UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERO GUSTAVO PÉREZ

PROYECTO DE INNOVACIÓN

“SISTEMA DE CAPTACIÓN, ALMACENAMIENTO Y PURIFICACIÓN DE AGUA

DE LLUVIA PARA ZONAS RURALES EN GUATEMALA”

NOMBRES: CARNE: E-mail Teléfono

Marilyn Violeta López Hernández 201403808 marilynouchiha@gmail.com 56817523

Silvia Elizabeth Raxón Ochoa 201403817 Ejdc91@hotmail.com 41986036

Michelle Alejandra Sigüenza Tiu 201404434 michytiu_1995@yahoo.es 55968992

Guatemala 09 de mayo del 2014

“SISTEMA DE CAPTACIÓN, ALMACENAMIENTO Y PURIFICACIÓN

DE AGUA DE LLUVIA PARA ZONAS RURALES EN GUATEMALA”

1. RESUMEN EJECUTIVO

El siguiente proyecto se realiza con el fin de proporcionar agua potable a

comunidades rurales en el país de Guatemala, los cuales no reciben suficiente

agua purificada para su consumo y sobrevivencia debido a la gran contaminación

que existe por los pesticidas, plaguicidas, químicos, etc. que son utilizados en

fábricas, cultivos en tierra, e incluso los petroleros que al erosionar la tierra o las

aguas contaminan tanto el agua como el ambiente al intentar extraer los

materiales de la tierra.

Debido a esta contaminación las personas de las áreas rurales no pueden

encontrar agua que sea saludable para sus vidas sino que lo único que

encuentran son enfermedades a causa de beber agua contaminada. El agua es

vital para los seres humanos, con lo cual es fundamental abastecerse de ella para

poder vivir. Es una fuente de energía que el cuerpo de un ser humano necesita

para sustentarse.

La realización de este proyecto se basa en ayudar a las comunidades rurales

brindándoles accesibilidad a obtener agua fácil y económicamente. Con lo cual se

logre satisfacer sus necesidades y aumentar la producción de filtros de agua para

que su vida sea más saludable. En el cual se utilizará en específico la recaudación

y purificación de agua de lluvia como un modo de aprovechamiento del agua.

Este método se realizará con materiales reutilizables, con lo que se ayudará

también al medio ambiente, debido a que no contiene componentes químicos ni

sustancias tóxicas para los humanos, sino más bien es un método renovable.

Se cree será un proyecto satisfactorio ya que, se puede contar con la ayuda de

especialistas en los centros de salud para que brinden ayuda a las comunidades

rurales enseñándoles a cómo poder realizar sus propios filtros y así aumentar la

producción de ellos e ir progresando como país ayudándonos unos a otros y crear

una mejor sociedad reutilizando materiales.

2. DESCRIPCIÓN DE LA IDEA

El siguiente proyecto presenta el problema actual que surgió en Guatemala por

varias generaciones: “La falta de agua potable en ciertas áreas del país”. Dada la

situación en la que Guatemala se encuentra se presenta la propuesta de crear

métodos más accesibles para hacer llegar agua potable a estas regiones, ya que

con el tiempo y la mano del hombre el agua se ha ido contaminando poco a poco

por falta de cuidado a nuestros ríos y lagos.

El fin del proyecto es crear un filtro casero que tenga como base la recolección del

agua de lluvia, que ayudará a facilitar la purificación del agua para estas

sociedades, el cual funcionará con recursos renovables y serán fáciles y

económicos de encontrar, pues se cuenta con el apoyo de centros de salud para

capacitar a la gente de estas comunidades a crear sus propios filtros con la ayuda

de envases plásticos o canales que pueden usar en sus propios hogares.

3. ANTECEDENTES

El agua es esencial para la vida, y ha sido parte de la historia de la civilización, en

la cual ha desempeñado un papel muy importante. A través de las décadas se han

desarrollado investigaciones que han estudiado las propiedades del agua ya que

es tan importante en nuestras vidas. Sin embargo al pasar de los años se ha

contaminado y actualmente la prioridad es purificar el agua y contribuir con este

objetivo.

El agua se ha contaminado de sustancias tóxicas y ahora no es seguro tomarla, ya

que su apariencia no es transparente en algunos lugares del mundo, este hecho

es importante ya que tiempos atrás probaban la pureza del agua viendo si era

tranparente y probando su sabor. Desde entonces las civilizaciones han querido a

través de varios métodos probar si es posible conservar el agua y sus propiedades

ya que sus minerales son importantes a la hora de su consumo. Se han probado

métodos usando altas temperaturas, o usando hierbas, perlas, cristales de cuarzo

y productos naturales para propósitos de purificación y desinfección de bacterias

para favorecer la salud humana en general.

