Uso de Materia Orgánica como cierre de ciclos en Mercadal -Menorca

Barcelona Septiembre 2014

Tutor: Albert Cuchí Burgos

Autor: Carlos Enrique Sánchez Velázquez

Universidad Politécnica de Catalunya

Máster Arquitectura, Energía y Medio Ambiente

Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona

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Agradecimientos: Principalmente a mis padres por enseñarme a ser feliz e impulsarme a comerme el mundo. A mi hermano quien me ha enseñado que la locura es lo más razonable a seguir A mi cuñada da por darme un impulso máximo A Maximo y todos mis sobrinos por tener siempre por quien querer cambiar al mundo A todos mis amigos, hermanos, niños, niñas, tripleros por compartir hasta el final cada desquicio A mi española y catalana por soportarme ayudarme y demostrarme que no hay cosa más agradable que encontrar familia lejos de casa A todos mis amigos del master por ser un refugio lejos de casa, reafirmarme que no hay como una comunidad mundial unida y sobre todo por soportar mis pláticas de mierda “No cedas; no bajes el tono, no trates de hacerlo lógico, no edites tu alma de acuerdo a la moda. Mejor sigue sin piedad tus obsesiones más intensas”

Franz Kafka

Índice

Introducción

o Justificación

o Objetivos

o Hipótesis

o Metodologìa

Estado del Arte

o Mercadal

o Historia de la gestión de los RO

o Gestión actual de los RO

o Conclusiones del capítulo

Aguas residuales

o Clasificación

o Características

o Tipos de tratamientos

o Disposición actual de Mercadal

o Conclusiones del capitulo

Separación de ciclos

o Baño

o Tipos de Baños

o Existentes en el mercado

o Conclusiòn del capitulo

Balance de Nutrientes

o Ecosistema agro-urbano

o Analisis de entradas y salidas

o Metodologìa de Balance

o Balence

o Conclusiones del capítulo

Conclusiones

Bibliografìa

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Capitulo 1.-

Introducción

“La sostenibilidad fuerte se define como la viabilidad de la relación que mantiene un sistema socioeconómico con un ecosistema”

José Manuel Naredo

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Introducción Dentro de cualquier población existen diferentes problemáticas que tienen gran repercusión no solo para sí misma sino para todo lo que la rodea debido a que todo los ciclos, que tiene todo entorno natural, se han llegado a romper provocando desequilibrio dentro de los ecosistemas. Todo ecosistema edificado debería ser definido por el nivel e intensidad con el que sus recursos, necesarios para sus actividades, entran y salen. Esta relación no conlleva límites espaciales definidos, de hecho hoy en día lo que sucede es que se traen los recursos de alguna parte lejana y se devuelven de manera degradada al entorno que los rodea y como consecuencia se tiene uno de los más grandes problemas que tiene el ambiente urbano que es “la contaminación del agua” “Lo que antaño era un recurso escaso y valiosísimo, que aportaba la mayor parte de la reposición de nutrientes, se ha convertido en un residuo del que los agricultores se deshacen como pueden”1 Justificación Dentro de este trabajo nos enfocaremos a dos problemáticas de vital importancia que se encuentran en la comunidad agraria de Es Mercadal en Menorca; dentro del pueblo de Mercadal: Los residuos orgánicos (RO) y la contaminación del agua. Resulta obvio que cuando se habla de residuos orgánicos normalmente solo se piensa en restos de comida, papeles y todo lo que tiramos en la cocina, en otras ocasiones también incluimos los que salen de las plantas y lo del jardín como hojas, pasto cortado y demás; pero también debemos pensar que éstos deben incluir la heces fecales que regularmente se eliminan por medio del agua, ya que por definición “son el conjunto de desechos biológicos producidos por cualquier ser vivo”. En gran parte ambas problemáticas han sido causa de los cambios de hábitos que han tenido los habitantes del pueblo durante su historia ya que antiguamente la gestión de los RO era separada del agua lo que permitía que estos se usaran como materia prima para fertilizar la tierra y que ésta a su vez aprovechara los nutrientes, existentes en este fertilizante, para la producción de alimento para la gente del pueblo y después se volvieran a generar los RO y de esta manera se cerraba el ciclo de los nutrientes.

