I.-ECOSISTEMA Y SOSTENIBILIDAD
Los seres humanos siguen teniendo dependencia de la naturaleza y de su biodiversidad para satisfacer necesidades basicas como son el agua, aire, etc. El estudio de los ecosistemas naturales nos ayuda a comprender las intrincadas relaciones entre el ambiente y los seres vivos. La manera de conducir nuestras actividades para relacionarnos con la naturaleza deben ser de modo sostenible, es decir, "que satisfagan las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones venideras de satisfacer sus propias necesidades".
Los seres humanos siguen teniendo dependencia de la naturaleza y de su biodiversidad para satisfacer necesidades basicas como son el agua, aire, etc. El estudio de los ecosistemas naturales nos ayuda a comprender las intrincadas relaciones entre el ambiente y los seres vivos. La manera de conducir nuestras actividades para relacionarnos con la naturaleza deben ser de modo sostenible, es decir, "que satisfagan las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones venideras de satisfacer sus propias necesidades".
Primero debemos de tomar en cuenta conceptos clave del tema. llamamos comunidad biotica o biota al agrupamiento de plantas, animales y microbios. la comunidad biotica particular que observamos en un area en especifico esta determinada por los factores abioticos, que son los elementos fisicos y quimicos inertes, como el agua, la temperatura, etc. dentro de una comunidad abiotica hay gran variedad de especies que son las diferentes clases de vegetales, animales y microbios, para considerarse especie, deben generar descendencia fertil, cada especie esta representada por una poblacion, es decir, el numero de individuos que componen el grupo de apareamiento y reproduccion que viven en un area determinada. todo esto nos lleva al concepto de ecosistema que es en pocas palabras el conjunto de las poblaciones de plantas, animales y microbios relacionados entre ellos y con el medio, de modo que el agrupamiento pueda perpetuarse.
A menudo los ecosistemas similares o relacionados se agrupan en clases mayores llamadas biomas (bosques tropicales, pastizales, etc).
En conclusion, podemos ver a todas las especies de la tierra, junto con sus ambientes, como un vasto ecosistema que llamamos biosfera.
La estructura de biotica es la manera en que se conforman las diversas clases de organismos, las principales categorias de organismos son:
- Productores: son principalmente plantas verdes que aprovechan la energia luminosa del sol para convertir agua y dioxido de carbono en glucosa y liberar oxigeno como subproducto a lo que es conocido como oxigeno, la mayoria de los vegetales usan la clorofila (pigmento verde) para absorber la energia luminosa para la fotosintesis.
la biosfera puede dividirse en autótrofos y heterotrofos, los autotrofos son aquellos que elaboran su propia materia organica a partir de los constituyentes organicos del medio usando una fuente externa de energia. Los heterótrofos son aquellos que necesitan consumir materia organica para obtener energia y nutrientes, los heterótrofos pueden dividirse en subcategorias, de las que son consumidores, saprofitos y descomponedores.
- Consumidores: los animales sean grandes o pequeños, mientras que se alimenten de productores se llaman consumidores primarios o herbívoros, los animales que se alimentan de los consumidores primario se llaman consumidores secundarios, los consumidores de segundo orden o secundarios se llaman tambien carnivoros, los que se alimentan tanto de plantas como de animales se denominan omnívoros.
- Saprofitos y descomponedores de detritos: se llama detritos a los materiales vegetales muertas, como ramas, hojas, troncos caidos, etc. los organismos que se alimentan de estos elementos se llaman saprofitos, y se dividen en saprofitos primarios (se alimentan directamente de detritos), secundarios que se alimentan de los primarios. los descomponedores de detritos son hongos, bacterias, estas putrefactan los detritos para poder digerirlos.
las principales relaciones entre los organismos es la alimentacion, formando secuencias que se llaman cadenas alimentarias, las cadenas alimentarias estan enlazadas y forman una trama alimentaria.
la biomasa es el peso seco total de todos los organismos de cada nivel ( en un ecosistema anda entre 3 a 4 niveles), la biomasa es entre 90 y 99 por ciento menor en cada nuevo nivel trofico lo que forma una piramide de biomasa.
Retroalimentación:Los sistemas de retroalimentación son mecanismos biologicos para mantener la homeostasia (la normalidad) en el organismo. Estos sistemas determinan en qué momento se inicia la pertubación homeostática (lo que ha hecho que el organismo no este en condiciones normales) y cuándo dicha alteración ha sido controlada. Hay 2 tipos:
retralimentación negativa: Es el medio más importante de regulación utilizado por el cuerpo (de los sistemas de control) para mantener la homeostasis.
Consiste en una serie de reacciones del organismo por las cuales se invierte la situación que originó el disturbio homeostático, de manera que aquello q ha variado, retorne a su valor medio determinado, conservando así la homeostasis.
Se dice que es negativo porque la respuesta del sistema de control es negativa (opuesta) al estímulo. Por ejemplo
la producción de la muxas hormonas sta controlada x un sistema de retroalimentación negativa, de modo que el incremento en la concentracion de insulina hace q se inhiba su síntesis.
Retroalimentación postiva: La retroalimentación positiva es aquella en la que cuando una perturbación inicial en un sistema, desencadena una serie de eventos que aumentan aun más el trastorno homeostático. Como consecuencia, se crea inestabilidad y, muchas veces, la muerte. Además, pueden aparecer "círculos viciosos", es decir, se repite el ciclo nuevamente una y otra vez hasta la muerte. Un ej. de esto sería cuando una bajada de presion sanguínea, produce otra bajada de presión, y asi sucesivamente.
Consiste en una serie de reacciones del organismo por las cuales se invierte la situación que originó el disturbio homeostático, de manera que aquello q ha variado, retorne a su valor medio determinado, conservando así la homeostasis.
Se dice que es negativo porque la respuesta del sistema de control es negativa (opuesta) al estímulo. Por ejemplo
la producción de la muxas hormonas sta controlada x un sistema de retroalimentación negativa, de modo que el incremento en la concentracion de insulina hace q se inhiba su síntesis.
Retroalimentación postiva: La retroalimentación positiva es aquella en la que cuando una perturbación inicial en un sistema, desencadena una serie de eventos que aumentan aun más el trastorno homeostático. Como consecuencia, se crea inestabilidad y, muchas veces, la muerte. Además, pueden aparecer "círculos viciosos", es decir, se repite el ciclo nuevamente una y otra vez hasta la muerte. Un ej. de esto sería cuando una bajada de presion sanguínea, produce otra bajada de presión, y asi sucesivamente.
PRINCIPIOS DE SOSTENIBILIDAD
1er principio básico de sostenibilidad: para su sontenibilidad, los ecosistemas reciclan todos los elementos de modo que se libran de los desechos y reponen los nutrientes.
2do. principio básico de sostenibilidad: para su sostenibilidad los ecosistemas aprovechan la luz solar como fuente de energia.
3er. principio básico de la sostenibilidad: para que haya sostenibilidad, el tamaño de las poblaciones de consumidores debe ser tal que no haya pastoreo excesivo ni otros consumos en exceso.
4to principio de la sostenibilidad: para lograr la biodiversidad se mantiene la biodiversidad.
1er principio básico de sostenibilidad: para su sontenibilidad, los ecosistemas reciclan todos los elementos de modo que se libran de los desechos y reponen los nutrientes.
2do. principio básico de sostenibilidad: para su sostenibilidad los ecosistemas aprovechan la luz solar como fuente de energia.
3er. principio básico de la sostenibilidad: para que haya sostenibilidad, el tamaño de las poblaciones de consumidores debe ser tal que no haya pastoreo excesivo ni otros consumos en exceso.
4to principio de la sostenibilidad: para lograr la biodiversidad se mantiene la biodiversidad.
