MANUAL DE AUTOCONSTRUCCIÓN DE LETRINAS

ECOLOGICAS ABONERAS

Máter UPM Tecnologías para el Desarrollo Humano y la Cooperación

Grupo 1: Davide Bosetti, Chelsea Pepito, Gabriela Santos y Marçal Trigo

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ÍNDICE DE CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................... 3

¿Qué es la letrina ecológica abonera? ...................................................................................... 3

2. FUNCIONAMIENTO .................................................................................................................. 4

3. VENTAJAS DE LA LEA ............................................................................................................. 5

4. FASES DEL DISEÑO ................................................................................................................ 6

Descripción de sus elementos estructurales .............................................................................. 6

Diseño del espacio interior .......................................................... ¡Error! Marcador no definido.

5. AXONOMETRÍA DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES ................................................. 11

6. UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN ................................................................................................ 12

7. MATERIALES NECESARIOS .................................................................................................. 13

8. EJECUCIÓN DE LA OBRA ...................................................................................................... 13

8.1. TRAZADO DE LA CIMENTACIÓN ................................................................................... 13

8.2. CONSTRUCCIÓN DE LA DALA ....................................................................................... 14

9. USO Y MANTENIMIENTO ....................................................................................................... 19

10. LA MEZCLA ........................................................................................................................... 20

11. COSTE DEL BAÑO ECOLOGICO SECO .............................................................................. 21

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1. INTRODUCCIÓN

¿Qué es la letrina ecológica abonera?

El letrina ecológica abonera (LEA) es un equipamiento sanitario utilizado para recoger y

evacuar de manera higiénica y respetuosa con el medio ambiente la orina y excretas del

ser humano, sin la necesidad de usar agua. Representa una enorme mejoría respecto a

las letrinas y otras infraestructuras sanitarias parecidas por ser más cómoda en cuanto a la

instalación, uso y mantenimiento, y más higiénica gracias a su diseño, ya que evita la proliferación

de microorganismos nocivos.

Otra de las características fundamentales que la diferencian del resto es que está

diseñada para que su funcionamiento se base en un proceso que permite cerrar el ciclo de la

materia orgánica, de manera que las problemáticas relacionadas con el proceso de

descomposición de las heces desaparecen al poder ser estas reutilizadas con fines ecológicos.

Estos fines ecológicos no son sino la reutilización de la materia orgánica como recurso

principal para ser reconvertido en abono natural, haciendo que sea sostenible en el tiempo,

especialmente en lo referente al medioambiente.

Fig. 1. Letrina ecológica abonera. Fuente: elaboración propia

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2. FUNCIONAMIENTO

El sistema de la letrina ecológica abonera se basa en cuatro principios básicos:

1. Separación de la orina y las excretas 2. Aislamiento total de las excretas 3. Adición de materiales secos que aceleren la descomposición y la transformación de la

materia orgánica en compost 4. Tiempo suficiente de procesos anaerobios para transformación de la materia orgánica en

compst. El funcionamiento de la LEA favorece el fenómeno natural de deshidratación de las excretas

agilizando su proceso y reduciendo hasta en un 25% su contenido de humedad. Para que eso sea

posible se separan los orines de las excretas mediante una taza sanitaria de diseño especial, que

desvía los primeros a un recipiente de plástico o a un pozo de drenaje y los segundos a una

cámara impermeable donde se agrega tierra seca, ceniza o cal.

Mediante la deshidratación se logra, de una manera efectiva, la destrucción de los agentes

patógenos de las excretas, especialmente las larvas de lombrices, las cuales necesitan de una

cierta cantidad de humedad para poder sobrevivir.

La letrina ecológica abonera cuenta con un pozo seco situado bajo su planta donde se llevan

a cabo los procesos de fermentación. Consta, además, de un sistema de ventilación para permitir

el secado y alejar los malos olores propios del proceso de descomposición, molestos tanto para el

usuario como contaminantes para el medioambiente.