1 Xavier Cussó, Ramon Garrabou, José Ramon Olarieta y Enric Tello. “Balances energéticos y usos del suelo en la agricultura catalana: una comparación entre mediados del siglo XIX y finales del siglo XX”

Fig. 1. 1 - El ecosistema edificado y la degradación de su entorno; fuente: "Las aguas residuales en la arquitectura sostenible"

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En cambio el ciclo sufrió una alteración y se rompió cuando se introdujo el drenaje ya que este utiliza el agua solo como medio de transporte para poder llevarse parte de los residuos a otra parte sin poder ser aprovechados. Hoy en día solo se piensa en la etapa final de los productos en cuanto se refiera al manejo de residuos, lo cual es un gran error que se ha ido desarrollando desde hace bastante tiempo ya que para poder lograr minimizar los impactos negativos que provocan los desechos la gestión debería ser pensada desde el principio del desarrollo hasta el fin. Es evidente que hoy en día prácticamente nadie quiere llevar a cabo la gestión de este tipo de RO y con los sistemas actuales, como es del inodoro que se lleva los residuos por medio del agua al drenaje, resulta cómodo deshacerse de estos ya que no se observa que pasa simplemente se aprieta un botón y el problema, por llamarlo de alguna manera, se manda lejos. Lo que muchas veces no queremos ver es que este medio, por el cual se contamina, resulta completamente absurdo debido a que se usa agua de buena calidad como un simple vehículo para deshacerse de los RO y al final esta no se puede volver a utilizar para consumo humano debido a su pérdida de calidad y termina siendo poco viable tanto desde el punto de vista ecológico como económico. El verdadero problema es que con el aumento poblacional que existe hoy en día se incrementa la saturación de los vertidos y estos se vuelven imposibles de disolver creando las conocidas “aguas negras o residuales” y estas terminan siendo las principales causas de contaminación en ríos, lagos, mares, etc. “una persona puede descargar, en un año, 15,000 litros de agua pura, unos 400-500 litros de orina y unos 50 litros de heces y usando el sistema de cañería, se agregan unos 15,000-30,000 litros persona/año de las llamadas aguas grises”2 La situación en España con respecto a las aguas residuales (AR) ha ido variando en diferentes etapas; los sistemas más frecuentes que tendían a ser de carácter individual eran las fosas sépticas, tanques Inhoff, pozos ciegos etc; pero debido a su mala gestión resultaban insuficientes. Básicamente hasta la aparición del CEDEX3 se puede decir que se empezaron a regularizar los tratamientos ya que ésta era la encargada de determinar las construcciones de las Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) y definir las primeras normas técnicas, los requisitos y las bases de diseño que debían seguir estas.

2 Esrey, S., et al., “Saneamiento Ecológico”, tr. de la 1a. edición en inglés Ecological Sanitation, Asdi, Estocolmo 1998. 3 Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas”

Fig. 1. 2 - Vertidos en el agua; fuente: "Saneamiento ecológico"

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Debido a que en las Islas Baleares tienen una actividad turística muy alta en ciertas épocas del año muy alta produjo que se introdujese intensamente la práctica de la depuración, sin embargo las administraciones locales no tuvieron los medios suficientes para darse abasto con la gestión necesaria. El plan de Depuración y Reutilización de Aguas Residuales de Baleares indicaba que se debía alcanzar una depuración del 99,9% de la población para el año 2000; este fue aprobado en 1995 y sigue sin poderse alcanzar la cuota, pero lo que es cierto es que ya ha alcanzado a cubrir un poco más del 90% de la población equivalente balear. Pero esto no ha eximido que en estudios posteriores, realizados en Menorca, al año en que se alcanzo el 90% haya dado como resultado que en varias zonas de la isla el agua presenta concentraciones mayores a 50mg/lt de nitratos siendo este el límite recomendable para la ingesta. Existen diferentes posibles causas que estén provocando las concentraciones de los nitratos las cuales algunas son:

a) La fosas sépticas.- esto es debido a que muchas son muy antiguas y han tenido un mal mantenimiento lo cual ha provocado fisuras y daños dentro de su estructura convirtiéndolas en focos de vertidos al subsuelo de AR.

b) Las pérdidas de alcantarillado.- de igual manera el alcantarillado, debido a su edad, al paso de vehículos pesados, al movimiento de tierras, etc., ya debe presentar fisuras provocando fugas en este sistema provocando contaminación.

c) Los vertidos de las EDAR.- a pesar de la depuración éstas aguas pueden causar la contaminación de los acuíferos; de hecho en función de la zona donde se lleve a cabo el vertido puede estar favoreciendo a la infiltración de nitratos. Claro está que en la zona donde se encuentra Mercadal es suelo no es tan permeable pero aun así estas aguas terminan en el mar el cual cada vez presenta más algas debido al excedente de nitrógeno.

d) Los abonos químicos.- al intentar aumentar al máximo el rendimiento de la tierra se ha utilizado este y la mayor parte de las veces termina siendo de una manera excesiva. Esta es la principal causa de la llamada contaminación difusa por nitratos ya que el exceso de nitrogenados termina infiltrándose en el subsuelo.

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Parte del problema que también presenta hoy en día el alcantarillado es que tienen colectores unitarios y esto provoca que las aguas pluviales se junten con las AR y esto hace que los días de lluvia las depuradoras no puedan absorber la gran cantidad de agua que llega y se tiene que cerrar el acceso a la estación, por lo que todo lo que llegue en ese momento es vertido directamente sin ningún tratamiento. Con esto se comprueba que el ciclo del agua ha sido completamente afectado ya que si el agua llega contaminada a los cuerpo de agua de los cuales continúa en su siguiente estado este por lógica estará contaminado y empezara afectar a los seres vivos que somos los que dependemos directamente de estos.; y por lo mismo se empieza a extraer agua de otros lugares produciendo desbalance en ese entorno y así continuamente afectando al resto de los ecosistemas que nos rodean. El verdadero problema se encuentra en que los sistemas se han convertido en lineales en lugar de ser cíclicos y esto no es un movimiento natural se extrae energía y materiales de lugares lejanos al que se quiere suministrar y una vez utilizados y procesados estos de introducen en formas de desechos a otro espacio completamente ajeno del que se extrajeron y de donde se procesaron. Las entradas y salidas de un sistema, como las es cualquier comunidad, no tienen que ser completamente ajenos si no que tienen que ayudarse unos a otros y mantener un ritmo constante del flujo que no provoque que haya muchos salidas y pocas entradas y viceversa. Objetivos Generales: Lo que se busca dentro de este proyecto es comprobar que se puede llevar otro tipo de gestión de los RO y separarlos del agua para evitar que ésta se siga contaminando. Comprobar que el ciclo de nutrientes y el ciclo del agua no tienen que interferir uno con el otro a pesar de que no se apoye en el otro, el ser humanos los ha combinado completamente para resolver lo que para él en un momento fue un problema siendo que antiguamente era un recurso como son heces fecales. Buscar de alguna manera de cómo es que el hombre puede volver a interactuar con sus desechos, y que en lugar de esconderlos y mandarlos lejos los vuelva aprovechar para su propio beneficio. Que no los vea como simples desechos, que por definición quiere decir que sobra o que es un desperdicio, si-no que sepa la utilidad que puede sacar de este sin la necesidad de sacrificar su confort sólo basta con ciertos cambios de hábitos que se han ido adquiriendo y se pueden volver a modificar.