Desde el periodo clásico de han introducido importantes inventos que han

favorecido el mantenimiento del agua, como el filtro de Hipócrates un filósofo

Griego que consideró las cualidades que podía tener el agua y pensaba que al

generar agua saludable, daba salud a las personas, él pensaba en un proceso de

purificación del agua porque pensaba que era medicinal. Otra persona introdujo el

concepto desalinización del agua pensó que haciendo pozos cerca del mar, la

arena actuaría como un filtro y el agua podría ser bebida. Un gran paso fue el del

imperio Romano que descubrieron que por ley de gravedad podían abastecer a

toda la ciudad de agua por medio de un acueducto en Roma en la época clásica,

eran canales para transportar el agua por la ciudad y la cubría muy bien. Este es

un gran paso de la civilización en la historia del agua en la vida diaria de las

personas. Además de éstos, hay inventos que se han creado y han sido de vital

importancia para el manejo del agua como el Microscopio que permitió visualizar

los organismos vivos en el agua, y otro invento fue el filtro múltiple del italiano Lu

Antonio Porzio. Este filtro era de arena el cual creían que purificaba el agua a su

paso.

Estos dos inventos contribuyeron en gran medida para realizar el análisis del agua

y su tratamiento, un ejemplo de esto es que se pudo detectar la bacteria del cólera

y hacer que a su paso por el filtro la bacteria se debilitara, por esta razón se

implementó como un derecho en 1800 aproximadamente que el filtro del agua

pudiera ser instalado en todos los pozos de las casas de los franceses por su

salud. Bajo este mismo concepto de tener agua pura en sus casas el señor

Joseph Army diseña un filtro esponja que hacia una primera purificación y luego

reforzaba con arena, y el señor James Peacock introdujo un tanque triple que

permitía mover el agua de un lado a otro y así purificarla. Al pasar de los años se

creó la primera planta de tratamiento de agua municipal la cual fue instalada en

Escocia la cual proveía agua pura para cada pozo de agua de la casa, sin

embargo, los filtros eran muy largos lo cual demoraba mucho el proceso de

purificación fue entonces cuando estadounidenses adoptaron el concepto y

modificaron el proceso haciéndolo más corto y rápido implementando

motobombas al procedimiento.

En 1827 inició la revolución de la cerámica, el filtro con este elemento removía

bacterias del agua, este filtro tenia tierra y barro. En 1862 Doulton inventó el filtro

de cerámica para microorganismos que removía bacterias con un 99% de

eficiencia, este hecho fue de impacto mundial. A raíz de todos estos inventos y

desarrollos empezó a crecer la industria dedicada al tratamiento de aguas y este

crecimiento empezó a afectar el medio ambiente porque se inició la explotación de

los recursos naturales y se convirtió en un gran problema. Debido a esto se

repensó la forma de purificar el agua sin dañar el medio ambiente y se empezaron

a implementar otro tipo de procedimientos con tecnología más avanzada y

eficiente como monitores del agua, otras sustancias que podían ayudar como

agentes descontaminantes y otro tipo de elementos más avanzados que han

permitido el desarrollo de mas investigaciones y ampliar los métodos de

purificación del agua.

Hasta aquí entonces se ha dado un recorrido por la historia de la purificación del

agua desde los métodos más sencillos hasta los más tecnológicos y con el

objetivo de a la vez preservar el medio ambiente, esto es una invitación a

reflexionar acerca de los nuevos métodos que se usan en la actualidad y estar al

ritmo del cambio con investigaciones y nuevos desarrollos acorde a las

necesidades del entorno, generando métodos eficaces desde nuestra profesión

que favorezcan la salud de las personas y el bienestar del mundo.

4. OBJETIVOS

4.1. OBJETIVO GENERAL

Establecer estrategias pertinentes para reforzar habilidades y alcanzar

desempeños superiores convirtiendo los obstáculos en fortalezas,

transfiriendo una tecnología de captación, almacenamiento y purificación de

agua de lluvia para las comunidades rurales forestales con altos índices de

marginación.

4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

A través de este proyecto se busca la accesibilidad del agua potable a las

comunidades rurales que existen en el país, en las cuales las fuentes de

agua están contaminadas, por lo tanto decidimos implementar un filtro de

agua casero que no necesita de mayor presupuesto y es práctico de utilizar.

Explicar los aspectos favorables del filtro casero en donde buscaremos la

reducción de contaminación ambiental, a través de charlas a la comunidad

en centro de salud.

Proporcionar herramientas que contribuyan a mejorar las condiciones de

vida y el enriquecimiento de la cultura del uso sustentable de recursos

naturales utilizando materiales y herramientas comunes en cada región,

Reutilizando envases de plástico recolectados por las personas de la

comunidad y enseñar como desinfectar adecuadamente éstos para ser

utilizados.

