CASA DE ENERGÍA “KALLPA WASI” Y PLANTA BIOFÍSICA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DEL RÍO SURCO, SAN BORJA
INTRODUCCIÓN En este informe se va a detallar la visita a la casa de la energía “kallpa wasi” ubicado en
la altura de la cuadra 3 de la avenida Buena Vista, panamericana sur o a la altura del parque Mariano Bustamante, San Borja. Dicha casa está hecha de adobe. La casa KALLPA WASI es una de las alternativas turísticas que ofrece San Borja. En quechua significa “casa de la energía” y es un ejemplo de vivienda ecológica antisísmica
sustentable sustent able que muestra al público que si se puede vivir con energías no convencionales usando el agua, el sol, el aire y desechos orgánicos como recursos de subsistencia. Es la única planta municipal de energías renovables del país. Está edificada con adobe antisísmicos y puede resistir un sismo de 7 grados, sus electrodomésticos, terma, computadora y enseres eléctricos funcionan con la energía de paneles solares, tiene una planta de elaboración de compostaje y planta biodigestora que permite obtener con la maleza de los parques biogás y fertilizantes fertilizan tes sin malos olores, una planta de biodisel con aceite reciclado con la cual se elabora glicerina para jabones y el biodisel para vehículos petroleros como el furgón municipal que funciona f unciona con este combustible (Municipalidad De San Borja 2013) Planta biofísica de tratamiento de aguas del río surco fue diseñada por el Ing. Luís Felipe Bedoya Vélez con el objetivo de obtener aguas descontaminadas para riego de áreas verdes. Esta planta no trata efluentes del distrito de San Borja, sino las aguas del río Surco que pasa por el distrito, lográndose cubrir el 20% del requerimiento de agua de las 133 Hectáreas de áreas verdes con las que cuentan. El río Surco se había convertido en un serio problema debido a la gran cantidad de residuos que arrastraba en su recorrido. Dichas aguas, con altos niveles de contaminación doméstica y de basura, alimentaban un canal de regadío, poniendo en riesgo la salud de la población que accedía a los parques y jardines del distrito. Por ello la municipalidad del distrito ordenó la construcción de la Planta de Recuperación de las Aguas del río Surco, para el tratamiento y descontaminación de sus aguas (Torres, 2011). La investigación se centra en el tratamiento biofísico de las aguas residuales para uso en el ecosistema urbano. Según el Ministerio de Vivienda, “cuando un producto de
desecho se incorpora al agua, el líquido resultan recibe el nombre de agua residual, que
se deposita en lagunas, lagos, ríos y mar. Agua que ha sido usada por una comunidad o industria y que contiene material orgánico o inorgánico disuelto o en suspensión”.
Actualmente, el riego de parques y jardines del distrito se realiza en un 45% aproximadamente por medio de camiones cisterna, que distribuyen el agua depurada en la planta de Recuperación de las Aguas del Río Surco, con esto este distrito se convierte en un lugar de co modidad, seguridad, limpio, etc… ( Uchasara flores, 2014). CARACTERISTICAS •
Combina dos técnicas: Biológica y Física
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No emite olores ni genera residuos químicos
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El Diseño permite que se integre al paisaje urbano.
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Capacidad de 3 lts/seg. (250 m3/día)
OBJETIVOS Objetivos generales Aprender sobre todos las practicas que realizan en la casa de la energía “Kallpa wasi” y
la planta biofísica de tratamiento de aguas del río surco en Sam Borja, a través de la visita guiada Objetivos específicos -
Conocer y aprender sobre el funcionamiento de la terma solar en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre el funcionamiento del sistema solar fotovoltaico en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre el funcionamiento del aerogenerador en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre el funcionamiento del biodigestor, productor de biogas en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre el funcionamiento de preparación de biosiesel en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre el funcionamiento de su bonba de agua en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Conocer y aprender sobre la preparación de compostaje en la casa de la energía “Kallpa wasi”
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Aprender nuevas fuentes de agua para riego, optimizando su consumo, para así disminuir de los costos de riego de las áreas verdes
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Aprender sobre la recuperación de las aguas del canal de regadío del Río Surco para la protección del medio Ambiente.
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Observar el mayor incremento de cobertura y frecuencia de riego de las áreas verdes a través de las aguas tratadas del canal de regadío del Río Surco.
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Observar la reducción del volumen de agua potable para el riego de áreas verdes.
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Aprender sobre el tratamiento terciario para el riego de las zonas verdes, reservando el agua potable exclusivamente para uso directo humano.