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Particulares: Menorca tiene serios problemas de agua debido a que sus mantos freáticos de agua dulce se están sobre explotando y empiezan a disminuir de una manera alarmante. Por lo que si la poco agua de buena calidad a la que tienen acceso la utilizan para algo tan ilógico como es transportar materia orgánica (MO) están desperdiciando más de un recurso que necesitan al mismo tiempo: el agua y los nutrientes. Se buscar que la población de Mercadal reactive el ciclo de nutrientes, el cual ha sufrido una ruptura a través del tiempo, mediante la utilización de toda la MO que tiene a su disposición por medio del compostaje y con esto ayude a conservar el agua. Que se le vuelva a dar importancia a los huertos, que solían ser parte de su vida cotidiana tradicional, utilizándolos no sólo como productores si no como también posibles sumideros de toda la MO que ya ha sido hecha composta y que esta devuelva todos los nutrientes a la tierra que han sido sacados de ella a través de las hortalizas y procesadas por el ser humano. Se pretende comparar diferentes tecnologías de baños que requieran una muy poca cantidad de agua o simplemente no se utilice. El criterio que se debe tomar para esto es primordialmente el confort de las personas, para ver si se le cambiará por completo sus hábitos actuales, en lo que prácticamente no hace más que apretar un botón, o proponer tecnologías que los involucren más en la gestión del las heces y la posible separación de estas para poder realizar de una mejor manera el compost. De igual manera se pretende analizar el sistema actual de tratamiento que se le da a las AR para poder hacer una crítica y ver los beneficios que se tendría al cambiar este sistema por uno más tradicional que involucre de una menor manear la utilización del agua y no se contaminen las escorrentías Finalmente cómo se busca cerrar el posible ciclo de nutrientes se analizará las entradas y salidas del pueblo y de sus huertos y cómo es que se pueden gestionar y mediante esto lograr el objetivo principal que es separar el ciclo del agua del ciclo de nutrientes. Demostrar que es posible llevar otro tipo de gestión con respecto a las residuos de la comunidad y se puede lograr un impacto mucho menor al ambiente y ayuda a conservar el recurso del agua que como se mencionó con anterioridad tiene varios problemas con ésta.

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Hipótesis Como se pretende cerrar el ciclo de nutrientes y separarlo del agua lo que se pretende es utilizar toda la MO del pueblo para alimentar a los huertos. Lo que sucederá es que se generara compost a partir de la MO conformada de:

• Heces fecales (HF) • Residuos Sólidos Urbanos (RSU) • Residuos Vegetales

Un vez obtenido el compost este se colocara en la tierra, se espera este tenga los nutrientes suficientes para que las hortalizas lo puedan aprovechar para crecer. Esto debe poder ser ya que se utiliza la misma área de tierra para nutrir a las plantas debe ser la misma área que se pueda abonar para devolverle los fertilizantes que consumió. Una vez comprobado esto se podrán separar las HF del agua ya que se utilizarán para el compost lo que dará como resultado la posible desaparición de las AR por lo que no será necesario el alcantarillado para este tipo de aguas y la depuradora ya no será necesario por lo que no se contaminará de ninguna manera con aguas residuales. El siclo se debe cerrar mediante el compost y el uso de los huertos como sumideros y el agua no se contaminara con estos nitratos devolviendo las materias primas de cada elemento independiente. Metodología Este trabajo se dividirá en 3 partes: La primera consistirá en hacer una descripción de cómo es que ha sido la gestión de los RO durante el tiempo dentro del pueblo de Es Mercadal el cual es el objetos de estudio, se verá cuales son los usos y costumbres de los habitantes con respecto a esto y cuál es la gestión actual que tienen. Una vez teniendo esta información se podrá sugerir hasta donde se puede llevar a cabo la propuesta de un cambio radical con respecto a la forma actual de llevar las cosas desde el inodoro hasta hablar de la desaparición del drenaje sin que preocupe demasiado a los habitantes.