5. METODOLOGIA Y MATERIALES

Este paquete tecnológico facilita la captación y el almacenamiento de agua de

lluvia con la técnica conocida como SCAPT (Sistema de captación de agua pluvial

en techos) o SCALL (Sistema de captación de agua de lluvia) en techos, la cual

incluye rejillas y filtro de gravas que evitan que el agua arrastre sólidos a los

tanques de almacenamiento. El techo de las viviendas, escuelas, iglesias,

almacenes, etcétera, proporcionan una superficie adecuada para interceptar el

agua de lluvia y dirigirla, por medio de canaletas y tuberías, hacia un filtro de

gravas y posteriormente al sitio final de almacenamiento, de donde después se

puede conducir a un biofiltro de arena para que finalmente pueda ser utilizada por

los habitantes de la comunidad.

El filtro de gravas debe estar en una posición más elevada que el tanque o

cisterna de almacenamiento para que el agua pueda fluir. El biofiltro es un sistema

en donde la purificación de agua se realiza por medio de una capa biológica que

se forma en la superficie de la arena que contiene el filtro. Al pasar el agua por el

filtro, los microorganismos que ahí se desarrollan degradan los contaminantes

disueltos y los sólidos suspendidos se retienen por filtración. El agua que sale del

filtro se considera de calidad aceptable para su consumo, siempre y cuando se

agregue una etapa de desinfección que asegure su calidad bacteriológica. La

cantidad de líquido que se puede captar con este tipo de tecnologías está en

función de la precipitación anual de la zona y de la superficie de captación. Esta

cantidad puede verse afectada por los materiales del techo, salpicaduras fuera del

área de captación, fugas, evaporación y absorción.

La cisterna o tanque de almacenamiento debe tener la capacidad suficiente para

almacenar toda el agua que pueda captar. Las dimensiones de las canaletas

dependerán de la cantidad de agua que se capte y conduzca.

DEFINICIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA

Un sistema básico está compuesto por los siguientes componentes:

a. Captación

b. Recolección

c. Interceptor de primeras aguas

d. Almacenamiento

Inicialmente el diseño propuesto tendría, además de los componentes

mencionados,

los siguientes:

e. Sistema de filtración rápida

f. Red de distribución de agua lluvia (sistema de bombeo).

Sistema típico de captación de agua de lluvia en techos.

CAPTACIÓN

Es la superficie destinada para la recolección del agua lluvia. La mayoría de los

sistemas utilizan la captación en los techos, los cuales deben tener adecuada

pendiente (no inferior al 5%) y superficie, que faciliten el escurrimiento del agua

lluvia hacia el sistema de recolección. Los materiales empleados para los techos

pueden ser las tejas de arcilla, madera, paja, cemento, entre otros. Los techos de

cemento y de teja son los más comunes debido a su durabilidad, el precio

relativamente bajo y porque proveen agua de buena calidad; los que tienen

compuestos de asfalto, amianto o los que están pintados se recomienda utilizarlos

sólo cuando el agua captada no es para consumo humano, ya que pueden lixiviar

materiales tóxicos en el agua lluvia.

RECOLECCIÓN Y CONDUCCIÓN

Es el conjunto de canaletas adosadas en los bordes más bajos del techo, con el

objeto de recolectar el agua lluvia y de conducirla hasta el sitio deseado. Las

canaletas se deben instalar con una pendiente no muy grande que permitan la

conducción hasta los bajantes. El material de las canaletas debe ser liviano,

resistente al agua y fácil de unir entre sí, a fin de reducir las fugas de agua. Para

tal objetivo se pueden emplear materiales como el bambú, la madera, el metal o el

PVC. Se recomienda que el ancho mínimo de la canaleta sea de 75mm y el

máximo de 150mm.

INTERCEPTOR

Es el dispositivo dirigido a captar las primeras aguas lluvias correspondientes al

lavado del área de captación, con el fin de evitar el almacenamiento de aguas con

gran cantidad de impurezas. En el diseño del dispositivo se debe tener en cuenta

el volumen de agua requerido para lavar el techo y que se estima en 1 litro por m2

de techo. Se debe tener en cuenta que el agua recolectada temporalmente por el

interceptor, también puede utilizarse para el riego de plantas o jardines.

El interceptor consta de un tanque, al cual entra el agua por medio de los bajantes

unidos a las canaletas. El tanque interceptor debe contar con una válvula de

flotador que permita su llenado, cuando éste alcance el nivel deseado, la válvula

impedirá el paso del agua hacia el interceptor y la dirigirá hacia el tanque de

almacenamiento. Adicionalmente debe tener una válvula de purga en la parte

inferior del tanque para hacer el mantenimiento después de cada lluvia.