FENOMENOS DEMOGRAFICOS
Las naciones unidas divide a los paises del mundo en 3 categorias de acuerdo con el producto nacional bruto per capita y son los siguientes:
1.- Países industrializados, muy desarrollados y de ingresos elevados (p.e. E.U.A.,Japón,Alemania)
2.-Paises de desarrollo moderado e ingresos medios(p.e. México, America central, america del sur)
3.-Paises de ingresos bajos(Africa, India y otros paises del centro de Asia).
categoría de consumo: se enfoca en 3 principales puntos dieta, transporte, materiales
a los paises de ingresos superiores se les suele llamar países desarrollados(21% de la poblacion mundial y tienen el 80% de la riqueza), y los de ingresos medios y bajos se les llama países en desarrollo(71% de la población mundial y el 20% de la riqueza).
el crecimiento de población en países ricos y pobres, el 90% del crecimiento se da en paises pobres esto se da debido a la tasa total de fertilidad, es decir, el numero promedio de hijos que tiene cada mujer, cuando las tasas de nacimiento superan a las de muerte habrá un aumento en la población.
el estilo de vida consumista y el aumento de la poblacion hacen que la consideración ambiental se mas difícil,la sostenibilidad se alcanza si se obtiene estos puntos: estabilizar la poblacion, disminuir el consumo, aumentar la consideracion ambiental.
las consecuencias del creciemiento rapido en las poblaciones dedicadas a la garicultura de subsistencia son
1.-dividir las tierras de cultivo
2.-crear nuevas tierras de cultivo
3.-mudarse a las ciudades y buscar empleo
4.-Entregarse a actividades ilícitas
5.- Emigrar a otros paises, legal o ilegalmente
II.- PROBLEMAS DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
Contaminación es la adición por el hombre de materiales o energía calorífica en cantidades que causan alteraciones indeseables en el agua, suelo o aire y es conocida como contaminación antropogénica. Cualquiera de estos materiales es llamado contaminante.
la contaminación es un subproducto de las actividades económicas y sociales: cultivos, construcción de hogares, suministro de energía y transporte, manufactura de articulos, aprovechamiento de la enrgía atómica y nuestras propias funciones biológicas básicas (excreciones), etc.
la contaminación a aumentado a consecuencia de lo mencionado anteriormente, es decir, a la expansion per capita del consumo de materiales y energía y por el crecimiento demográfico, esto hace que se generen mas desechos y al momento de no tener una conciencia ambiental y ni metodos para eliminar dichos desechos se genera la contaminación.
Para eliminar los desechos se debe de tomar en cuenta el concepto de desarrollo sostenible que la misma naturaleza los maneja, la estrategia general debe ser:
III.- CONTAMINACIÓN DEL AIRE
Para entender la contaminación del aire es necesario entender la estructura atmosférica normal y su funcion, es decir, como asimila la atmósfera la contaminación natural y la causada por el hombre.
la atmósfera se divide en:
Las naciones unidas divide a los paises del mundo en 3 categorias de acuerdo con el producto nacional bruto per capita y son los siguientes:
1.- Países industrializados, muy desarrollados y de ingresos elevados (p.e. E.U.A.,Japón,Alemania)
2.-Paises de desarrollo moderado e ingresos medios(p.e. México, America central, america del sur)
3.-Paises de ingresos bajos(Africa, India y otros paises del centro de Asia).
categoría de consumo: se enfoca en 3 principales puntos dieta, transporte, materiales
Categoria de consumo | Consumistas | Medios | Pobres |
Dieta | Carne, comida empacada, bebidas embotelladas | Cereales, agua corriente | Cereales insuficientes, agua poco segura |
Transporte | Carros privados | Bicicletas, camiones | A pie |
Materiales | Desechables | Desechables | Biomasa Local |
el crecimiento de población en países ricos y pobres, el 90% del crecimiento se da en paises pobres esto se da debido a la tasa total de fertilidad, es decir, el numero promedio de hijos que tiene cada mujer, cuando las tasas de nacimiento superan a las de muerte habrá un aumento en la población.
el estilo de vida consumista y el aumento de la poblacion hacen que la consideración ambiental se mas difícil,la sostenibilidad se alcanza si se obtiene estos puntos: estabilizar la poblacion, disminuir el consumo, aumentar la consideracion ambiental.
las consecuencias del creciemiento rapido en las poblaciones dedicadas a la garicultura de subsistencia son
1.-dividir las tierras de cultivo
2.-crear nuevas tierras de cultivo
3.-mudarse a las ciudades y buscar empleo
4.-Entregarse a actividades ilícitas
5.- Emigrar a otros paises, legal o ilegalmente
II.- PROBLEMAS DE LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL
Contaminación es la adición por el hombre de materiales o energía calorífica en cantidades que causan alteraciones indeseables en el agua, suelo o aire y es conocida como contaminación antropogénica. Cualquiera de estos materiales es llamado contaminante.
la contaminación es un subproducto de las actividades económicas y sociales: cultivos, construcción de hogares, suministro de energía y transporte, manufactura de articulos, aprovechamiento de la enrgía atómica y nuestras propias funciones biológicas básicas (excreciones), etc.
la contaminación a aumentado a consecuencia de lo mencionado anteriormente, es decir, a la expansion per capita del consumo de materiales y energía y por el crecimiento demográfico, esto hace que se generen mas desechos y al momento de no tener una conciencia ambiental y ni metodos para eliminar dichos desechos se genera la contaminación.
Para eliminar los desechos se debe de tomar en cuenta el concepto de desarrollo sostenible que la misma naturaleza los maneja, la estrategia general debe ser:
- identificar los materiales que causan la contaminación (alteración indeseable)
- identificar el origen de tales contaminantes y los causantes de las emisiones.
- establecer y poner en práctica medidas para evitar que esos contaminantes ingresen al ambiente.
- establecer y poner en práctica medios alternativos de satisfacer las necesidades, medios que no produzcan residuos contaminantes (prevención de la contamincaión).
III.- CONTAMINACIÓN DEL AIRE
Para entender la contaminación del aire es necesario entender la estructura atmosférica normal y su funcion, es decir, como asimila la atmósfera la contaminación natural y la causada por el hombre.
la atmósfera se divide en:
- La troposfera, se extiende a unos 16 km, se enfría con la temperatura, se mezcla bien en sentido vertical, de modo que los contaminantes llegan a la parte alta en unos cuantos dias, esta capa contiene casi todo el vapor de agua y las nubes y es donde se origina nuestro clima, arriba de la troposfera se encuentra la tropopausa, que es la altitud a la que la temperatura llaga a los 59°C.
- Estratosfera, es una capa en la que la temperatura aumenta con la altitud, hasta 50 km de la superficie terrestre, el incremento de la temperatura se debe a que esta capa contiene (O3) una forma de oxigeno que absorbe la radiación de energía elevada emitida por el sol, tiene poca mezcla vertical por lo tanto hay poco vapor de agua.
los factores que determinan el grado de contaminación de la atmósfera son :
- la cantidad de contamiantes en el aire
- el espacio en el que los contaminantes se dispersan
- los mecanismos que los eliminan del aire
El esmog se intensifica debido a ciertas condiciones una de las mas importantes es la inversión térmica, esto se debe a una derivación del cambio normal de las propiedades de la atmósfera con el aumento de la altitud. Usualmente corresponde a un incremento de la temperatura con la altura, o bien a una capa (capa de inversión) donde ocurre el incremento. En efecto, el aire no puede elevarse en una zona de inversión, puesto que es más frío y, por tanto, más denso en la zona inferior. Una inversión térmica puede llevar a que la contaminación aérea, como el esmog, quede atrapada cerca del suelo, con efectos nocivos para la salud. Una inversión también puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante. Si por algún motivo esta capa se rompe, la convección de cualquier humedad presente puede ocasionar violentos temporales. También este fenómeno puede llevar a una tormenta de hielo en climas fríos.