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En la segunda parte se realizaran dos análisis de las tecnologías existentes con respecto a la gestión de las AR. En el primer análisis será de las EDAR; se verá el desarrollo de estas a través del tiempo, su funcionamiento, cuáles son los grados de depuración que pueden llegar a tener estas y cuáles son las diferentes tecnologías y tipologías que existen y cuál es la que se utiliza actualmente en el pueblo de Mercadal. Una vez conociendo cuál es la que gestiona actualmente dentro del espacio urbano del municipio de Es Mercadal se analizarán sus conveniencias y sus déficits y cuál sigue siendo su impacto dentro del medio ambiente y el ciclo del agua. El segundo consiste en la tecnología del inodoro; cuál es la que se utiliza hoy en día, cuál era la tradicional y cuáles nos la nuevas comerciales. Esto es para poder hacer una comparación y de esta manera poder sugerir los habitantes del pueblo por cuál de estas podría cambiar sin generar un gran impacto en su confort actual que es lo que muchas veces las personas ya no están dispuestas a sacrificar. Incluso que al momento de realizar el compost no necesitan de una gran gestión desde la separación de los sólidos con los líquidos, si es que el usuario lo tiene que hacer el o si existe cierta dificultad en el sistema o si este lo hace de una manera automática; otra cosa es que si al ir creando el sólido del compost simplemente se irá echando la MO y solo se tenga que mover de vez en cuando, también considerar la zona de guarda de esta ya que al usar HF humanas tardan bastante tiempo en poderse usar sin que exista peligro de agente patógenos. En la tercera parte se llevará a cabo tres balances de nutrientes. El primero consistirá en hacer el balance de una casa tipo del pueblo, esto para verificar con los datos a que es lo se puede llegar manejando todo esto de una manera individual si necesidad de la gestión de un tercero Finalmente se realizarán dos a una escala mayor pero variando las áreas de huertos ya que existe una propuesta del desarrollo de estos para tener una producción del pueblo mucho mayor no solo vendiendo las hortalizas sino como imagen para el turismo.

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Para poder realizar los balances se buscarán y analizarán datos generales como son:

• Consumo de hortícola per cápita • Producción RSU • Producción de HF • Producción de compost • Superficie de cultivo • Rendimiento de la tierra • Demanda recomendada de compost

Con todo esto se demostrará que la cantidad de entradas que puedan tener los huertos sea la misma a la cantidad de salidas para que se lleve a cabo correctamente el ciclo de nutrientes. Esto quiere decir que la demanda de compost del huerto sea la misma a la cantidad de hortalizas pueda producir un huerto y que la cantidad que consume una persona sea proporcional a lo que desecha. Finalmente observando el resultado del balance se comprobará y se propondrán posibles soluciones para que éstos cierren correctamente y con esto poder justificar la propuesta del uso de baños composteros y la posible cancelación del drenaje de AR.

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Capitulo 2.-

Estado del Arte Mercadal

“…en nada la han llenado de escombros(…) un disparate porque un día se puede terminar el agua corriente”