ALMACENAMIENTO

Es el depósito destinado para la acumulación, conservación y abastecimiento del

agua lluvia a los diferentes usos. La unidad de almacenamiento debe ser duradera

y debe cumplir con las especificaciones siguientes:

Impermeable para evitar la pérdida de agua por goteo o transpiración

De no más de 2m de altura para minimizar las sobre-presiones

Con tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de la luz solar

Disponer de una escotilla con tapa lo suficientemente grande para que

permita el ingreso de una persona para la limpieza y reparaciones

necesarias

La entrada y el rebose deben contar con mallas para evitar el ingreso de

insectos y animales

Dotado de dispositivos para el retiro de agua y el drenaje.

6. MODELO DE NEGOCIO

El proyecto del filtro genera beneficios tanto a las comunidades rurales como a los

generadores del proyecto, ya que por ser económico y sencillo se pueden ayudar

a más familias en otras sociedades rurales y formar así un negocio de fabricación

de filtros con ellos, creando así el trabajo para esas zonas rurales y aumentando el

crecimiento de producción de dichos filtros.

7. PLAN DE ACTIVIDADES

16 junio 2014

• Se presenta el proyecto como posible solucion, a las devidas autoridades (municipalidades, comite de barrios, etc.)

20 de junio 2014

• Se hace la convocatoria a las personas de la comunidad que esten interesadas en formar parte del proyecto

23 junio 2014

• Empezar con la capacitacion atraves de charlas informaticas acerca del proyecto, a los pobladores de la region.

26 de julio 2014

• iniciar a la recolección de los materiales a implementar en el proyecto.

1 agosto 2014

• dar comienzo a desarrollo de la elavoracion de los filtros de agua cacero con los desechos recolectados

8. RESULTADO DEL PRODUCTO ESPERADO

a. Se pretende generar conocimientos de nuevas fuentes de purificación de

agua por medio de la filtración de este vital líquido; a través de la

implementación del sistema de captación, de aguas pluviales, el cual se

basa en la extracción de agua de lluvia, que posteriormente se purificará

para obtener agua sin contaminantes.

b. Mayor acceso de agua potable en las comunidades rurales de la ciudad de

Guatemala, en el cual se mejorará la calidad de vida del ciudadano en

dichas comunidades.

c. Generar herramientas que contribuyan al mejoramiento de vida en las

comunidades utilizando materiales reciclables, que se encuentren por

medio de la recolección, desinfectándolos debidamente para poder

utilizarlos y crear mayor producción de ellos.

9. CONCLUSIONES

El proyecto de innovación “Sistema de captación, almacenamiento y

purificación de agua de lluvia para zonas rurales en Guatemala” brinda una

solución viable al problema expuesto anteriormente mediante un filtro de

agua casero por medio de la utilización del agua de lluvia que facilita la

distribución del mismo en áreas rurales, las cuales tienen el mayor

problema de abastecimiento de agua potable.

La ventaja del filtro demostrado es que es un filtro renovable, reciclable y

económico para dichas familias, pues no es necesario la utilización de

sustancias químicas ni tóxicas para el ser humano y que ayuda al medio

ambiente. El uso de este filtro puede brindarles beneficios tanto a las

familias de las comunidades como a los realizadores de este proyecto,

puesto que este proyecto no requiere de una mayor inversión económica

que, por lo cual se facilitara el acceso del agua a las diferentes zonas

rurales del país.

Con este proyecto damos a conocer un producto que brinda muchos

beneficios para cubrir otras necesidades en diferentes lugares del país.

10. REFERENCIAS

Sistema de almacenamiento de agua de lluvia. Transferencia de tecnología

es…aprovechar mejor.

http://www.conafor.gob.mx

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-desinfeccion-

agua.htm

http://www.lenntech.es/procesos/desinfeccion/historia/historia-desinfeccion-

agua.htm#ixzz314uUGh8X

http://www.aquamillfactory.com

http://articulos.aquamillfactory.com/?page_id=723

http://faircompanies.com/news/view/purificadores-agua-oldhigh-tech-

innovacion-intemporal/

http://filtroartesanalcaserosa.blogspot.com/p/objetivos-especificos.html

http://www.lareserva.com/home/como_purificar_agua_sodis

http://www.drinking-water.org/html/es/Treatment/Filtration-Systems-

technologies.html

http://www.ott.csic.es/rdcsic/rdcsicesp/rdrn09esp.htm

http://www.eurotherm.es/industries/life-sciences/applications/water-

purification/#sthash.1WTAtl7x.dpuf

http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso2/htmlb/SE

C_137.HTM

http://ecofiltro.org/es/mision-vision