MATERIALES Y MÉTODOS Fue una visita de campo expositivo en San Borja a 2 lugares que son:
CASA DE LA ENERGÍA “KALLPA WASI” Se realizó una visita guiada a la casa de la energía “kallpa wasi” ubicado en la altura de la cuadra 3 de la avenida Buena Vista, panamericana sur o a la altura del parque Mariano Bustamante, San Borja. PLANTA BIOFÍSICA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DEL RÍO SURCO La visita guiada a la planta biofísica de tratamiento de aguas residuales del rio surco ubicado en el Parque de la Felicidad, cruce de las y Boulevard, Av San Borja Sur, San Borja Lima.
RESULTADOS
CASA DE LA ENERGÍA “KALLPA WASI” 1. Productos de material reciclado En la casa de la energía usan el Tetrapack que se pica, plancha, prensa en caliente y se hacen unas planchas llamadas polialuminio, apoyado con la empresa carto tec.
FIGURA N°1: productos de material reciclado
2. Casa ecológica antisísmica En la casa antisísmica de san Borja los focos ahorradores, los equipos como PC y la radio funcionan con la energía generada en la misma planta, por la energía solar y eólica, esta construida con adobe, vigas de madera y material reciclado, las paredes están reforzados con geomallas protectoras, sus columnas piramidales refuerzan la base de la casa y pueden soportar un sismo de hasta 7 grados a la escala de Richter. Como beneficio es que conservan el calor, evitar residuos o desechos (el adobe se puede volver a producir), dentro de la casa esta recubierta por botellas que contiene arena fina y pilas.
FIGURA N°2: casa “Kallpa Wasi”
3. Energía solar 3.1.
Terma solar
Esta terma tiene una placa receptora y tubos, la placa receptora captura el calor del sol, el agua que circula por los tubos, absorbe el calor retenido y e almacenan en la terma, se puede obtener hasta 35°C y verano hasta 70 °C. Tiene 3 mecanismos para su funcionamiento, primero su cantidad de agua (poca agua) con fines que se caliente mas rápido, color negro ya que absorbe radiación, y por ultimo la luna que debe ser transparente para que pasen los rayos.
FIGURA N°3: terma solar
3.2.
Sistema solar fotovoltaico
Este sistema solar fotovoltaico esta conformado por 3 paneles solares de 80 W c/u, 2 baterías de 12 v c/u, un regulador de carga y un conversor de 2500 W. la electricidad almacenada en las baterías es aprovechada en la casa ecológica. La energía fotovoltaica se produce por el sol y por el viento, la del sol, es por el panel solar (sistema solar fotovoltaica) y el viento por la energía eólica.
FIGURA N°4: sistema solar fotovoltaico 4. Energía eólica 4.1.
Aerogenerador
Tiene una hélice que está instalada a 5 metros de altura, las aspas están hechas de acero. La energía cinética que se obtiene de la energía eólica proporciona energía mecánica a un rotor que a través de un sistema de transmisión mecánico, hace girar el rotor de un generador, que convierte la energía continua en energía alterna. La energía se almacena en baterías y se generan 200W/día.
FIGURA N°5: aerogenerador
5. Energia biomasa 5.1.
Biodigestor
Se alimenta el biodi gestor con l os desechos (maleza, restosde poda, etc), el estiércol es donado por el hipódromo de Monterrico, se mezclan en la cámara de digestión (parte inferior) donde además al inicio de agregaron estomago de vacas porque allí se encuentran las bacterias metanogenicas. Las bacterias del lodo actúan sobre los desechos produciendo el biogás en la parte superior que al pasar por un grupo electrógeno, se transforman en electricidad. En la capsula inferior, tras descomponerse los desechos y lodo, pasan a otro depósito como fertilizante para plantas denominado biol que sirve como pesticida para insectos. El biogás y los fertilizantes se producen sin malos olores ya que el sulfuro de hidrogeno es eliminado o atrapado por el virute de fierro por el que pasa para su formación. El biogás es diluido en agua de 1:1 En una semana puede durar 4 horas de gas
a)
d)
b)
e)
c)
f)
FIGURA N°6: a) Entrada de alimento del biodigetor, b) biodigestor, c) gasómetro, d) cocina donde esta conectada al biodigestor e) biol , f) recepción del biogás.
FIGURA N°7: Proceso de formación del biogás y biol
5.2.
Biodiesel
A base de aceite usado de cocina (restaurant), de primer uso. Pasos: 1. Filtrar para eliminar los residuos sólidos. 2. secar el aceite usado para eliminar el agua. 3. Preparación de la muestra Preparar 5g de aceite seco y diluirlo en 50 ml de alcohol, y agregar 5 gotas de fenoltaleina 4. Titular con hidróxido de potasio al 0.1 N 5. Calculo del índice de acidez. 6. Lavado con agua caliente para eliminar el hidróxido de potasio 7. Decantar y secado del biodisel a 80°C. 8. El biodisel es utilizado solo en carro petroleros, combinándolo 5% de biodisel con petróleo.