PRINCIPALES CONTAMINANTES
Lavadores venturí:Los lavadores Venturi son lavadores de alta eficiencia para polvos finos y aerosoles. El polvo fino y los areosoles son sólidas partículas o pequeñas gotas del tamaño de 1µm o menores.La excelente eficiencia de separación de estos equipos se debe a la alta velocidad relativa entre el gas que provee el polvo y el líquido de barrido en el cuello del Venturi, el objetivo de estos lavadores es aumentar el tamaño de particula por medio de agua o gotas de suspensión, debido a que es mas facil recolectar las particulas mas grandes.
Colectores de Tela y Esterilla fibrosa:En estos equipos el flujo contaminado pasa por un medio filtrante que por lo regular es de tela. Su eficiencia es muy alta y su caída de presión es media, pueden manejar grandes volúmenes y su potencia es media. Son equipos de gran eficiencia ya que llegan a capturar partículas de menos de 0.5 de micra con 99% de eficiencia. Sus limitantes son la temperatura y la humedad; ya que no pueden manejar flujos a más de 200 °C y deben estar totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se apelmaza el polvo y tapan las bolsas.
Camara de sedimentación por gravedad: son aquellos que emplean la fuerza de gravedad para separar, las partículas mas gruesas, el gas entra a una camara en la que disminuye su velocidad podiendo sedimentar las partículas mas gruesas y densas en una tolva de recolección. Son utilizados para la captura de partículas de un diametro mayor de 10µm, aunque solo atrapan de manera efectiva a partículas mayores a 50µm.
Colector de Ciclon: Cuando es necesario separar partículas de diámetro superior a 5 µm suele emplearse el dispositivo. Es de gran sencillez, compacidad, fácil mantenimiento y elevada eficacia. El funcionamiento de este tipo de aparatos podemos verlo en la figura.
VII.- PROYECTO "VIVIENDA SOSTENIBLE"
Objetivo: elaborar una casa con los principios de sostenibilidad y con tecnologías que esten al alcance, que sea económica.
Ubicacion: en Lagos de Montebello, Chiapas
La casa contara con 2 habitaciones, cocina, estancia,centro de lavado, 1 baño, patio. La casa será de una sola planta con un terreno aproximado de 100 m².
Habitarán 2 adultos y un niño.
ELÉCTRICIDAD
La fuente de electricidad será generada por paneles con modulo fotovoltaico policristalino con una capacidad 180W, un peso de 16.5 kg con 1.341 m de longitud y de ancho de 0.99 m y con 3.6 cm de espesor, se utilizaran 1 de estos paneles, tienen un costo aproximado de 10000 pesos. Debido a que los apartos domesticos funcionan con corriente alterna se necesitará un inversor, que hace la función de convertir la corriente directa (DC) a corriente alterna (AC) con un costo de 500 con una capacidad de salida de 600 w con corriente de 127 V (AC), una batería de 31 horas para almecenar la corriente con un costo de 1300, ya que en dias soleados se obtiene mucha energía, pero en dias nublados es todo lo contrario y es ahi donde se usan las baterías, se necesitara un regulador para el panel indicado de 180W, este regulador controla automáticamente la carga de las baterías para evitar una sobrecarga con un costo de 560 pesos, todo esto da un total entre bateria y inversor y regulador de 2460 pesos.
Considerando que cada habitacion usará 1 foco, entre los que serán de LED(diodo emisor de luz) y tambien focos ahorradores de energía, las de LED seran de 7w y los ahorradores de enrgia seran de 15 W pero con una luminosidad de 75 W . La iluminación LED tiene una vida útil extremadamente larga. Los LED de alta potencia de Philips (master LED) ofrecen una vida útil de 50.000 horas (6 horas diarias) o más. Junto con el controlador electrónico, en la que proporcionará un rendimiento de iluminación total .duran más de 30 veces lo que un foco incandescente y no contienen mercurio y son reciclables, cuestan apróximadamente 50 dolares. Entonces en nuestro proyecto puede que sea un foco caro pero a la larga es una buena inversión, esto hace que se ahorre la luz hasta un 80%, en total seran 4 focos de LED y estaran puestos uno en cada habitación, otro en la estancia y otro en el patio para el alumbrado externo y en los otros 3 focos ahorradores de energía estarán puestos uno en la cocina, otro en el centro de lavado y otro en el baño, ya que son los lugares en donde se pasa menos tiempo, en total son, si en las habitaciones pasan un tiempo promedio de 3.5 horas y en la estancia un promedio de 3 horas y en el del patio tendra detector de presencia para que permanezca prendido durante este alguien cerca de la casa, con esto tendra un promedio de 30 min, todo este consumo da un total de 75.6 W al dia, en el transcurso de la tarde no se debera consumir luz ya que se puede aprovechar la luz del sol para iluminacion, los aparatos electronicos como TV, computadora son utilizados un promedio de 130 W/h si se utiliza en promedio 2 horas se consumen 260 W.
AGUA
Se muestra un proceso de tratamiento adecuado para casas habitación con bajos requerimientos de energía, además de no impactar con ruido, malos olores y vectores a los habitantes de la casa. La planta presenta características que permiten una fácil instalación y operación en casas habitación. El funcionamiento del tren de tratamiento es autónomo. El único equipo accionado por electricidad es el compresor de diafragma que requiere la micro planta. Con ello se obtiene un bajo consumo energético y fácil mantenimiento. En condiciones reales de descarga de las aguas residuales en el tren de tratamiento, se obtiene un agua tratada apta para reúso con eficacias por arriba del 90% en la eliminación de DQO (total y soluble) y SST.
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| Situación Normal (sin inversión termica) |
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| Inversión Térmica |
- Partículas suspendidas: se trata de una mezcla compleja de partículas y aerosoles, estas particulas deterioran muchas funciones respiratorias, en principal a quienes padecen problemas crónicos
- Compuestos orgánicos volátiles: incluyen sustancias como gasolina, solventes de pinturas y soluciones limpiadoras orgánicas, que se evaporan y entran a la atmósfera como vapor, estos compuestos son los principales causantes de la formación de ozono.
- Monóxido de Carbono (CO): es un gas invisible e inodoro, muy venenoso para animales ya que impide el suministro de oxígeno a los órganos y tejidos.
- Óxidos de Nitrógeno(NOx):todos estos compuestos de oxigeno y nitrogeno son gases, en la atmósfera se convierten en acido nitrico y son el principal agente de la deposición ácida, el dioxido de nitrógeno irrita los pulmones y causa enfermedades repiratorias en niños.
- Óxidos de Azufre (SOx): el dioxido de azufre es un gas venenoso para plantas y animales, los niños y ancianos son muy sensibles a el. se convierte en ácido sulfúrico en la atmósfera y es uno de los principales agentes de la deposición ácida.
- Plomo (Pb): el plomo es muy peligroso en concentraciones bajas y llega a causar daño cerebral y muerte, se acumula en el organismo y lesiona tejidos y órganos.
- Ozono: el ozono en la capa superior cubre de la radiación ultravileta pero en lugares donde no debe de estar, es decir, a nivel de suelo es muy tóxico para plantas y animales, lesiona los tejidos pulmonares y es causante de muchos transtornos en los pulmones
- el radón y sustancias tóxicas: el radón es un gas radioactivo generado por los procesos naturales del interior de la Tierra, la ley del aire limpio identifica a 189 contaminantes atmosféricos peligrosos, muchos de los cuales son conocidos carcinógenos en los seres humanos.
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| Formación de la deposición ácida |
Lavadores venturí:Los lavadores Venturi son lavadores de alta eficiencia para polvos finos y aerosoles. El polvo fino y los areosoles son sólidas partículas o pequeñas gotas del tamaño de 1µm o menores.La excelente eficiencia de separación de estos equipos se debe a la alta velocidad relativa entre el gas que provee el polvo y el líquido de barrido en el cuello del Venturi, el objetivo de estos lavadores es aumentar el tamaño de particula por medio de agua o gotas de suspensión, debido a que es mas facil recolectar las particulas mas grandes.