Para que el proceso de descomposición sea eficaz es necesario que cada vez que se utiliza el

baño, se añada a las excretas una mezcla de tierra seca, cal o ceniza, tirándola directamente en el

agujero del sanitario. Para facilitar esta operación es necesario que se disponga en el interior de la

letrina un recipiente que con este material (cal, ceniza, tierra seca…).

Después de un periodo de por lo menos seis meses, las heces descompuestas de esta manera

son lo suficientemente inocuas para poder ser utilizadas como abono o dispersadas en terreno sin

causar problemas a la salud pública.

Fig. 2. Letrina ecológica abonera. Fuente: elaboración propia

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3. VENTAJAS DE LA LEA

Ahorra agua: la principal ventaja de este tipo de baños es que no se utiliza

agua para el saneamiento, resultando un ahorro neto muy importante de este

recurso y evitando su contaminación.

Cuida el medio ambiente: evita la concentración al aire libre de agentes

patógenos y en consecuencia la contaminación del suelo y de la capa freática

del subsuelo. Además su funcionamiento se basa en los procesos propios del

ciclo biológico natural de los desechos humanos.

Produce abono y fertilizante: una vez terminado el ciclo de deshidratación

de las excretas y después de haber diluido la orina con agua, se puede

aprovechar de las propiedades nutritivas naturales de estos componentes

para que sean utilizadas como abono y fertilizante natural ecológicamente

sostenible.

Es barato: la estructura de la LEA puede construirse fácilmente con mano

de obra no especializada y con materiales locales de bajo coste. Además el

mismo usuario puede cumplir con las operaciones de mantenimiento, ya

que no requieren insumos adicionales.

Es un sanitario limpio y sin olores: evita el contacto directo entre el

usuario y la materia fecal en su estado primario; evitando, además, la

proliferación de insectos y microorganismos peligrosos para la salud

humana.

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4. FASES DEL DISEÑO

4.1 DESCRIPCIÓN DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

La letrina ecológica abonera consta de las siguientes partes:

- Dos cámaras inferiores, construidas de ladrillo, piedra o abobe, que deben ser

impermeabilizadas adecuadamente. Debe de tener una capacidad aproximada de 0.5 - 1

m3 y cuenta con compuertas en las cámaras que permitan evacuar el compost.

- Un tubo de ventilación de 2”, generalmente de PVC, conectado a las cámaras.

- Un techo para el pozo y/o losa del baño, construido de concreto armado, madera o con

una simple chapa de zinc, en el cual se ubicarán los orificios y conexiones para los

aparatos sanitarios.

- Una taza sanitaria con separador de orines removible, de tal manera que permita el uso

de las cámaras en forma alterna; y un urinario de pared tipo cadete. Ambos aparatos

sanitarios pueden ser fabricados de concreto, arcilla u otro material aparente.

- La instalación de tuberías de 1 ½” o 2” de PVC para evacuar los orines captados por los

aparatos sanitarios. Estas tuberías deben instalarse colgadas de la losa del baño

ecológico, lo cual permitirá su adecuado mantenimiento.

- La caseta del baño ecológico seco, que puede construirse con ladrillo, adobe u otro

material local. Debe tener una puerta, una ventana con malla de mosquitera y una

cobertura de teja, calamina u otro material apropiado para la zona.

- Las escaleras de acceso en caso de construirse en un terreno plano, o una rampa si el

terreno es inclinado.

- Un recipiente para las orinas que esté conectado directamente con el mingitorio y con la

parte del inodoro adecuada, o un pozo de drenaje construido en el lateral del baño, el

cual permitirá drenar los orines recolectados por los aparatos sanitarios.

*Nota: téngase en cuenta la diferencia de alturas existente entre un adulto y un niño. Adáptense las medidas a los

usuarios que sean niños.

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Fig. 3. Secciones de la LEA. Fuente: elaboración propia, con base en las medidas del “Manual de diseño,

construcción, uso y mantenimiento” de Lourdes Castillo Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

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Fig. 4. Secciones de la LEA. Fuente: elaboración propia, con base en las medidas del “Manual de diseño,

construcción, uso y mantenimiento” de Lourdes Castillo Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

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4.2 DISEÑO DEL ESPACIO INTERIOR

El usuario, con el soporte y apoyo del equipo de albañilería en caso de que fuera

necesario, debería de implicarse en el diseño y el dimensionamiento de los espacios de utilización

del baño ecológico y la disposición de los elementos fundamentales que componen la

infraestructura.

