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• Karmencita Molina

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Instalaciones Sostenibles Uno de los puntos más importantes a estudiar dentro de la construcción sostenible, además de lossistemas constructivos, es el de las instalaciones eléctricas, las de iluminación, las deabastecimiento y evacuación de agua y las de climatización. Su funcionamiento interviene en el consumo de recursos naturales, como agua y energía. Por ello, todas las previsiones que tomemos contribuirán a disminuir costos.

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1 Instalaciones Eléctricas 2 Instalaciones de Iluminación 3 Instalaciones de Abastecimiento y Evacuación de Agua 4 Instalaciones de Climatización 5 Enlaces Externos

Instalaciones Eléctricas Lo más importante será destinar la energía a los usos que más nos rindan, como la iluminación y los equipos de fuerza o inducción. Transformar en calor la energía eléctrica, resulta más oneroso y menos eficaz que los sistemas convencionales. Será muy útil contar con equipos que posean una calificación energética A. El empleo de electricidad para refrigeración puede ser más efectivo si se utilizan bombas de calor, porque pueden proporcionar más energía, hasta 2,5 veces de la que utilizan. En los tubos eléctricos se utiliza corrientemente el PVC, material muy contaminante, pudiéndolo reemplazar actualmente por materiales mucho más ecológicos, como los tubos corrugados de polipropileno con sus correspondientes pasatubos. También hay canaletas para cableado eléctrico sin halógenos para la fijación en muros. Se aconseja para toda instalación eléctrica, en vez del uso de plásticos, el empleo de una serie de pequeño material compuesto por porcelana o baquelita.

Instalaciones de Iluminación

Iluminación por leds

Solamente entre un 0,15% y un 18% de la energía eléctrica empleada para la iluminación se transforma en luz. Mejorando el rendimiento de luminarias y la eficacia de lámparas, haremos un ahorro de energía importante. Los sistemas de control de encendido, programadores electrónicos, interruptores, temporizadores, hacen posible adaptar el funcionamiento a la real demanda de uso, cuando nos basta la iluminación natural o en momentos de baja ocupación. Hay muchos tipos de lámparas de bajo consumo en el mercado, que ahorran hasta un 80% y cuya vida útil supera en 10 veces la de las convencionales. También hay lámparas de vapor de sodio a alta presión, de bajo consumo, para el alumbrado público. Y farolas de alta eficiencia luminosa con difusor esférico de policarbonato con poca contaminación lumínica. Además, hay tubos fluorescentes de alto rendimiento, que fusionan bajo consumo y larga vida útil y leds, que son dispositivos semiconductores que emiten luz generada por electroluminiscencia.

Instalaciones de Abastecimiento y Evacuación de Agua El abastecimiento constituye uno de los mayores desafíos a los que nos debemos enfrentar. Pese a que el consumo humano no alcanza al 14%, en ciertas zonas, como las turísticas, puede ser más del 80%. Para el logro de un modelo de construcción más sostenible, debemos ser capaces de ahorrar sustancialmente en el consumo de agua. Por esta razón, hemos previsto cinco pautas que podremos seguir:

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Disminuir su consumo

Puede disminuirse el consumo de agua caliente sanitaria utilizando aparatos idóneos y con un mantenimiento que impida fugas. Disminuir este consumo implica, además, ahorrar energía para calentar el agua.

En usos no sanitarios, el agua potable puede anularse si se reutilizan aguas residuales, tratadas con anterioridad, que pueden usarse en sistemas que no precisen una gran calidad en el agua, refrigeración, riego, instalación contra incendios. Las instalaciones de abastecimiento de agua serán más sostenibles si utilizamos materiales ecológicos, las que no contaminen o gasten recursos no renovables. En las tuberías deben ser utilizadas ademas sistemas de alta seguridqad y disponibilidad pues los daños las filtraciones representan la causa mas costosa de daños en las edificaciones. Por tanto en los conductos son preferibles los sistemas metalicos como el hierro fundido, acero inoxidable y cobre mientras que los termoplasticos como PE, PB, PP y PVC no son recomendables por su alta capacidad contaminante (compuestos de cloro, fenol, metales pesados etc.), baja seguridad durabilidad y disponibilidad y la constante permeacion (difusion molecular) a traves de sus paredes y afactaciones climaticas (autoxidacion, biodegradacion, hinchazon termica irreversible). Incorporando a los elementos de fontanería sistemas de ahorro de agua, podemos lograr entre un 30 y un 40% de ahorro, siendo una solución barata y simple, con altos beneficios. Si debemos colocar inodoros o grifos nuevos, hay en el mercado variedad de elementos que tienen sistemas de ahorro de agua. Si ya están colocados, podemos instalar dispositivos para tal fin, de colocación sencilla.