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| Lavador de Venturí |
Colectores de Tela y Esterilla fibrosa:En estos equipos el flujo contaminado pasa por un medio filtrante que por lo regular es de tela. Su eficiencia es muy alta y su caída de presión es media, pueden manejar grandes volúmenes y su potencia es media. Son equipos de gran eficiencia ya que llegan a capturar partículas de menos de 0.5 de micra con 99% de eficiencia. Sus limitantes son la temperatura y la humedad; ya que no pueden manejar flujos a más de 200 °C y deben estar totalmente secos, de lo contrario se queman las bolsas o se apelmaza el polvo y tapan las bolsas.
Camara de sedimentación por gravedad: son aquellos que emplean la fuerza de gravedad para separar, las partículas mas gruesas, el gas entra a una camara en la que disminuye su velocidad podiendo sedimentar las partículas mas gruesas y densas en una tolva de recolección. Son utilizados para la captura de partículas de un diametro mayor de 10µm, aunque solo atrapan de manera efectiva a partículas mayores a 50µm.Colector de Ciclon: Cuando es necesario separar partículas de diámetro superior a 5 µm suele emplearse el dispositivo. Es de gran sencillez, compacidad, fácil mantenimiento y elevada eficacia. El funcionamiento de este tipo de aparatos podemos verlo en la figura.El aire cargado de polvo entra tangencialmente por la parte superior cilíndrica. La corriente de aire sigue una trayectoria en espiral que primero se dirige hacia el fondo del tronco de cono, ascendiendo después por el centro del mismo. El aire, una vez depurado, abandona el ciclón por la parte superior. Las partículas separadas se descargan por el fondo del ciclón.
El rendimiento de un ciclón depende del diámetro del mismo y del tamaño de las partículas a separar tal como puede verse en la Tabla 1.
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| Tabla 1. Rendimiento de un ciclón | ||||||||||||||||||||||||||||
Existen 4 formas para separar los gases:
- reducir o eliminar la producción de los gases indeseables
- inducir a los gases a reaccionar despues de su producción en procesos químicos para generar emisiones diferentes que sean menos inconvenientes.
- extraer de manera selectiva el producto indeseable de una corriente gaseosa por absorción, que es la transferencia de moleculas gaseosas a liquidas.
- Extraer de manera selectiva el producto indeseable por adsorción, que es el deposito de moleculas gaseosas en una superficie solida.
El agua es lo fundamental para la vida, el objetivo de este capitulo es conocer las capacidades y limitaciones del agua, ya que este liquido tan vital se esta agotando, el ciclo o forma en la que el agua se maneja en la naturaleza, la intervención del hombre en el agua, es decir, como la usa, la manera de administrarla, la manera en la que la contamina, etc.
el ciclo del agua en escencia consiste en que el agua pasa a la atmósfera y por evaporación o transpiración y vuelve al suelo por condensación y precipitación.
cuando la lluvia toca al suelo, el agua sigue una de 2 vias, penetra en el suelo llamado infiltración, o se desliza por la superficie, escurrimiento pluvial. los escurrimientos pluviales fluyen por la superficie hasta depositarse en arroyos y ríos que se dirigen al oceano o mares interiores, a todo los arroyos, ríos, estanques, estc, son llamados aguas superficiales.
en cuanto el agua sufre infiltración, tiene 2 alternativas, una es quedar embebida en el suelo dependiendo de la capacidad de este, esta agua capilar retorna a la superficie por evaporación o por transpiración cuando la extraen las plantas, la convinación de estos dos fenomenos se le conoce como evotranspiración. La segunda alternativa es la filtracion, que es el agua de gravedad, ya que escurre hasta llegar a un estrato impermeable de roca o arcilla densa, donde se acumula y llena las cavidades, este deposito es llamado manto freatico y su parte superior es el nivel freatico o N.A.F..
los problemas ambientales que encaramos proceden de los efectos directos e indirectos del ciclo del agua, se clasifican en 3 categorías: modificación de la superficie terrestre, contaminación y extracción.
la contaminación del ciclo del agua, se da debido a que los humos y vapores arrojados hacia el aire lo que es contaminacion del aire, estos contaminantes se regresan como lluvia acida, contaminando rios, plantas, mantos freaticos, etc.
La población cada vez recurre mas a los mantos freaticos para absorber el agua y utilizarla, solo que la regeneracion de estos en zonas urbanas en nula. La disminución de los mantos freaticos genera varios problemas:
- disminución de las aguas superficiales: si bajan los niveles freáticos, los manantiales y las fuentes se agotan, con lo que las corrientes fluviales menguan al grado de secarse.
- hundimiento del suelo: la extracción de las aguas freaticas a ocasionado que se se abran cavidades en el suelo, ya que antes la corteza terrestre era soportada por esta agua, ocasionando un hundimiento, en ocasiones los hundimientos son repentinos y se les conoce como sumideros.
- Invasión de agua salina: en las zonas costeras los desagues de las corrientes freaticas llegan a ocurrir bajo el oceano, en tanto que los niveles freáticos produzcan suficiente presion dentro del manto, habra un flujo de agua dulce al mar, de lo contrario si se reduce la presión ocasionada por la extracción apresurada de los mantos freáticos, entonces se contaminaran estos mantos con agua salina.
- La condición oligotrófica: es el termino que se le aplica al agua con pocos nutrientes, lo cual limita el crecimiento de fitoplancton, permite que la luz penetre y favorezca a las poblaciones de vegetación acuática sumergida, la flora bentica mantiene el ecosistema con alimento, habitat y oxigeno disuelto.
- La eutroficación: es una serie de procesos que comienzan con el enrequecimiento de nutrientes, el crecimiento y la muerte del fitoplancton, la acumulación de detritos, el aumento de las bacterias.
Las aguas residuales no tratadas presentan el riesgo de diseminar enfermedades y tambien dan la oportunidad de aprovecharlas como fertilizantes orgánicos para beneficio de la agricultura.
MANEJO Y TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
Los contaminantes de las aguas de desecho todos estos son transportados a traves de un sistema de alcantarillado que conecta cañerias de baños, fregaderos y escusados con tubos cada vez mayores, hasta que acaban por reunirse en un tronco. esta mezcla total recogida de todas las tuberias que llegan al tronco del sistema colector se denominan aguas de desecho, los contamiantes que contienen estas aguas se dividen en 4 categorias:
- Residuos y cuerpos solidos: los residuos incluyen trapos, bolsas de plástico y otros objetos que se dejan ir por los escusados o que se resbalan por los desagues de lluvia. Los cuerpos sólidos son arena y grava gruesas, y tambien entran en el alcantarillado.
- Partículas de materia orgánica: comprende partículas visibles de materia orgánica producto de los desechos de alimentos en la basura doméstica asi como la materia fecal y papeles escusados. incluyen bacterias que han comenzado a digerir los desechos y tal vez agentes patógenos.
- Materia orgánica disuelta y en estado coloidal: esta materia procede de las misma fuentes, la unica disminución es su tamaño. en tanto que las partículas visibles se asientan en aguas tranquilas, las particulas tan finas no se sedimentan. ademas hay materia disuelta de jabones, detergentes y otros agentes de limpieza.
- Material inorgánico disuelto: es formado sobre todo por nitrógeno, fósforo y otros nutrientes de los desechos fecales, ademas de los fosfatos de los detergentes y los ablandadores de agua.
- Otros contamiantes: tambien hay cantidades variadas de pesticidas, metales pesados y otros compuestos tóxicos porque la gente vierte en las tuberías las partes que no usa de los productos que los contienen. además, algunas industrias vierten en el alcantarillado ciertos desechos tóxicos.