La superficie del espacio interno de la parte superior de la infraestructura depende

directamente del dimensionamiento de las dos cámaras de descomposición de la parte inferior,

que a su vez dependen del número de usuarios que utilizarán cotidianamente el sanitario (es decir

el número de componentes de la familia beneficiaria).

Se calcula que durante 6 meses, que es el mínimo tiempo necesario para que las excretas

se descompongan, antes de poderlas utilizar como fertilizante, una persona llena

aproximadamente un espacio con una capacidad de 60 litros. A este cálculo siempre es mejor

añadirle una cota de seguridad de aproximadamente 50 litros. En consecuencia se puede calcular

que para una familia de 5 personas serán necesarias por lo menos 2 cámaras de 350 litros de

capacidad cada una.

En la siguiente figura está representado un esquema de dimensionamiento estándar de

las cámaras de descomposición, relacionado con los litros que puede llegar a contener cada una.

Fig. 5. Planta inferior de la LEA. Fuente: elaboración propia

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Una vez que se haya decidido y dimensionado el tamaño de las cámaras de

descomposición, se puede proceder con el diseño de la parte superior de la estructura, cuya

superficie útil se obtiene directamente de la superficie del espacio inferior.

Para poder diseñar la planta alta, el usuario tendrá que decidir en primer lugar la tipología

de inodoro que quiere instalar en su baño (conociendo previamente los precios de los diferentes

modelos). Dependiendo de eso se tendrá que decidir la ubicación también y la orientación de la

taza ya que, así, se determinará el lugar dónde los albañiles tendrán que dejar el espacio

necesario para los dos agujeros simétricos que permitirán la caída de las materias fecales a las

cámaras inferiores. Para evitar la contaminación del ambiente interior y la subida de los malos

olores, el agujero de la camera no en uso tendrá que estar tapado con un elemento de cierre lo

más hermético posible.

Fig. 6. Planta superior de la LEA. Fuente: elaboración propia

En el diseño de la superficie superior, se tiene también que tener en cuenta el espacio

necesario para colocar el bote para la mezcla de tierra y cal, y para el bote de recogida de los

papeles sucios.

Otro factor que se debe de considerar es que el tamaño de la puerta debe ser suficiente

para poder pasar cómodamente y, al mismo tiempo, para que se pueda abrir hacia adentro sin

chocar con la taza o cualquier otro elemento dentro de espacio interior.

Por último, el usuario tendrá que decidir sobre dónde ubicar la o las ventanas para la iluminación

del espacio interno del baño, ya que tendrán que estar dotadas de mallas de mosquitera o

similares, para evitar la entrada de insectos en el espacio interior del baño.

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5. AXONOMETRÍA DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES

Fig. 4. Axonometría de la LEA. Fuente: elaboración propia,

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6. UBICACIÓN Y ORIENTACIÓN

El usuario tendrá que decidir el lugar dentro de su parcela donde se va ya a ubicar el baño

ecológico seco. Dado que este sistema de eliminación de excretas no produce olores y es de

única construcción, se puede ubicar tan cerca como sea posible de la casa, e incluso puede

formar parte de la vivienda.

A pesar de esta consideración, para la elección del lugar donde su va a ubicar la LEA, se

deberían tener en cuenta los siguientes factores:

- Se requiere un área mínima de 2,10 x 1,50 m

- La LEA debe de ubicarse en un área donde no haya riesgos de inundaciones y/o de

acumulación de agua pluvial;

- La LEA debe de colocarse en un área de la parcela lo más ventilada posible;

- En caso de que el terreno esté en pendiente, se debería garantizar el acceso a las

cámaras contenedoras (en este caso se podría aprovechar también la pendiente para

limitar el desnivel entre el ingreso y la cota del terreno)

- La pared a la cual se engancha el tubo de ventilación (preferiblemente la opuesta a la de

entrada) tiene que estar orientada hacia el Norte o en cualquier caso en la posición de

máxima irradiación solar posible, de modo que se maximice la eficiencia del proceso de

ventilación de las cámaras de descomposición.