Rafael Villalonga

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Mercadal Menorca es una isla pequeña del conjunto de las Islas Baleares (España) dentro del Mediterráneo Occidental, esta cuenta con una extensión de aproximada de unos 700 km2 , tiene un clima mediterráneo con temperaturas medias anuales de 16,7 °C con precipitaciones anuales de 600mm, principalmente en otoño con un marcado carácter torrencial, pero esta tiene un periodo interanual de sequías. El viento predominante es del norte. Es Mercadal tiene su ubicación en la parte central de la isla es el segundo municipio más grande con una extensión de 134 km2; éste cuanta con una población de 5.396 registrada al 2012; desde su fundación a principios del siglo XIVX hasta la fecha es un municipio agrícola por excelencia. Gran parte del territorio de éste está declarado como área neutral protegida por el parlamento de las Islas Baleares. La mayor parte de sus habitantes se concentran en los pueblos de Fornells y Mercadal, que es en donde se enfocará este trabajo. Mercadal es la actual capital del municipio y de igual manera es agrario. Según los últimos datos cuenta con una población de 2.652 habitantes. Aunque es prácticamente plano este se encuentra a la falda de Monte Toro que es la mayor elevación que tiene Menorca; la mayoría de las casas son de construcción y arquitectura tradicional menorquina de color blanco; desde sus inicios y hasta la actualidad lo atraviesa un torrente. Dentro del pueblo se registran una temperatura, ligeramente diferente al resto de Menorca, con una media anual de 17,1 °C con medias mínimas de 11,5 °C y medias máximas de 25,0 °C. Este fue fundado cuando un grupo de gerundenses se instalaron al pie de la montaña de Toro hacia el siglo XIII, estos edificaron una parroquia, después la villa fue creciendo alrededor de ésta.

Los alrededores del pueblo estuvieron ocupados desde hace un tiempo hasta la actualidad por fincas rurales, por lo cual Mercadal tuvo durante siglos su principal fuente de recursos en la agricultura y la ganadería. Debido a su ubicación y por tradición es un lugar en el que se celebran ferias y mercados; también es conocida en la isla por su oferta gastronómica campesina la cual se basa sobre todo en hortalizas y verduras de los huertos propios los cuales suelen se ricos en materia orgánica, humus y nitrógeno procedentes del estiércol que se utiliza para abonar.

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Historia de la gestión de los Residuos Orgánicos En cuanto a las AR antes de la instalación del sistema de alcantarillado, las casas disponían de baños secos donde se depositaban los desechos orgánicos; y se llevaba a cabo una separación de las diferentes aguas residuales de acuerdo al uso o de donde provinieran estas. Se llevaba a cabo la separación la materia fecal de la de los orines. Esto se realizaba para evitar mal olor y para tener una mejor gestión de ambos residuos ya que luego cada uno de ellos era utilizado para fines distintos. Una persona en el pueblo denominado “xiquero” se encargaba de pasar recogiendo los orines que se generaban en las casas del pueblo para procesarlas, básicamente se diluyen con agua y se dejan reposar un tiempo, y después venderlas como fertilizante para que estos se utilizaran en los cultivos; ya que como se ha demostrado en estudios que “La orina humana puede usarse como fertilizante por el productor casero o recolectarse a nivel comunitario, para su uso posterior con los productores agrícolas. Cuando la orina se aplica en suelo abierto, no es necesario diluirla” 1

El uso de la letrina era algo común esta se solía colocar en las parte posterior del huerto, junto al chiquero, que era donde se ponía en engorda al cerdo, y cerca de las aves de corral; esto era para poder gestionar los desechos de una manera más sencilla. Los hombres y mujeres llevaban a cabo la gestión del depósito de la letrina, esto era algo cotidiano, era desinfectada y vaciada periódicamente. Las heces eran vertidas en el chiquero junto con los demás RO que se generaban ya que con el proceso que llevaba a cabo el cerdo servía para crear un abono. En muchas ocasiones las heces fecales se mezclaban con cal viva, para

deshidratarlas que aunque se pierdan ciertos nutrientes por este método era mucho más rápido en la creación del abono. Se buscaba procesar propio abono con esta materia prima porque se sabía que este era un acondicionador valioso de suelos debido a que incrementa la cantidad de material orgánico, mejorando así su capacidad para la retención de líquidos e incrementar la accesibilidad de los nutrientes. Las aguas grises generadas del lavado matutino o de la cocina, eran generalmente reutilizadas directamente en el huerto familiar para riego de frutales, etc.