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Utilizar contadores individuales

Está visto que si la gente accede a la información periódica de sus consumos, mediante contadores individuales, puede obtener mayores ahorros. Por ley, las nuevas viviendas los poseen, pero todavía hay muchos viejos edificios que cuentan con contadores colectivos. 

Hacer uso de aguas grises y de lluvia

En las ciudades, el diseño de las redes de saneamiento fusiona todas las aguas sobrantes (de lluvia, grises o negras), en una misma conducción. Con tratamientos diferentes, se podría lograr un buen ahorro. Todas las aguas desembocan en las depuradoras, por lo que en épocas muy lluviosas, los sistemas de depuración colapsan, vertiendo sobre los cauces de los ríos, con mucho peligro de contaminación. Una buena alternativa sería diseñar sistemas separativos de saneamiento de aguas, desde la construcción de las viviendas hasta las redes municipales. Entonces, las aguas de lluvia y las grises irían en la misma conducción para ser usadas en inodoros, limpieza de calles, riego o directamente a los cauces, pero las aguas negras, se llevarían a la depuradora para ser tratadas. En viviendas, sobre todo en chalets y adosados, podemos emplear técnicas de aprovechamiento de las aguas de lluvia, para lo que deberemos llevar el agua recogida en terrazas, cubiertas, etc., a un depósito que servirá como distribuidor para diferentes utilizaciones.

Es aconsejable, para las redes de saneamiento, inclinarse por materiales más sostenibles. Los mejores canalones y bajantes son los de hierro fundido y los cerámicos. Los termoplasticos no son aconsejables por su alta capacidad contaminante (compuestos de cloro, fenol, metales pesados etc.), baja seguridad durabilidad y disponibilidad y la constante permeacion (difusion molecular) a traves de sus paredes y afactaciones climaticas (autoxidacion, biodegradacion, hinchazon termica irreversible).  Realizar trabajos de jardinería con bajo consumo de agua Nuestras necesidades de agua para riego han crecido mucho desde que los climas de verano se han vuelto más secos y calurosos, esto unido a la construcción de viviendas unifamiliares, adosadas o pareadas con espacios ajardinados. La xerojardinería es capaz de crear bellos jardines y con bajo consumo de agua, adecuándose al clima y a las características del entorno. La jardinería sostenible implica:          

El diseño de viviendas con criterios de ahorro de agua El análisis de las propiedades del terreno La elección de plantas con menor necesidad de agua Un mantenimiento apropiado La implementación de sistemas de riego eficaces Riego localizado Programadores de riego Goteo Aspersión Sistemas que regulen el caudal

 Emplear electrodomésticos eficientes Las lavadoras y lavavajillas, sobre todo, demandan gran cantidad de agua. Por ello es necesario elegir electrodomésticos que, para lograr un mejor uso del agua, cuentan con sistemas mecánicos ( como filtros, válvulas antirretorno, sistemas de corte ) o electrónicos, que optimizan el lavado.

Instalaciones de Climatización

Instalación de Paneles Solares

Necesitamos de energía para climatizar, tanto para refrigerar como para calefaccionar. Energía que sea renovable, y no proveniente de los combustibles fósiles mayoritarios. En primer lugar, al diseñar las instalaciones, debemos hacerlo de modo tal que se desarrollen según una zonificación que considere orientaciones y funciones diversas, como también horarios de uso. Esto debe acompañarse de adecuados sistemas de control; desde simples termostatos hasta sistemas complejos de gestión informáticos, que garanticen el servicio cuando sea preciso. Cuando se opta por un sistema de calefacción central, se elige una única caldera para todo el edificio, en vez de las individuales; esto redunda en una tarea de mantenimiento menos costosa y en un rendimiento mayor. Podemos elegir calderas de baja temperatura o calderas de condensación de menos consumo de energía, y por ende, de menor emisión de gases de efecto invernadero. El sistema emisor de calor más aconsejable es el que lo hace a baja temperatura, como el suelo radiante. Obtener agua a 45ºC , lo hace ser compatible con los sistemas solares térmicos de baja temperatura, los más económicos y utilizados. Otro beneficio podría ser la posibilidad de utilizar la inercia térmica del solado para optimizar su rendimiento. Los demás sistemas serían los formados por radiadores, siendo aconsejables los de fundición a los de aluminio, por el bajo impacto ambiental del material. Además, está el sistema de calefacción por muro radiante, no tan conocido pero con prestaciones parecidas, que funciona mediante circuitos prefabricados formados por tuberías de polibutileno y placas de calefacción murales. Materiales termoplásticos como el polietileno reticulado, no son una alternativa aconsejable por su alto impacto medio ambiental, ante el cobre o el acero negro, en las tuberías de distribución del calor desde la caldera. Las instalaciones de calefacción deben tener el correspondiente aislamiento, para restablecer las pérdidas de calor. Se aconseja, para la refrigeración, el uso de máquinas de absorción que trabajan con paneles solares de mediana temperatura o paneles de vacío.