Fig. 6. Factores a considerar en la ubicación de la LEA. Fuente: elaboración propia

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7. MATERIALES NECESARIOS

Para la construcción de las cámaras se requieren muros secos de piedra, ladrillo o

mampostería, concreto ciclópeo o de ladrillo tipo cabeza. La losa de la letrina ecológica se puede

construir con concreto armado de mínimo 10 cm de espesor, con hierro de ¼ como mínimo, o con

ferro cemento.

Para la caseta se pueden utilizar materiales fácilmente disponibles en el territorio: para el

contexto del Semiárido Alagoano se sugiere la utilización de productos arcillosos, como adobe,

BTC (bloque de tierra comprimida) o ladrillos de cerámica.

Para la cobertura también es posible utilizar el material de la zona, como teja artesanal,

calamina, paja, madera u otro material adecuado. Los aparatos sanitarios pueden fabricarse con

concreto simple o ferro cemento, mediante el uso de moldes metálicos. No obstante, siendo la

industria de la cerámica y de la porcelana muy desarrollada en el Estado de Pernambuco, limítrofe

al Estado de Alagoas, los usuarios pueden decidir comprar estos elementos directamente en el

mercado local.

8. EJECUCIÓN DE LA OBRA

Una vez decidida la ubicación más adecuada para la colocación del baño ecológico seco,

se podrá iniciar con la ejecución de la obra.

8.1. TRAZADO DE LA CIMENTACIÓN

Como primera operación se procede a la traza en el suelo la ubicación de los cimientos y

seguidamente se procede con su construcción, teniendo cuidado de respetar las medidas de los

planos.

Para que la operación resulte correcta y que las esquinas de la cimentación resulten

efectivamente rectas, se aconseja utilizar el procedimiento de trazado de escuadra basado en la

leyes de teorema de Pitágoras, así como representado por el dibujo siguiente.

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Fig. 7. Procedimiento de trazado según el teorema de Pitágoras

Se continúa con la construcción de las paredes de las cámaras. Es preciso tener en

cuenta que las cámaras deberán revestirse con cemento pulido, considerando chaflanes lisos en

los encuentros y una pendiente hacia fuera, que más adelante facilitará la evacuación del

compost.

8.2. CONSTRUCCIÓN DE LA DALA

Antes de la colocación de la dala se necesita posicionar la estructura de acero para reforzarla.

Se puede conseguir un armex prefabricado de sección triangular del tamaño más pequeño. Otra

opción sería hacer un armado auto-construido. Para este se necesitan varillas de 3/8 y alambrón

para los estribos; se miden los muros de las cámaras y se cortan los tramos de varilla según el

largo, poniendo 3 varillas por cada armado, con estribo de alambrón cada 18 cm.

- Con tablas de madera se prepara la cimbra para colar la dala

- Se dispone el armado en la cimbra

- Se instala el tubo de ventilación. Éste conecta a una tee con tres tramos de tubería. Uno

que ventila la cámara uno, otro para la cámara dos y el que sale fuera de las cámaras

para conectarse con el tubo que recibe la radiación solar

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- Para instalar la salida de orina se coloca un tramo de tubo para conectar la tubería de la

taza con la manguera hacia el contenedor de orina. Según la instalación que se haya

diseñado para la orina, se va a necesitar una salida o dos, una por cada cámara.

- Una vez instalados los elementos necesarios, se puede echar la mezcla de hormigón,

cuidando que entre en todas partes para que no se hagan huecos.

- Finalmente, después de 24 horas ya se puede quitar la cimbra de la dala.

.

Fig. 8. Contrucción de la dala. Fuente: “Manual de diseño, construcción, uso y mantenimiento” de Lourdes Castillo

Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

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Fig. 9. Contrucción de la dala. Fuente: “Manual de diseño, construcción, uso y mantenimiento” de Lourdes Castillo

Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

Paralelamente a la construcción de la dala, se puede proceder a la realización de la losa,

que se puede fabricar al lado de la estructura para agilizar la operación. De la misma manera por

la cual se ha realizado la cimbra y el armado de la dala, se procederá a constituir la losa.

