utilizar Tales de Mileto en su experimentación del efecto triboeléctrico. El nombre en griego de este material (e?e?t???, elektron) se utilizó para nombrar al fenómeno y la ciencia que lo estudia, a partir del libro De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure, de William Gilbert (1600).
Grabado mostrando la teoría del galvanismo según los experimentos de Luigi Galvani. De viribus electricitatis in motu musculari commentarius, 1792.
La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su uso práctico.
El fenómeno en sí, fuera de su relación con el observador humano, no tiene historia; y si se la considerase como parte de la historia natural, tendría tanta como el tiempo, el espacio, la materia y la energía. Como también se denomina electricidad a la rama de la ciencia que estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica, la historia de la electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa de su surgimiento y evolución.
Uno de sus hitos iniciales puede situarse hacia el año 600 a. C., cuando el filósofo griego Tales de Mileto observó que frotando una varilla de ámbar con una piel o con lana, se obtenían pequeñas cargas (efecto triboeléctrico) que atraían pequeños objetos, y frotando mucho tiempo podía causar la aparición de una chispa. Cerca de la antigua ciudad griega de Magnesia se encontraban las denominadas piedras de Magnesia, que incluían magnetita. Los antiguos griegos observaron que los trozos de este material se atraían entre sí, y también a pequeños objetos de hierro. Las palabras magneto (equivalente en español a imán) y magnetismo derivan de ese topónimo.
La electricidad evolucionó históricamente desde la simple percepción del fenómeno, a su tratamiento científico, que no se haría sistemático hasta el siglo XVIII. Se registraron a lo largo de la Edad Antigua y Media otras observaciones aisladas y simples especulaciones, así como intuiciones médicas (uso de peces eléctricos en enfermedades como la gota y el dolor de cabeza) referidas por autores como Plinio el Viejo y Escribonio Largo,1 u objetos arqueológicos de interpretación discutible, como la Batería de Bagdad,2 un objeto encontrado en Iraq en 1938, fechado alrededor de 250 a. C., que se asemeja a una celda electroquímica. No se han encontrado documentos que evidencien su utilización, aunque hay otras descripciones anacrónicas de dispositivos eléctricos en muros egipcios y escritos antiguos.
Esas especulaciones y registros fragmentarios son el tratamiento casi exclusivo (con la notable excepción del uso del magnetismo para la brújula) que hay desde la Antigüedad hasta la Revolución científica del siglo XVII; aunque todavía entonces pasa a ser poco más que un espectáculo para exhibir en los salones. Las primeras aportaciones que pueden entenderse como aproximaciones sucesivas al fenómeno eléctrico fueron realizadas por investigadores sistemáticos como William Gilbert, Otto von Guericke, Du Fay, Pieter van Musschenbroek (botella de Leyden) o William Watson. Las observaciones sometidas a método científico empiezan a dar sus frutos con Luigi Galvani, Alessandro Volta, Charles-Augustin de Coulomb o Benjamin Franklin, proseguidas a comienzos del siglo XIX por André-Marie Ampère, Michael Faraday o Georg Ohm. Los nombres de estos pioneros terminaron bautizando las unidades hoy utilizadas en la medida de las distintas magnitudes del fenómeno. La comprensión final de la electricidad se logró recién con su unificación con el magnetismo en un único fenómeno electromagnético descrito por las ecuaciones de Maxwell (1861-1865).
El telégrafo eléctrico (Samuel Morse, 1833, precedido por Gauss y Weber, 1822) puede considerarse como la primera gran aplicación en el campo de las telecomunicaciones, pero no será en la primera revolución industrial, sino a partir del cuarto final del siglo XIX cuando las aplicaciones económicas de la electricidad la convertirán en una de las fuerzas motrices de la segunda revolución industrial. Más que de grandes teóricos como Lord Kelvin, fue el momento de ingenieros, como Zénobe Gramme, Nikola Tesla, Frank Sprague, George Westinghouse, Ernst Werner von Siemens, Alexander Graham Bell y sobre todo Thomas Alva Edison y su revolucionaria manera de entender la relación entre investigación científico-técnica y mercado capitalista. Los sucesivos cambios de paradigma de la primera mitad del siglo XX (relativista y cuántico) estudiarán la función de la electricidad en una nueva dimensión: atómica y subatómica.
Multiplicador de tensión Cockcroft-Walton utilizado en un acelerador de partículas de 1937, que alcanzaba un millón de voltios.