- Tratamiento Primario: es donde el agua fluye muy despacio por unos tanques llamados clarificadores primarios. Las partículas de materia orgánica, que suman alrededor del 30 al 50 por ciento del total de ese material, se asienta en el fondo, de donde son retirados. Al mismo tiempo, los materiales grasos o aceitosos flotan hacia la superficie y son recogidos, todos este material en conjunto son llamados lodos en bruto.Tratamiento Preliminar: como los residuos y cuerpos sólidos dañan o tapan las bombas y otros dispositivos, el primer paso es retirarlos con este tratamiento que consiste en 2 etapas, que son cribas los residuos y asentar los sólidos. Para eliminar los residuos se hacen pasar el flujo de aguas negras por una criba de barras, los residuos se recogen de la criba y se llevan al incinerador. Ahora ya se utilizan cribas giratorias para eliminar los residuos como los de la figura. Despues de pasar por la criba, el agua fluye por un tanque de sedimentación de sólidos, que es un deposito en forma de piscina a modo de que la velocidad se aminora para que los sólidos se sedimenten.
- Tratamiento Secundario: tambien conocido como tratamiento biológico, por que se sirve de descomponedores y saprofitos naturales en escencia, se crea un ambiente en el que los microorganismos se alimentan de la materia orgánica disuelta y en estado coloidal y por respiración celular la descompongan en dióxido de carbono y agua. ese medio rico en elimentos solo es necesario añadir oxígeno para facilitar la respiración y el crecimiento de los organismos. Se emplean 2 tecnicas el sistema de filtros de goteo y el sistema de lodos activados, el mas utilizado es el sistema de lodos activados. El sistema mencionado consiste en que el agua que sale del tratamiento primario se deposita en untanque grande equipado con un sistema de burbujeo, cuando el agua se introduce en el tanque se le añade una mezcla de saprofitos conocida como lodo activado y se airea con vigor conforme circula, en este medio aireado, los organismos consumen la materia organica.
- Separación de los nutrientes biológicos: divesrsas bacterias convierten las formas nutricias (amoniaco y nitratos) en gas atmosférico. este fenomeno se le conoce como denitrificación. Para retirar el nitrgeno el sistema de lodo activado se divide en zonas y se controla el ambiente de cada una de manera que estimule la denitrificación. En cambio para el fosfato, las bacterias debido al poco alimento y en un medio con mucho oxígeno ellas lo toman en solución y lo almacenan en su cuerpo. despues estos organismos se retiran con el fosfato acumulado y se ñaden a lodos para producir un lodo rico en nutrientes (biosolidos).
- Limpieza y desinfección final: despues de la remoción biologica de los nutrientes, las aguas residuales se someten a una última limpieza por filtración en una capa de arena y se desinfectan, asi pocos microorganismos patógenos quedan despues de las etapas de tratamiento y filtración, para que cumplan con la norma se deben desinfectar y el agente mas usado es el cloro en forma de gas ya que es barato y eficaz.
TRATAMIENTOS DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA
En la primera etapa son los siguientes procesos:
- Tamizado: se utilizan tamices burdos construidos por ramas verticales separadas a mas o menos 1´.
- Sedimentación: se utilizan tanques de sedimentación o estanques para retirar arena fina y pequeñas arcillas.
- Coagulación: para eliminar turbides de particulas coloidales, este tipo de partículas son las que contribuyen al olor, sabor y color del agua.
- Filtración: se utilizan 2 filtros el de arena lenta y el de arena rapida, procesan agua a una velocidad de 10 L/min*m², su espesor es de 0.6 a 1.6m. Los filtros rapidos procesan de 80 a 160 L/min*m²
- Desinfección: en este proceso el metodo mas utilizado es el de cloración, agregando cantidades de cloro gaseoso suficientes o hipocloritos, la función del clroro es debido a que es altamente reactivo, oxida la materia orgánica y la inorgánica por igual.
V.- CONTAMINACIÓN DEL SUELO
La erosión del suelo se puede dar por 3 principales causas
- Cultivo Excesivo
- El pastoreo excesivo
- La deforestación
El riego ha aumentado de manera radical en regiones donde suelen recibir pocas lluvias, existen varios sistemas de riego como el riego por derrama y el riego por surtidor, esta expansión tiene como contrapeso la salificación, que es la acumulacion de sales en el suelo al grado que se suspende el crecimiento de las plantas, la salificación se considera una forma de desetificación (la erosion del mantillo genera desertificación).
Las sustancias que presentan cierto riesgo se denominan residuos peligrosos y son clasificados asi por la EPA:
- Inflamabilidad: sustancias que se prenden con facilidad ( por ejemplo, gasolina y alcohol)
- Corrosividad: sustancias que corroen los tanques de almacenamiento y el equipo, como acidos por ejemplo.
- Reactividad: sustancias químicamente inestables que llegan a explotar o generar humos tóxicos cuando se mezclan con agua( por ejemplo, acido sulfúrico concentrado, explosivos, fósforo, etc).
- Toxicidad: sustancias perjudiciales para la salud si se ingieren o inhalan( por ejemplo, cloro, amoniaco, plaguicidas y formaldehído).
Ciertas sustancias que pasan al medio se descomponen poco a poco y son asimiladas por los procesos naturales, sin embargo hay dos tipos de sustancias que la naturaleza no puede diluir:
- Metales pesados: los más peligrosos son el plomo, el mercurio, arsénico, cadmio, estaño, cromo, zinc y cobre. Son utilizados en industrias para fabricación de baterías y los aparatos electrónicos. Los metales pesados son de toxicidad extrema debido a que iones o ciertos compuestos son solubles en agua, entonces el organismo los absorbe con facilidad, dentro del cuerpo tienden a combinarse con las enzimas y a inhibir su funcionamiento.
- Compuestos orgánicos sintéticos no biodegradables: los compuestos orgánicos sintéticos son la base de todos los plásticos, fibras y gomas sintéticas, barnices, pesticidas, conservadores de madera entre otros y dichos productos son solo utiles cuando no son biodegradables. Estas sustancias son tóxicas porque son tan parecidas a los compuestos orgánicos naturales que el cuerpo los asimila y el organismo no los asimila entonces transtornan los sistemas hasta llegar a dosis muy altas causa muerte y envenenamiento. Una variedad en especial problematica de los compuestos orgánicos sintéticos son los hidrocarburos halogenados ( en el que uno o mas atomos de hidrógeno hasn sido desplazados por cloro, bromo, floruro o yodo). de todos ellos los hidrocarburos clorados son los mas comunes ya que son utilizados en plasticos.
METODOS DE ELIMINACIÓN EN TIERRA
- Inyección en pozos profundos: consiste en excavar un pozo en el estrato seco y poroso que se encuentra debajo de las corrientes subterraneas, los líquidos de desechos peligrosos bombeados en el pozo se hunden en el material poroso y quedan aislados, en la práctica es casi imposible garantizar que las fracturas en el estrato dejen escapar los desechos y asi contaminen el agua.
- Depositos superficiales: son simples depresiones excavadas (estanques) en los que se vierten y se retienen los líquidos, fueron el medio mas barato y por lo tanto el más utilizado para deshacerse de grandes volumenes de agua, si no son bien sellados, los residuos escurren hasta los mantos freáticos, y tambien los materiales se evaporan y pueden contaminar la atmósfera.
- Rellenos sanitarios: cuando los desechos peligrosos se encuentran en forma de solidos o líquidos concentrados se colocan en bidones y se entierran en rellenos sanitarios, si el relleno esta bien cubierto y encapsulado y tiene algun medio para eliminar los lixiviados que escurren del fondo, entonces es llamado relleno seguro, en ocasiones si el relleno no es seguro los liquidos de lixiviado que escurren del fondo no son bien eliminado pueden llegar a contaminar las aguas subterráneas.