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MEDIANTE PROCESOS NATURALES.LA TÉCNICA DE LA GEODEPURACIÓN LA TÉCNICA DE LA GEODEPURACIÓN Hace unos veinte años, un científico norteamericano llamado Herman Bouwer acuñó el término geodepuración (geopurification) para referirse al conjunto de procesos mediante los cuales las sustancias contaminantes presentes en el agua residual urbana son eliminadas, inactivadas o inmovilizadas al ponerse en íntimo contacto con un medio natural como es el suelo. Ya desde el comienzo de la agricultura, el uso de aguas residuales para el riego ha sido una eficaz forma de reciclado de nutrientes y de reutilización del agua doméstica. Sin embargo, la concentración de la población en las ciudades ha traído consigo la acumulación de los vertidos en unos pocos puntos y la dificultad de deshacerse de ellos de forma eficaz y segura mediante los métodos tradicionales, que no son capaces de admitir las elevadas cargas puntuales de agua residual. La idea de utilizar el suelo como medio purificador de las aguas residuales procedentes de las ciudades data de la antigüedad clásica. El historiador griego Herodoto (484-425 a. C.) dejó escrito que en Babilonia el agua residual, en lugar de evacuarla a un río, se canalizaba a un sumidero donde decantaba y sedimentaba. Tras esta fase inicial de depuración, el agua, una vez liberada de las partículas más groseras, se filtraba en formaciones permeables. Esta forma natural de resolver los problemas higiénicos de las ciudades se transmitió al pueblo heleno, que implantó y utilizó un sistema similar como vía de eliminación de las aguas domésticas de la ciudad de Atenas. La colonización romana, que trajo consigo la construcción de cloacas y el desagüe de aguas negras a los ríos, acabó con un procedimiento capaz de depurar y reintegrar en la naturaleza aguas contaminadas, pero que seguramente comenzaba a ser insuficiente al ser las ciudades cada vez más grandes. Más de dos mil años tuvieron que transcurrir para que a finales del siglo XIX, concretamente en 1898, en Fresno County, California, se retomara la idea de utilizar el suelo como elemento capaz de depurar el agua residual. No obstante, las grandes experiencias americanas se inician en la década de 1960. De esa época datan los primeros estudios que evalúan la viabilidad de construir una barrera de inyección con agua residual altamente tratada en el acuífero de Magothy (Long Island, New York), o el proyecto de Flushing Meadows (Phoenix, Arizona) que es quizá, la experiencia más importante realizada en los Estados Unidos para investigar la acción depuradora del suelo. En la actualidad, el país con el plan de aprovechamiento de aguas residuales más ambicioso es Israel. Su programa tecnológico más conocido es el denominado proyecto de reutilización de las aguas residuales de la región de Dan, que tiene como finalidad el tratamiento de las mismas, la recarga y el almacenamiento del efluente tratado en un acuífero y su reutilización posterior en las explotaciones agrícolas del Negev.