FIGURA N°8: Esquema de producción de biosiesel
a)
b)
c)
d)
FIGURA N°9: a) Aceite de cocina de primer uso, b) biodiesel, c) tanque, d) producto final del biodieses y glicerina
6. Energía mecánic a 6.1.
Bomba de agua
Conformado por una bomba a pedal y otro manual, las cuales nos permiten extraer agua subterránea sin el uso de energía eléctrica. Estas bombas trabajan por presión, la bomba a mano consta de unos jebes que al entrar al tubo realiza una succión del agua hacia la superficie. La bomba a pedal trabaja con una bomba al vacío por la cual ingresa el aire al pedalear.
FIGURA N°10: bomba de agua
7. Producció n de abonos orgánicos 7.1.
Compostaje
Se mezclan los restos de cortes de césped, maleza y poda de los parques y jardines del distrito con estiércol de caballo donado del hipódromo de Monterrico. Se le incorpora agua y se remueve periódicamente, para que la materia orgánica se descomponga. Se deja reposar durante dos a cuatro meses. El compost o abono, retiene agua y le brinda nutrientes a las plantas. La producción del compostaje dura un periodo de 2 meses en tiempos de calor ya que el calor ayuda a secar las pilas. Cuando se encuentra en periodos de invierno la producción de compostaje dura un periodo de 3 meses ya que la humedad es un factor inconveniente. Preparación: -
Se arman pilas, en la cual la primera base está compuesta de hojas secas (aumenta la temperatura 70°C para eliminar bacterias patógenas y descomposición de materia orgánica)
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Capa de estiércol de caballo
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Se humedece
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En 15 días se realizan montículos para combinar todo de nuevo.
FIGURA N°11: Tubos de aireación del compostaje
a)
b)
FIGURA N°12: Compost : a) listo para su cosecha, b) compost ya preparado listo para su reparto
7.2.
Humificación
Se utiliza pre compost como alimento para la lombriz roja californiana “ eisenia foetida”, come el 80% de su peso, por eso es utilizada. El excremento de las lombrices es el humus que se utiliza como abono, este humus mejora la calidad del suelo de los parques del distrito. El tiempo que se toman las lombrices para producir el humus es de 2 meses.
a)
b)
FIGURA N°13: Humificacion: a) Cama de humificación demostrativa b) lombris roja californiana “eisenia foetida”
PLANTA BIOFÍSICA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DEL RÍO SURCO Toda comunidad genera residuos tanto sólidos como líquidos. La parte líquida de los mismos, a lo que llamamos aguas residuales, es esencialmente el agua de que se desprende la comunidad una vez que ha sido contaminada durante los diferentes usos para los cuales ha sido empleada. Entonces podemos definir el agua residual como la combinación de los residuos líquidos, que provienen de residencias, instituciones públicas y de establecimientos industriales y comerciales, a los que se les puede agregar aguas subterráneas, superficiales y pluviales. Es precisamente el objetivo de la municipalidad de San Borja el poder aprovechar estos efluentes para el uso en riegos de sus parques, para esto utiliza un proceso de purificación del agua por medio de usos de filtros, sedimentadores, desengrasadores y rayos UV. En este reporte se mencionara cada etapa así como los tratamientos involucrados durante todo el proceso. Planta biofísica de tratamiento de agua fue diseñada en el 2004por el ing. Luis Felipe Bedoya, invirtiéndose aproximadamente 300 mil nuevos soles para que con riego tecnificado riegue solamente el parque que esta frente al pentagonito, de los 120 mil m2 de áreas verdes que posee San Borja. CARACTERÍSTICAS: •
80% de las áreas verdes se riegan por gravedad o inundación (1´076,800.00 m 2).
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Las aguas usadas para el riego por gravedad provienen del Río Surco.
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Las aguas del río Surco contienen altos grados de contaminación (DBO, coliformes totales y fecales, parásitos, metales pesados, etc.)
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Combina dos técnicas: Biológica y Física
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No emite olores ni genera residuos químicos
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El Diseño permite que se integre al paisaje urbano.