La electrificación no sólo fue un proceso técnico, sino un verdadero cambio social de implicaciones extraordinarias, comenzando por el alumbrado y siguiendo por todo tipo de procesos industriales (motor eléctrico, metalurgia, refrigeración…) y de comunicaciones (telefonía, radio). Lenin, durante la Revolución bolchevique, definió el socialismo como la suma de la electrificación y el poder de los soviets,3 pero fue sobre todo la sociedad de consumo que nació en los países capitalistas, la que dependió en mayor medida de la utilización doméstica de la electricidad en los electrodomésticos, y fue en estos países donde la retroalimentación entre ciencia, tecnología y sociedad desarrolló las complejas estructuras que permitieron los actuales sistemas de I+D e I+D+I, en que la iniciativa pública y privada se interpenetran, y las figuras individuales se difuminan en los equipos de investigación.
La energía eléctrica es esencial para la sociedad de la información de la tercera revolución industrial que se viene produciendo desde la segunda mitad del siglo XX (transistor, televisión, computación, robótica, internet…). Únicamente puede comparársele en importancia la motorización dependiente del petróleo (que también es ampliamente utilizado, como los demás combustibles fósiles, en la generación de electricidad). Ambos procesos exigieron cantidades cada vez mayores de energía, lo que está en el origen de la crisis energética y medioambiental y de la búsqueda de nuevas fuentes de energía, la mayoría con inmediata utilización eléctrica (energía nuclear y energías alternativas, dadas las limitaciones de la tradicional hidroelectricidad). Los problemas que tiene la electricidad para su almacenamiento y transporte a largas distancias, y para la autonomía de los aparatos móviles, son retos técnicos aún no resueltos de forma suficientemente eficaz.
El impacto cultural de lo que Marshall McLuhan denominó Edad de la Electricidad, que seguiría a la Edad de la Mecanización (por comparación a cómo la Edad de los Metales siguió a la Edad de Piedra), radica en la altísima velocidad de propagación de la radiación electromagnética (300.000 km/s) que hace que se perciba de forma casi instantánea. Este hecho conlleva posibilidades antes inimaginables, como la simultaneidad y la división de cada proceso en una secuencia. Se impuso un cambio cultural que provenía del enfoque en "segmentos especializados de atención" (la adopción de una perspectiva particular) y la idea de la "conciencia sensitiva instantánea de la totalidad", una atención al "campo total", un "sentido de la estructura total". Se hizo evidente y prevalente el sentido de "forma y función como una unidad", una "idea integral de la estructura y configuración". Estas nuevas concepciones mentales tuvieron gran impacto en todo tipo de ámbitos científicos, educativos e incluso artísticos (por ejemplo, el cubismo). En el ámbito de lo espacial y político, "la electricidad no centraliza, sino que descentraliza… mientras que el ferrocarril requiere un espacio político uniforme, el avión y la radio permiten la mayor discontinuidad y diversidad en la organización espacial".4
Aerogenerador
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Esquema de una turbina eólica:1. Cimientos2. Conexión a la red eléctrica3. Torre4. Escalera de acceso5. Sistema de orientación6. Góndola7. Generador8. Anemómetro9. Freno10. Transmisión11. Pala12. Inclinación de la pala13. Buje del rotor
Un aerogenerador es un generador eléctrico movido por una turbina accionada por el viento (turbina eólica). Sus precedentes directos son los molinos de viento que se empleaban para la molienda y obtención de harina. En este caso, la energía eólica, en realidad la energía cinética del aire en movimiento, proporciona energía mecánica a un rotor hélice que, a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador trifásico, que convierte la energía mecánica rotacional en energía eléctrica.
Existen diferentes tipos de aerogeneadores, dependiendo de su potencia, la disposición de su eje de rotación, el tipo de generador, etc.
Los aerogeneradores pueden trabajar de manera aislada o agrupados en parques eólicos o plantas de generación eólica, distanciados unos de otros, en función del impacto ambiental y de las turbulencias generadas por el movimiento de las palas.
Para aportar energía a la red eléctrica, los aerogeneradores deben estar dotados de un sistema de sincronización para que la frecuencia de la corriente generada se mantenga perfectamente sincronizada con la frecuencia de la red.
Ya en la primera mitad del siglo XX, la generación de energía eléctrica con rotores eólicos fue bastante popular en casas aisladas situadas en zonas rurales.
En Europa se distingue claramente un modelo centro-europeo, donde los aerogeneradores llegan a ubicarse en pequeñas agrupaciones en las cercanías de las ciudades alemanas, danesas, neerlandesas, y un modelo español, donde los aerogeneradores forman agrupaciones (a veces de gran tamaño) en las zonas montañosas donde el viento es frecuente, normalmente alejadas de los núcleos de población.
La energía eólica se está volviendo más popular en la actualidad, al haber demostrado la viabilidad industrial, y nació como búsqueda de una diversificación en el abanico de generación eléctrica ante un crecimiento de la demanda y una situación geopolítica cada vez más complicada en el ámbito de los combustibles tradicionales.
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Energía Eólica
Aerogeneradores 28 kilómetros mar adentro en la parte belga del Mar del Norte.
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