Aunque este proyecto es el más elogiado, el éxito del plan se fundamenta en otra serie de proyectos, tecnológicamente más sencillos, que contemplan la depuración parcial en lagunas artificiales y la inmediata utilización del efluente en regadío. Europa no ha mostrado hasta la fecha un excesivo interés por aplicar esta técnica natural de depuración. Francia es la nación donde se han construido un mayor número de instalaciones, aunque con la limitación de no realizar la infiltración directamente sobre el terreno, sino sobre filtros de arena. Además, casi todas las experiencias realizadas en el mundo emplean agua residual con un alto grado de depuración que consiste generalmente en un tratamiento secundario o terciario; se persigue de esta forma más el efecto almacén en el acuífero, que el de depuración. Un problema, una solución. En nuestro país, las poblaciones pequeñas, de menos de 20.000 o 25.000 habitantes, pero muy especialmente las que cuentan sólo con algunos cientos o miles de habitantes, se encuentran ante el grave problema de la eliminación de sus efluentes líquidos. Está por un lado la necesaria adaptación a la Directiva Comunitaria 91/271, que obliga a cumplir un estricto calendario según el cual en el año 2005 todas las poblaciones mayores de 2.000 habitantes deberán dar a sus aguas residuales al menos un tratamiento primario, cuando no secundario si se asientan sobre zonas clasificadas como sensibles. Por otro lado en la Ley 7/1985 de 2 de abril de Bases del Régimen Local se establece textualmente que: “la depuración es un proceso técnico, administrativo y económico que asumen como competencia los ayuntamientos”. Esta situación deja a los pequeños ayuntamientos ante la paradoja de estar obligados a depurar, pero sin los medios económicos ni técnicos necesarios para ello. Por otro lado, la instalación de sistemas tradicionales de depuración (lagunaje, fangos activos, lechos bacterianos) es económicamente inabordable para pequeñas poblaciones, y la tecnología blanda, fundamentalmente filtros verdes, tiene unos requerimientos de espacio disponible que en la mayoría de las ocasiones suponen un obstáculo insalvable. Además, no hay que olvidar el inconveniente de la parada invernal en el ciclo vegetativo de los chopos, que es el cultivo más extendido en este tipo de instalaciones. La solución para este difícil problema pasa por encontrar un sistema de eliminación de aguas residuales urbanas que garantice una depuración suficiente y cuyo costo de instalación y mantenimiento sean abordables por pequeños municipios de exiguo presupuesto, pues está demostrado que el empleo en estos ambientes de tecnologías de depuración de características sofisticadas, cuya construcción exige grandes inversiones económicas, conduce al abandono de las instalaciones en el instante en el que se producen los primeros problemas técnicos. Además, este tipo de instalaciones

consumen energía y productos químicos que encarecen sensiblemente su mantenimiento. Así pues, resulta evidente que los pequeños núcleos de población precisan de una tecnología de depuración de aguas residuales sostenible y que, en la medida de lo posible, haga uso de la capacidad de depuración del medio natural. El suelo tiene unos límites ecológicos suficientemente amplios para depurar los residuos generados por una población dispersa o concentrada en pequeñas localidades, siempre que los vertidos generados sean totalmente biodegradables y la relación habitante equivalente/superficie de filtro sea la adecuada. Esto limita en España la aplicación de la técnica a poblaciones de hasta unos cuatro o cinco mil habitantes. Sin embargo, el problema se agrava cuando se tienen en consideración las limitaciones impuestas por el propio medio receptor, cuya permeabilidad debe ser mayor de 25 mm/hora, el contenido en arcillas inferior al 10% y la distancia al nivel freático superior a 3 metros (condiciones límite según la Agencia de Protección del Medio Ambiente de EEUU). El modelo experimental a escala real de Dehesas de Guadix. El desarrollo de estas ideas, su validación en condiciones reales, pero sobre todo la necesidad de estudiar el comportamiento y las limitaciones de los sistemas de depuración mediante infiltración directa sobre el terreno en condiciones límite, ha llevado a la construcción y equipamiento de un modelo experimental a escala real en el cual se puedan hacer los ensayos necesarios. El Instituto Tecnológico Geominero de España, como organismo investigador de la dinámica del agua y de los contaminantes en el subsuelo, viene desarrollando desde 1990 una línea de trabajo encaminada a evaluar las posibilidades de aplicar la tecnología de tratamiento suelo- acuífero como elemento depurador de las aguas residuales, así como de almacenamiento del efluente tratado. Por ello se planteó, a través de un proyecto CICYT (proyecto HID96-1326, titulado: “Recarga artificial de acuíferos: evaluación, análisis y seguimiento de condicionantes técnicos y económicos”), el diseño de una planta piloto, plenamente operativa, de infiltración directa sobre el terreno de aguas residuales urbanas de forma controlada. El objetivo principal de la instalación lo ha constituido el análisis de su impacto real sobre el sistema agua/suelo y la evaluación de su viabilidad a largo plazo. La atención se ha centrado en formaciones que “a priori” serían descartadas por situarse sobre materiales inadecuados por su baja permeabilidad, según el criterio de la Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estado Unidos, (EPA). El modelo experimental se ha construido en la población de Dehesas de Guadix (provincia de Granada), que cuenta con 699 habitantes, dispone de una red de saneamiento unitaria muy reciente, sin pérdidas apreciables, y en la cual se generan diariamente unos 80 m3 de agua residual sin componente