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Capacidad de 3 lts/seg. (250 m 3/día)
ETAPAS DEL PROCESO 1. CAPTACIÓN Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalación de erosiones y taponamientos. Incluye rejas que se encargan de separar partículas de gran tamaño
FIGURA N°14: Cámara de rejas y Cámara de bombeo
FIGURA N°15: Cámara de rejas (Sólidos de gran tamaño)
FIGURA N°16: Cámara de rejas (Sólidos de mediano y menor tamaño)
2. CAMARAS DE BOMBEO En esta cámara se ubican las bombas encargadas de bombear el agua hasta la siguiente etapa. Se cuenta con dos bombas centrifugas para lograr el objetivo mencionado
FIGURA N°17: Cámara de bombeo
3. CISTERNA DE DESCARGA Y SEDIMENTADOR Es en esta cámara en donde desemboca el agua enviada por la bomba y es mantenida a cierto nivel. Una vez llegado al nivel deseado el agua reposa y por la fuerza de gravedad separa partículas de densidad superior con densidad superior a la del líquido hasta una superficie o zona de almacenamiento. Para que pueda haber una separación efectiva se precisa, además, que la fuerza de gravedad tenga un valor suficientemente elevada con relación a sus efectos antagonistas: efectos de turbulencia, rozamiento, repulsión electrostática, corrientes de convección, etc... Para facilitar la comprensión de los fenómenos que intervienen deben distinguirse los efectos relacionados con el movimiento de la partícula y los relacionados con el movimiento del líquido.
FIGURA N°18: Sedimentador, hay un filtro de grava y bolsas y filtro UV.
FIGURA N°19: Cisterna de carga
4. DESENGRASADOR Esta es una cámara que cuenta con una salida en el centro que empieza a succionar la capa de grasa que se forma en la superficie al dejar el agua en reposo por un tiempo determinado. Esto sirve para poder eliminar tanto residuos grasos como también alguna espuma que se halla formado durante el proceso.
FIGURA N°20: Desengrasador, separador físico arriba queda el aceite y abajo el agua
FIGURA N°21: Bicicletas que generan energía eléctrica
5. BIOFILTRO AEROBICO Este filtro está cubierto y protegido con paneles transparentes que permiten una buena incidencia de la luz solar en el interior de la estructura cónica, conformada por piedras tipo pómez, para permitir la fijación de microorganismos aeróbicos (algas y bacterias) que remueven materia orgánica, bacterias, parásitos y otros elementos contaminantes.
FIGURA N°22: biofiltro aeróbico
6. FILTRO DE MACROFITAS A BASE DE Eichornia crassipes “jacinto de
agua” A continuación, el agua pasa a un filtro de macrofitas, donde plantas acuaticas tipo “jacinto de agua” captan con sus raíces materia orgánica, sustancias químicas y algunos
metales pesados.
FIGURA N°23: filtro de macrofitas a base de Eichornia crassipes “jacinto de agua”
7. FILTROS Y RAYOS UV Esta agua tratada pasa luego a una cisterna de almacenamiento, para ser posteriormente bombeada a un filtro de grava y arena y seguidamente a un filtro pulidor que reduce la turbidez y retiene los parásitos. El agua clarificada pasa finalmente por la unidad de radiación ultravioleta, para remover casi toda la carga patógena aún existente. El efluente de buena calidad es bombeado a una cisterna de agua tratada, de donde es distribuido para el riego de los jardines y piletas del parque.
b) a)
FIGURA N°24: a) filtros y b) rayos UV
FIGURA N°25: San Borja
CONCUSIONES Como conclusión de la casa de la energía de “ Kallpa wasi ”, se tiene que utilizan lo mas
posible materiales, no contaminantes para un beneficio medio ambiental que aporta mucho a los seres humanos en salud. Los productos producidos dentro de esta casa se pueden promover generando más incentivación y aporte económico para fomentar a niveles más grandes y poder no contaminar el ambiente. Como conclusión de la planta biofísica de tratamiento de aguas del río surco se obtiene que se da un buen mantenimiento responsable de las áreas verdes, con aguas tratadas, evitando la contaminación ambiental y problemas de salud y la disminución en los costos de riego de las áreas verdes. BIBLIOGRAFIA Municipalidad De San Borja. (2013). CASA KALLPA WASI. 06/05/18, de Sou tu San Borja Sitio web: https://soytusanborja.wordpress.com/2013/10/30/casa-kallpa-wasi/ Torres B. (2011). PLANTA DE RECUPERACIÓN DE LAS AGUAS DEL RÍO SURCO. Equipos
industriales.
Revisado
el
7
de
mayo
del
2018
de:
http://equipoindustrial.blogspot.pe/2011/11/planta-de-recuperacion-de-las-aguasdel.html Uchasara flores J. (2014). REPORTE DE VISITA A LA PLANTA BIOFISICA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE SAN BORJA GESTION AMBIENTAL PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA. Gestión ambiental para la industria alimentaria. Revisado el 7 de mayo del 2018 de: https://es.scribd.com/document/217632659/Reporte-deVisita-a-La-Planta-Biofisica-de-Tratamiento-de-Agua-de-San-Borja