1 Esrey, S., et al., Saneamiento Ecológico, tr. de la 1a. edición en inglés Ecological Sanitation, Asdi, Estocolmo 1998.

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Actualmente cuenta con sistema de alcantarillado, construido en 1985. Con la llegada de este sistema y del de agua potable y tras el decreto real 378 se hizo necesaria la construcción de depuradoras a lo largo de toda la isla para cumplir con los niveles máximos de contaminación de sustratos por nitritos y sulfatos ya que éste dice lo siguiente. “Todos los vertidos de carácter urbano o asimilables a los urbanos, con una carga contaminante superior a 15000 habitantes equivalentes deben tener en el primer horizonte del plan, unos sistemas avanzados de eliminación de nutrientes con rendimientos mínimos del 75% en eliminación de nitrógeno total y del 80% en la eliminación de fósforo total. Se exige el mismo tratamiento para todos aquellos vertido urbanos o asimilables a urbanos con cargas contaminantes superior a 5000 habitantes equivalentes y que desagüen en zonas de especial protección”. En cuanto al manejo de los RSU anteriormente cada municipio tenía su propio vertedero sin ningún control de separación; esto funcionaba sin causar grandes problemas debido a que se realizaba una separación desde casa esto era porque en el pueblo de Mercadal, por ejemplo, se separaban todos los RO ya que eran utilizados para la creación del abono que después se utilizaban para las plantas. Estas costumbres fueron cambiando debido a la evolución que empezaron a tener los habitantes del pueblo, por un lado se dejaron de preocupar por el cuidado del huerto por lo que no se preocupaban en crear su propio abono para el mantenimiento de éste, también se dejo la costumbre de criar un su propio cerdo lo que llevo a la desaparición del chiquero, lo que más se conservaron en algunas casas fueron las aves de corral, pero si el chiquero desapareció el espacio donde se gestionaban los residuos por lo que empezó a ser mejor tirarlos a los vertederos, los cuales enterraban y/o quemaban los residuos. Debido a esto, y a otro tipo de desechos peligrosos que se empezaron a tener, los vertederos iniciaron a tener problemas de salubridad además de ser espacios altamente contaminantes para el medio ambiente. Hacia 1993 se decretó Menorca como reserva de la biosfera lo que dio como resultado la creación del Consorci de Residus Urbans que entre uno de sus muchos objetivos fueron “el estudio, la programación y gestión del tratamiento, de manera selectiva, de los residuos urbanos no peligrosos de la isla de Menorca” Por ello el consorcio creó el Área de gestión de residuos des Mila, donde son tratados de manera integral los residuos municipales generado en la isla. Desde entonces se ha buscado la solución en cuanto a la separación de los residuos para poder aprovechar los RO ya que esta área comenzó a fomentar el compostaje y el reciclaje de residuos, además de la búsqueda de un modelo de gestión sostenible de residuos.

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Gestión actual de los Residuos Orgánicos

El funcionamiento de las AR descrito es muy sencillo las viviendas y los comercios vierten directamente a los colectores de aguas residuales. (fig. 1) Parte de la problemática actual es que más del 50% de estos colectores se encuentran en estado regular pero también al cruzarse en el camino de la escorrentía se combina con mucha agua de lluvia. El trazado de recolección de aguas lluvias y alcantarillado, coinciden en el canal que atraviesa el pueblo, esto implica que inevitablemente los colectares de aguas servidas sufrirán infiltraciones de las aguas lluvias aumentando el caudal y por tanto contaminando agua limpia y agregando trabajo innecesario a la depuradora. Una vez que los colectores han pasado por todo el pueblo, éstos llevan el agua a la depuradora. La cual se encuentra ubicada 2 km al norte de la ciudad. Esta estación trata la totalidad de los afluentes de alcantarillados de Mercadal. Funciona en un sistema a dos fases (primaria y secundaria), la primera anaerobia y de decantación de sólidos y la segunda fase aerobia en grandes piscinas con decantación de fangos. En el caso de esta depuradora, se omite un sistema terciario de filtraje y se devuelve el agua tratada a los afluentes naturales ya que el agua tratada se manda a ciertos puntos de la ciudad los cuales utilizan para riegos y otros usos. Los fangos resultantes se auto-digestan por lo que no es necesario su tratamiento posterior.