Es de fundamental importancia posicionar bien el agujero para las evacuaciones:

operación para la cual se puede utilizar un bote como molde del hueco y se tiene que posicionar

un anillo de armado circular en su alrededor. Al igual que la dala, también el proceso de

endurecimiento de la losa estará terminado tras 24 horas desde su finalización y se podrá colocar

encima de la dala.

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Fig. 10. Construcción del diseño de la apertura de la taza en la losa. Fuente: “Manual de diseño, construcción, uso y

mantenimiento” de Lourdes Castillo Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

Fig. 11. Construcción de las cámaras. Fuente: “Manual de diseño, construcción, uso y mantenimiento” de Lourdes

Castillo Castillo, Guadalajara, Mexico 2002

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Concluidas las cámaras, se procede a la construcción de la caseta, la puerta y la

cobertura con operaciones tradicionales de albañilería. Las tapas de las cámaras pueden

fabricarse con concreto armado o ferro cemento. Es preciso tener en cuenta que éstas deben ser

resistentes a las maniobras de apertura y sellado.

En la última fase del proceso constructivo se coloca la taza sobre la apertura de la cámara

en uso. En caso de ser una taza separadora se conecta al contenedor de orina o con el filtro. La

apertura de la otra cámara (vacía o en reposo) de la LEA debe de sellarse con una tapa. En el

caso de la taza separadora:, la instalación de orina sirve para mandar los orines a un contenedor o

filtro fuera del sanitario. Se puede usar un tubo de PVC hidráulico de 1" o una manguera de

poliducto de 1". Para que los orines fluyan con facilidad la instalación debe estar inclinada y si

usamos manguera debemos cuidar que no se doble y tapone la instalación.

Finalmente, es necesario para asegurar la higiene de los beneficiarios del módulo, ubicar

un contenedor de agua dentro o muy cerca del baño ecológico, de modo que se asegure a los

usuarios la posibilidad de limpiarse las manos cada vez que utilicen el sanitario. El contenedor de

agua puede ser un simple bote de plástico o cerámica dotado de grifo o también un sistema de

lavado de manos tip-tap.

Fig. 12. Bote de plástico con grifo Fig. 13. Sistema tip-tap

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9. USO Y MANTENIMIENTO

El sistema del letrina ecológica abonera(LEA) obedece a ciclos biológicos capaces de

transformar las excretas humanas en una materia estable y segura para nuestra salud. Conocer

cómo funciona el proceso de transformación ayuda a usar y mantener correctamente el LEA.

Además haciendo un uso adecuado y teniendo cuidado en el mantenimiento de la estructura,

ésta puede tener una vida útil de entre 10 a 20 años.

Para que esto sea posible es recomendable seguir algunas indicaciones de uso:

Después de utilizar el letrina ecológica aboneralos usuarios tiene que tener

acceso a una fuente de agua para poderse limpiar las manos; aún mejor

sería que los usuarios tuviesen a disposición un jabón u otro producto para

la higiene personal.

Para prevenir olores desagradables y facilitar el proceso de descomposición de las excretas,

después del uso del sanitario se tiene siempre que echar un poco de mezcla en el agujero de la

taza.

Para la operación de vaciado de la cámara se tiene que esperar por lo

menos 6 meses de la última utilización. Es recomendable que la operación

de vaciado se ejecute con las medidas de protección pertinentes por parte

del usuario (mediante el uso guantes y mascara para la nariz).

El agujero de la cámara que no se está utilizando tiene que estar siempre cerrado, y de la manera

más hermética posible, hasta que no se vacíe.

En la cámara se pueden también echar otras sustancias naturales, como

hierbas y residuos orgánicos, pero nunca productos químicos, ya que

contaminarían la materia en proceso de descomposición.

Separar la orina de las excretas es una buena opción que agiliza el proceso de descomposición.