industrial. La población se sitúa sobre el acuífero aluvial del río Guadahortuna, constituido fundamentalmente por sedimentos detríticos del Holoceno; el impermeable de base lo constituyen margas del Tortoniense (Mioceno superior). Dispositivo de infiltración de agua residual y de control del agua y el suelo El diseño del dispositivo de infiltración se ha realizado en base a las recomendaciones del “Process design manual for land treatment of municipal wastewater. Supplement on rapid infiltration and overland flow” publicado por la EPA. La depuración del efluente se confía a los procesos bióticos y abióticos que se producen en la zona no saturada del acuífero, principalmente en el suelo. Los parámetros básicos de diseño son la tasa de infiltración y la carga hidráulica del agua residual. La práctica operativa consiste simplemente en alternar ciclos de humectación-desecado en las balsas para favorecer de esta manera la completa mineralización de la materia orgánica. El número de ciclos de humectación desecado y su periodicidad se ha calculado considerando que el sistema funciona a flujo contínuo y teniendo en cuenta que el agua residual ha sido sometida a un pretratamiento. En total se han considerado 17 variantes de diseño. Finalmente se han construido dos balsas gemelas de 1.225 m2 (divididas a su vez en dos semibalsas). Los ciclos de humectación-secado, dada la baja tasa de vertido fueron en una primera etapa de 10 días / 10 días, y el tiempo de permanencia en las balsas de decantación y almacén ha sido de 18 horas en cada una de ellas. El dispositivo de infiltración funciona de la siguiente manera: el agua residual se conduce por medio de un colector a la estación de pretratamiento donde se somete a un desbaste, desarenado y desengrasado. De esta estación se hace llegar a una balsa almacén en la que permanece 18 horas; después se hace pasar a la balsa de decantación y tras 18 horas de reposo se vierte directamente en la balsa de infiltración. El tiempo de vaciado de la balsa es de unas 3 horas. Se vierten aproximadamente 53 m3 por descarga El mantenimiento de las instalaciones consiste en la retirada periódica del material sedimentado en las balsas de decantación, aproximadamente cada tres meses. Además es necesario evitar el crecimiento de vegetación en las balsas de infiltración, eliminando las plantas que van creciendo. Una vez al año se debe limpiar con agua a presión el sistema de conducciones y válvulas. El dispositivo de vigilancia y control del agua subterránea y del suelo es complejo, el agua subterránea se muestrea a través de cinco sondeos piezométricos de entre 52 y 55 metros, totalmente penetrantes y ranurados de arriba a abajo, y dos pozos de gran diámetro situados en el aluvial del río Guadahortuna (uno de abastecimiento y el otro de riego). Para muestrear la solución del suelo ha sido necesario construir un sistema que

permitiese el muestreo selectivo en profundidad, que no alterase las características del lecho filtrante y que fuese adecuado para el seguimiento de los microorganismos. Tras un exhaustivo análisis de las posibilidades existentes se concluyó que el mejor sistema era el de pozos con drenes horizontales. Se construyeron dos pozos de gran diámetro en el centro de las balsas de infiltración de 1,5 metros de diámetro y 3 metros de profundidad con seis taladros horizontales dispuestos en estrella y separados verticalmente 50 cm. Por último, el muestreo del lecho filtrante se lleva a cabo mediante la apertura manual de catas cada tres meses y el agua residual se controla tanto en el punto de toma de la red de saneamiento como en las diferentes balsas. Resultados obtenidos y perspectivas de futuro Tras casi un año de funcionamiento ininterrumpido del sistema de depuración los resultados son muy esperanzadores. A pesar de la naturaleza desfavorable del terreno las tasas de depuración son muy elevadas: mayores del 70% para los indicadores principales (nitrógeno, materia orgánica y fósforo) y del 95% para los indicadores bacterianos. Además, no se ha observado un efecto perjudicial de la colmatación del lecho filtrante, por ello se ha elevado el volumen de agua vertido, aumentando la capacidad de las balsas almacén y de decantación de forma que en la actualidad se está vertiendo todo el agua residual generada en la población (algo menos de 80 m3 / día ). Otra modificación que se ha introducido se refiere a los ciclos de humectación-desecado que han pasado a ser de 7 y 21 días respectivamente, lo cual se espera favorezca los procesos de mineralización de la materia orgánica y de oxidación del nitrógeno. Por último, el sistema de control del suelo y del agua se ha completado mediante la instalación de cápsulas de succión de cerámica porosa y tensiómetros que permitirán estudiar detalladamente la dinámica del proceso de humectacióndesecado. En dos años, aproximadamente, se dispondrá de un modelo de simulación del sistema que permitirá no sólo conocer su funcionamiento en operación sino también en la fase de abandono. Si los resultados son los esperados, la geodepuración puede ser la solución a la eliminación de las aguas residuales de numerosas poblaciones de nuestro país, aun cuando se encuentren situadas sobre materiales considerados hasta ahora como no adecuados.