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| Relleno Sanitario |
PROBLEMAS DE LOS RELLENOS SANITARIOS
Los problemas siguientes se deben a que bo son bien tratados los rellenos sanitarios:
- Generación de lixivio y contaminación de las agua freáticas:
- Producción de Metano
- Descomposición incompleta
- Asentamientos
Cuando el suelo está contaminado de compuestos orgánicos tóxicos biodegradables que no se descomponen porque el suelo carece de organismos, oxígeno o ambos, entonces se utiliza la biorremediación, que consiste en inyectar oxígeno y organismos en las zonas contaminadas. Los microorganismos se alimentan de los contaminantes y los eliminan (como en el tratamiento secundario de las aguas residuales), luego mueren por falta de alimento.
VI.- FUENTES DE ENERGÍAS RENOVABLES Y NO RENOVABLE
ENERGÍA NUCLEAR
el objetivo de la energía nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa los turbogeneradores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios átomicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un atomo de un elemento pesado se divide en 2 átomos de elementos diferentes, en la fusión 2 átomos ligeros se combinan y forman uno mayor de otro elemento.
Todas las plantas nucleares aprovechan la fisión del uranio 235, este se encuentra de 2 formas en la superficie terrestre y posee dos formas o isótopos los cuales son uranio 238 y uranio 235, el uranio es utilizado como combustible en las plantas nucleares. Para lograr la fisión del uranio 235, es preciso que un neutrón lo golpee a la velocidad exacta, debido a que es un isotopo inestable.
El reactor nuclear de las plantas esta diseñado para sostener una reaccion en cadena continua sin dejar que se convierta en una explosión nuclear, para controlar la reacción, la composicion del uranio es 3% de uranio 235 y 97% de uranio 238. Este enrequecimiento modesto no permite que la cadena se amplifique y produzca alguna explosión.
La planta de energía nuclear funciona de la manera siguiente, el calor del reactor es empleado para poner agua en ebullición y producir vapor que impulse unos turbogeneradores, las formas de hervir agua se pueden hacer de dos formas, una se hace circular agua por el reactor, la otra utiliza un circuito doble. El agua moderadora refrigerante pasa por el reactor y se calienta a más de 315 grados, no hierve debido a que el sistema tiene una presion muy elevada.
ENERGIA SOLAR DIRECTA:
Varios módulos pueden ser conectados unos con otros para formar un arreglo. En general, cúanto más grande es el área de un módulo o arreglo, más electricidad será producida. Los módulos y arreglos fotovoltaicos producen corriente directa (CC). Estos arreglos pueden ser conectados tanto en serie como en paralelo para producir cualquier cantidad de voltaje o corriente que se requiera.
La aplicación de las celdas fotovoltaicas son amplias, ahora se han empleado en lo que se conoce como tejados solares, estos sirven para casas, escuelas, centros culturales, etc.
Los sistemas de iluminación de avenidas, estos sistemas generalmente consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia.
VI.-VIVIENDA SOSTENIBLE
ENERGÍA NUCLEAR
el objetivo de la energía nuclear es controlar reacciones atómicas de modo que liberen gradualmente energía térmica infrarroja. Esta energía sirve para poner agua en ebullición y producir vapor, que impulsa los turbogeneradores convencionales.
La energía nuclear comprende cambios átomicos por dos procesos: fisión o fusión. En la fisión, un atomo de un elemento pesado se divide en 2 átomos de elementos diferentes, en la fusión 2 átomos ligeros se combinan y forman uno mayor de otro elemento.
Todas las plantas nucleares aprovechan la fisión del uranio 235, este se encuentra de 2 formas en la superficie terrestre y posee dos formas o isótopos los cuales son uranio 238 y uranio 235, el uranio es utilizado como combustible en las plantas nucleares. Para lograr la fisión del uranio 235, es preciso que un neutrón lo golpee a la velocidad exacta, debido a que es un isotopo inestable.
El reactor nuclear de las plantas esta diseñado para sostener una reaccion en cadena continua sin dejar que se convierta en una explosión nuclear, para controlar la reacción, la composicion del uranio es 3% de uranio 235 y 97% de uranio 238. Este enrequecimiento modesto no permite que la cadena se amplifique y produzca alguna explosión.
La planta de energía nuclear funciona de la manera siguiente, el calor del reactor es empleado para poner agua en ebullición y producir vapor que impulse unos turbogeneradores, las formas de hervir agua se pueden hacer de dos formas, una se hace circular agua por el reactor, la otra utiliza un circuito doble. El agua moderadora refrigerante pasa por el reactor y se calienta a más de 315 grados, no hierve debido a que el sistema tiene una presion muy elevada.
En comparativa una planta de energía nuclear con una que usa carbón
- requerimientos de combustible. La planta de carbon consume alrededor de 3 millones de toneladas de éste y la de energía nuclear utiliza 30 toneladas de uranio enriquecido que se obtiene de la extracción de 75000 toneladas de mineral, lo cual es menos nocivo.
- Emisiones de dióxido de carbono. la planta de carbón emite mas de 10 millones de toneladas de dióxido de carbono lo cual contribuye al calentamiento global, la planta nuclear no genera el compuesto.
- Emisiones de dióxido de azufre y otras. la planta de carbón produce mas de 400 000 toneladas de dióxido de azufre y otros contaminantes acidificantes, que deben ser retenidos en depuradores y precipitadores, la planta nuclear no genera contaminantes que produzcan ácidos.
- Desechos sólidos. La planta de carbón produce alrededor de 100 000 toneladas de cenizas que hay que enterrar. La planta nuclear genera unas 250 toneladas de desechos radioactivos, que hay que almacenar y eliminar de manera segura.
procede de las reacciones termonucleares de fusión que ocurren en el sol y es donde se quedan todos los subproductos químicos y radioactivos. La luz que llega a la tierra es energia radiante que va desde la luz ultravioleta (bloqueada por la capa de ozono) hasta la luz visible y la infrarroja (energía térmica)la mayor parte de la radiación se encuentra en la luz visible, tomar esta energía no altera el equilibrio energético de la biosfera.
los aprovechamientos de la luz solar son los siguientes.
- Colectores de placa plana: consisten en una caja delgada y ancha con tapa de vidrio o plástico transparente, el fondo es oscuro y sostiene los tubos que conducen el agua. Orientado hacia el sol, el fondo se calienta conforme absorbe la luz así como se calienta el pavimento oscuro y la tapa translúcida impide que el calor escape. El agua que circula por los tubos se calienta y va al tanque de almacenamiento, el agua caliente se impulsa por medio de una bomba (sistemas activos) o se aprovechan las corrientes de convección (sistemas pasivos), estos últimos son mas económicos. También los colectores de placa plana se utilizan para la calefacción de hogares, consiste solo en hacer pasar aire sobre la caja, se aumenta la eficiencia si el aire caliente se propaga por convección natural.
- Celdas Fotovoltaicas: la celda solar mejor conocida como celda fotovoltaica, tiene la apariencia de una oblea con un cable arriba y otro abajo. Cuando la luz brilla en esta oblea, se genera energia eléctrica. Esto se debe a que algunos materiales presentan una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que hace que absorban fotones de luz y emitan electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizada como electricidad. Un arreglo de varias celdas solares conectadas eléctricamente unas con otras y montadas en una estructura de apoyo o un marco, se llama módulo fotovoltaico. Los módulos están diseñados para proveer un cierto nivel de voltaje. La corriente producida depende directamente de cuánta luz llega hasta el módulo.
Varios módulos pueden ser conectados unos con otros para formar un arreglo. En general, cúanto más grande es el área de un módulo o arreglo, más electricidad será producida. Los módulos y arreglos fotovoltaicos producen corriente directa (CC). Estos arreglos pueden ser conectados tanto en serie como en paralelo para producir cualquier cantidad de voltaje o corriente que se requiera.