No obstante no es una medida obligatoria en el caso de nuestra localidad, ya que el clima árido del

Sertão facilita el secado de la materia orgánica.

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10. LA MEZCLA

Normalmente la mezcla que se tiene que echar en la cámara o pozo seco de

descomposición después de utilizar el baño ecológico, se compone de 3 partes de tierra seca por

una parte de cal o ceniza. A pesar de que ésta sea la amalgama estándar que habitualmente se

recomienda utilizar, la mezcla puede componerse de otros elementos.

De hecho, son numerosos los materiales que se consideran buenos para ser agregados a

las excretas humanas y para conseguir como producto final un abono rico en nutrientes.

En particular resultan muy indicados

para esta operación los elementos

naturales que tienen un alto

contenido de carbono. Entre estos los

más adecuados para esta función

son:

- El serrín (que no esté

contaminado con productos

químicos)

- La corteza de los árboles

- La hierba de pastura

- La paja

No obstante, se considera que

todos los productos orgánicos

pueden contribuir al proceso de

descomposición, aunque algunos

pueden ralentizar el proceso por tener una consistencia coriácea (como por ejemplo las cáscaras

de huevos) o por necesitar altas temperaturas para su disgregación (como por ejemplo las grasas

animales, la carne y los productos lácteos).

De todos modos, lo verdaderamente importante es que se evite mediante todos los medios

mezclar la materia en descomposición con productos químicos de cualquier naturaleza, ya que,

además de comprometer el proceso natural de descomposición de la materia orgánica, se pueden

desencadenar procesos seriamente dañinos para la salud de los usuarios.

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11. COSTE DEL BAÑO ECOLOGICO SECO

En seguida se reporta una estimación del coste de realización de una letrina ecológica

abonera que tenga una capacidad de almacenaje de 350 litros por cada una de las cámaras de

descomposición; es decir, que pueda satisfacer las necesidades de una familia de 5 personas.

La estimación se basa en un cómputo métrico de la infraestructura de la letrina ecológica

abonera y los materiales necesarios para su realización, excluyendo los costes de mano de obra,

ya que se considera que la ejecución será realizada por los equipos de albañilería del “Centro

Tecnológico Social Umbú”, juntos con los beneficiarios de los módulos y las infraestructuras.

Los precios se refieren al listado de precios de obra del instituto SINAPI (Sistema Nacional

de Pesquisa de Custos e Inidces da Construção Civil) de Brasil, referente al año 2014 y a la

ciudad de Maceió, capital del Estado de Alagoas; siendo por tanto orientativos.

CODIGO VÍNCULO DESCRIPCIÓN UNIDAD DE

MEDIDA

COSTE POR

UNIDADCANTIDAD

COSTE TOTAL

(R$)

COSTE TOTAL

(€)

0032 73844 MURO DE ARRIMO DE ALVENARIA

(Muro en ladrillos de ceramica)

m3 281,94

muros de las cameras 0,72 203,00 60,90

muros caseta 1,1 281,94 84,58

0089 73906 PORTA DE MADEIRA

(puerta de madera) unidad 232,06

puerta principal 1 232,06 69,62

puertas cameras 2 * 0,5 232,06 69,62

0043 74157 LANCAMENTO MANUAL DE CONCRETO

(hormigon)

m3

66,65

losa de cimientación 0,36 23,99 7,20

losa del baño 0,36 23,99 7,20

0042 73942 ARMACAO DE ACO CA-60 DIAM. 8,0MM m 6,71 0,00

armadura de las losas 22 147,62 44,29

0179 73976 TUBO DE AÇO GALVANIZADO COM

COSTURA 2" , INCLUSIVE CONEXOES m 48,61 2,5 121,53 36,46

0075 73633 COBERTURA COM TELHA DE

FIBROCIMENTO ESTRUTURAL m2 65,65

techo 2,55 167,41 50,22

0183 6021 VASO SANITARIO SIFONADO LOUÇA

BRANCA PADRAO POPULAR, unidad 176,45 1 176,45 52,94

TOTAL 1610,05 483,01

Cuadro 1. Aproximación de presupuesto para la construcción de infraestructuras.