La aplicación de las celdas fotovoltaicas son amplias, ahora se han empleado en lo que se conoce como tejados solares, estos sirven para casas, escuelas, centros culturales, etc.
Los sistemas de iluminación de avenidas, estos sistemas generalmente consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia.
- Canalones Solares: son utilizados para poner agua en ebullición y generar vapor para asi impulsar los turbogeneradores, los canalones solares son reflectores largos y ahondados inclinados hacia el sol, la curvatura del canalón es tal que la luz incidente se refleja en una tubería que corre por el centro y en la que circula aceite u otro liquido que alcance una temperatura elevada. El fluido caliente pasa por un sistema de intercambio térmico en el que hierve agua y se produce vapor que impulsa el turbogenerador.
ENERGIA SOLAR INDIRECTA:
- Energía hidraulica: se utiliza a traves de las presas hidroeléctricas, en las que el agua a presion al pie de las presas impulsa al pasar los turbogeneradores. la cantidad de electricidad porducida es proporcional a la altura del agua, de lo que depende la presión y evl volumen que fluye. La energía hidraulica es una fuente renovable que no contamina, pero construir las presas trae inmensas desventajas ecologicas, sociales y culturales. por ejemplo, los embalses formados detrás de las presas inundan granjas o los hábitats de muchas especies y a veces poblaciones o sitios de valor historico, también se obstaculiza y hasta se impide la migración de los peces, aun cuando se provean pasajes, cambiar de un río de corriente fría a uno de corriente caliente tiene consecuencias ecologicas, las consecuencias ecológicas ocurren también al frente de las presas. Como el flujo de agua se regula conforme a las necesidades de energía causando estragos corriente abajo; los niveles de agua oscilan de la inundación a la sequía y de nuevo la inundación en el mismo día, también los sedimentos con nutrientes se asientan en el embalse y sólo pequeñas cantidades llegan a la desmbocadura del rió.
- Energía Eólica: el eje de la hélice engrana en un generador, se le conoce como turbina eolica, actualmente tienen unas aspas de 15 metros, el costo de la electricidad que producen a disminuido. Las fincas de viento, que son grupos de 50 a mas de esas maquinas que generan electricidad sostenible y que no contamina. En california por ejemplo funcionan unas 17000 turbinas eólicas que generan 1500 megawatts.
- Bioconversión: consiste en aprovechar la energía de la biomasa, los principales métodos de conversión son la quema de leña, la quema de papel y otros desechos orgánicos municipales, la producción de metano de la digestión anaerobia del estiércol y los fangos de alcantarilla y la producción de alcohol por la fermentación de granos y otros materiales amiláceos.
- Energía térmica oceánica: en casi todos los océanos hay un gradiente térmico de alrededor de 20 grados entre la superficie calentada por el sol y el fondo frío. Conversión de nergía térmica oceánica es el nombre de una tecnología experimental que pretende aprovechar esta diferencia de temperatura para generar electricidad. Consiste en vaporizar liquidos de bajo punto de ebullición (como el amoniaco) con las aguas superficiales cálidas. La presión de los vapores impulsaría turbogeneradores y se condensarían con agua fría bombeada desde 100 metros de profundidad para reiniciar el ciclo. Esta tecnica de energía tiene un elevado costo y no son rentables.
OTRAS FUENTES RENOVABLES
- Energía geotérmica: consiste en aprovechar el vapor del interior de la tierra (agua calentada por rocas fundidas) para calentar edificios o impulsar turbinas. Con frecuencia mas pozos se cavan para mejorar las salida del vapor o agua caliente. apenas se han explorado las posibilidades de la energía geotermica, esta tiene todavia mucho que dar, aunque se ve limitada a paises como japón, islandia, filipinas y nueva zelanda, cuya geología es de tipo volcánico.
- Energía mareomotriz: hay una cantidad enorme de energía en la subida y la bajada diarias de mareas y la cual no contamina, una idea sencilla para captar la energía consiste en construir presas en las salidas de las bahías y montar turbina alli. Cuando sube la marea inunda las turbinas que producen electricidad. Al cambiar la marea, se invierten la dirección de las aspas de manera que el agua siga generando energía eléctrica. esta tipo de energía tiene un problema, en algunos lugares la diferencia de la marea alta y la marea baja es de apenas 50cm, pero hay lugares como francia, canada, rusia, en las cuales la topografía del lugar puede llegar a dar hasta diferencia de mareas de 6 m.
Hay que decir que las viviendas ecológicas serán viviendas que aprovechen los elementos naturales que las rodean y que incluyan todo tipo de avances tecnológicos que permitan evitar la pérdida de energía que se producen en las viviendas. Dentro de las principales características que deberán contener este tipo de viviendas en diferentes ámbitos, debemos encontrarnos al menos con las siguientes:
- Habitabilidad: Este tipo de viviendas ecológicas deberán aprovechar un mínimo de horas de luz solar y deberán tener una orientación adecuada sus fachadas para no provocar sombras en los edificios de viviendas colindantes.Además estas viviendas deberán aprovechar las corrientes de aire para ventilar las fachadas y deberán estar perfectamente aisladas para reducir los niveles de ruido.
- Reducción del consumo energético: Las viviendas ecológicas deberán conseguir al menos un 20% de ahorro en su consumo energético, para lo cual se adoptarán medidas como: mejores aislamientos para reducir las pérdidas de calor y frío, aljibes para la recogida de aguas pluviales, etc.
- Lograr la eficiencia energética de las instalaciones: En este sentido se debe procurar que las instalaciones eléctricas de iluminación así como los ascensores sean de bajo consumo eléctrico y la calefacción y el agua caliente deberán ser producidas por energía solar térmica, de ahí el impulso y el gran consumo de paneles solares que se está produciendo en los últimos tiempos.
- Aprovechamiento del agua: Debido a los problemas que se están produciendo en los últimos tiempos con las sequías en determinados puntos de nuestra geografía, este será un punto esencial en las viviendas ecológicas, que deberán emplear todo tipo de mecanismos para el aprovechamiento y reutilización del agua. Así por ejemplo habrá sistemas para el reciclado de aguas pluviales que luego puedan emplearse para el riego de zonas ajardinadas, también deberán instalarse todo tipo de mecanismos para el mejor apreciamiento del agua como grifos que logren economizar el chorro del agua, reductores de presión del agua y así un sin fin de medidas que contribuyan a un mejor aprovechamiento del agua y a una reducción de su consumo.
- Reciclado de residuos: Las viviendas deberán de disponer de un lugar habilitado especialmente para colocar los contenedores de basuras y fomentar el reciclado de todo tipo de residuos.
- Podemos decir que estas son las características mínimas y a partir de aquí todo lo que sea mejorar e introducir nuevos avances, bien venido sea para lograr cada día tener unas viviendas más ecológicas y que respeten al máximo el entorno que las rodea.
Objetivo: elaborar una casa con los principios de sostenibilidad y con tecnologías que esten al alcance, que sea económica.
Ubicacion: en Lagos de Montebello, Chiapas
La casa contara con 2 habitaciones, cocina, estancia,centro de lavado, 1 baño, patio. La casa será de una sola planta con un terreno aproximado de 100 m².
Habitarán 2 adultos y un niño.
ELÉCTRICIDAD
La fuente de electricidad será generada por paneles con modulo fotovoltaico policristalino con una capacidad 180W, un peso de 16.5 kg con 1.341 m de longitud y de ancho de 0.99 m y con 3.6 cm de espesor, se utilizaran 1 de estos paneles, tienen un costo aproximado de 10000 pesos. Debido a que los apartos domesticos funcionan con corriente alterna se necesitará un inversor, que hace la función de convertir la corriente directa (DC) a corriente alterna (AC) con un costo de 500 con una capacidad de salida de 600 w con corriente de 127 V (AC), una batería de 31 horas para almecenar la corriente con un costo de 1300, ya que en dias soleados se obtiene mucha energía, pero en dias nublados es todo lo contrario y es ahi donde se usan las baterías, se necesitara un regulador para el panel indicado de 180W, este regulador controla automáticamente la carga de las baterías para evitar una sobrecarga con un costo de 560 pesos, todo esto da un total entre bateria y inversor y regulador de 2460 pesos.
Considerando que cada habitacion usará 1 foco, entre los que serán de LED(diodo emisor de luz) y tambien focos ahorradores de energía, las de LED seran de 7w y los ahorradores de enrgia seran de 15 W pero con una luminosidad de 75 W . La iluminación LED tiene una vida útil extremadamente larga. Los LED de alta potencia de Philips (master LED) ofrecen una vida útil de 50.000 horas (6 horas diarias) o más. Junto con el controlador electrónico, en la que proporcionará un rendimiento de iluminación total .duran más de 30 veces lo que un foco incandescente y no contienen mercurio y son reciclables, cuestan apróximadamente 50 dolares. Entonces en nuestro proyecto puede que sea un foco caro pero a la larga es una buena inversión, esto hace que se ahorre la luz hasta un 80%, en total seran 4 focos de LED y estaran puestos uno en cada habitación, otro en la estancia y otro en el patio para el alumbrado externo y en los otros 3 focos ahorradores de energía estarán puestos uno en la cocina, otro en el centro de lavado y otro en el baño, ya que son los lugares en donde se pasa menos tiempo, en total son, si en las habitaciones pasan un tiempo promedio de 3.5 horas y en la estancia un promedio de 3 horas y en el del patio tendra detector de presencia para que permanezca prendido durante este alguien cerca de la casa, con esto tendra un promedio de 30 min, todo este consumo da un total de 75.6 W al dia, en el transcurso de la tarde no se debera consumir luz ya que se puede aprovechar la luz del sol para iluminacion, los aparatos electronicos como TV, computadora son utilizados un promedio de 130 W/h si se utiliza en promedio 2 horas se consumen 260 W.
AGUA
Se utilizará un tinaco de 1500 L para almacenar el agua potable, el agua potable se obtendra de lagos a la cercanía, para obtener el agua se empleara el metodo de energia eólica para evitar el uso de bombas de potencia, que consumen una gran cantidad de electricidad, el metodo que se ocuparía sería un modelo llamado SQ FLEX:
 | Los modelos SQFlex de Grundfos son utilizadas para extraer agua en pozos de 3" o más de diámetro, en zonas donde no llega la energía de red. Las bombas SQFlex están diseñadas para bombear líquidos ligeros, limpios, no agresivos y no explosivos, que no contengan sólidos o fibras. Son aptas para bombear líquidos con un contenido de arena de hasta 50 g/m3. Un mayor contenido de arena acortará la vida de la bomba. Los sistemas SQFlex de Grundfos funcionan con conexión directa a paneles fotovoltaicos o aerocargadores. Para caudales de 16 m3 (a 2 m de diferencia manométrica) y diferencia manométrica de 250 m (con un caudal de 0,5 m3 por hora. |
Datos Técnicos
Las aguas de desecho se dividirán en 2 tipos, el tipo 1 serán las aguas generadas por duchas, lavabos, lavaderos de ropa, la tipo 2 será el agua con partículas fecales provenientes de excusados junto con la orina, estas aguas serán transportadas por medio de cañería a un estanque en donde se dejaran sedimentar y se extraerán los sedimentos fecales, estos sedimentos fecales se llevaran a pequeños depósitos cerrados, al momento de estar cerrados estos depósitos se generara el gas metano el cual será conducido por tuberías y serán conecatadas a una estufa en donde el gas metano producida en el biodigestor se quemara para guizas los alimentos, etc. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El tren de tratamiento se instaló en una casa habitación para su evaluación in situ. Bajo las condiciones de descarga de aguas residuales de la casa habitación durante 5 meses, se observó una remoción en la DQO total, en los SST y en el nitrógeno total de 92.5%, 88.7% y 88.7% respectivamente. La instalación funciona con un solo compresor de diafragma con una potencia de 60 W. La planta presenta características que permiten una fácil instalación y operación en casas habitación.
Se muestra un proceso de tratamiento adecuado para casas habitación con bajos requerimientos de energía, además de no impactar con ruido, malos olores y vectores a los habitantes de la casa. La planta presenta características que permiten una fácil instalación y operación en casas habitación. El funcionamiento del tren de tratamiento es autónomo. El único equipo accionado por electricidad es el compresor de diafragma que requiere la micro planta. Con ello se obtiene un bajo consumo energético y fácil mantenimiento. En condiciones reales de descarga de las aguas residuales en el tren de tratamiento, se obtiene un agua tratada apta para reúso con eficacias por arriba del 90% en la eliminación de DQO (total y soluble) y SST.El agua obtenida en este proceso se puede utilizar para regar jardines, para uso de excusados. Para mas información del proceso consulte http://www.cepis.org.pe/bvsaidis/aresidua/mexicona/R-0031.pdf.
En las aguas tipo 2 parte de los desechos fecales pueden ser utilizados también en compostas, y asi repartir la cantidad de desechos ya sea en produccion de metano como en elaboracion de composta.
DESECHOS SÓLIDOS
los desechos solidos de la casa serán eliminados y para esto tendrán que ser clasificados en inorgánicos e orgánicos, estos últimos puedem eliminarse depositandolos en compostas, los inorgánicos como botellas de plastico pueden reciclarse, lavandose como en una pequeña purificadora de garrafones, es decir, se compraria solo sustancias desinfectantes y con jabón y zacates y se reutilizaran, a excepción de los embases de cloro, esos pueden reutilizarse al momento de rellenarlos.
CONSTRUCCIÓN
Esta es la etapa final de mi proyecto , ya que se tomarón en cuenta todos los aspectos en base a esos hare mi diseño, el cual no incluire planos en este blog. Se incluiran materiales que no generen contaminación a la hora de producirse y que sean bioclimaticos, la casa se orientará hacia el norte para que obsorba la mayor luz posible, la estructura de la casa se elaborará bajo los principios de trabe y columna, estas seran de madera, tambien se utilizaran armaduras de madera para generar un techo a dos aguas este techo sirve para la recoleccion de aguas pluviales por lo cual deberá tener en las orillas del techo canaletas con pendiente, estas también seran de madera y desembocaran en depositos de agua pluvial, los muros serán de ladrillo ya que es otro material sustentable, es de fácil colocación, buen aislante térmico y acústico, es reciclable, su materia prima principalmente es la arcilla, es utilizado como material de construcción aproximadamente 11.000 años. Los primeros en utilizarlos fueron los Mesopotámicos y los Palestinos. Su forma es de un prisma rectangular, el nombre genérico de sus lados son tabla,canto, testa y sus dimensiones se denominan respectivamente soga, grueso, tizón. los jardines contendran arboles caducifolios que se dan en esta parte de chiapas que es selva baja, estos árboles tienen la caracteríztica de que sus hojas se caen en invierno dejando pasar los rayos de luz solar y calentando la casa, en primavera estos arboles abundan sus hojas por lo cual generan sombra, los muros exteriores estaran cubiertos de enredadera para generar un clima húmedo en primavera. las ventanas seran de doble cristal (termopaneles) ya ayudan a reducir la entrada de calor en verano y la pérdida de este en invierno. Las de triple cristal minimizan además el ruido del exterior.La cubierta debera de tener un a buena aislación en lana mineral o de vidrio, con fieltros como barrera de humedad en lo posible que tenga una capa de foil, que rechace los rayos solares.
haha el arcoiris!
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