Fig. 2. 1 - Infraestructura de datos espaciales de Menorca (IDE). Xarxa de recollida d´aigues residuals

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El manejo de los RSU hoy en día están totalmente gestionados por el Área de gestión de residuos des Mila esta lleva a cabo programas de separación de basura y tiene contenedores para que los habitantes coloquen en cada uno la basura que corresponde. Hoy en día se encuentra desarrollando un programa en el que proponen pasar a recoger la basura puerta por puerta y de esta manera verificar la separación de la basura ya que muchas veces en los contenedores se encuentran basuras. Se están regalando contenedores domésticos e incluso bolsas de fibra de patata. Los registros que tiene el consorcio marcan que cada menorquí genera cada día 1.33 kg de día de residuos. De estos cerca de la mitad es MO entre los que se encuentra residuos de origen vegetal, animal, poda y jardín. Existe el registro de que la MO está disminuyendo de una manera importante ya que en diez años se marca un registro del 72,4% de disminución ya que en el 2004 se generaron 905 T y en el 2013 sólo se registraron 250 T. Pero esto no es debido solo a la disminución de producción si no a la pérdida de del hábito de separar la basura.

Fig. 2. 2 - Dismunución de RO; fuente: "Diari Menorca 6 de febrero 2014"

Esto marca un grave problema ya que en lugar de que las personas se vuelvan cada vez más consientes de esto sucede lo contrario. Siendo que el consorcio impulsa la creación del compost este tiende a ser un promedio muy bajo para alimentar a parte de Menorca y la razón principal es esta que no se obtienen de una manera correcta los RO ya que se llegan a combinar y esto repercute completamente en el proceso de desintegración.

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Conclusiones del Capitulo Lo que se observa es que con la gestión actual no se está llevando a cabo un gran aporte ya que tanto el manejo con el que se tiene las AR como el de los RO no terminan degradar de una manera correcta en el ambiente. Las AR terminan siendo vertidas en el mar además de ser combinadas con agua de lluvia y no solo contaminar estas sino que el creces demasiado la escorrentía la depuradora tiene que tirarlas directamente sin ningún tipo de proceso lo que señala que termina contaminando tanto el agua de lluvia que es una buena fuente de donde obtener agua para los regadíos y demás usos posibles como también contamina directamente la zona donde sean vertidas En Cuanto a los RO no se está generando una concientización de las persona sobre separar correctamente, en una opinión personal esto tiene que ver con no involucrar de una manera más directa a las personas ya que si la tiran y se llevan “el problema” muchas veces nos se da cuenta de que es lo que sucede y como termina perjudicando. Si las personas utilizaran esto materiales para crear su propia composta para ayudar a la fertilización de su propio terreno y vieran cuales son las repercusiones de llevar correctamente la gestión de la basura se preocuparía y por el contrario buscarían sacar más recursos. Esto ya es sabido ya que como cuentan los habitantes del pueblo antiguamente las persona hasta se peleaban para recoger la heces de los animales que pasaban por la calle porque estos eran recurso no desperdicio.

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Capitulo 3.-

Aguas Residuales EDAR

“…Laváronse, y quedó el agua para ensuciar todo un reino…”

Francisco de Quevedo

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Aguas Residuales (AR) De a cuerdo a la Ley de Aguas de 1985 la contaminación del agua es: “La acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, o introducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica” Muchas veces se define como AR a la que se ha utilizado como el transporte para llevar RO provenientes de humanos o animales como son las heces fecales y la orina. Estas son de tal repercusión en la vida diaria del hombre que sea ha tenido que desarrolla todo un sistema complejo de canalizaciones, diferentes métodos de tratamientos y el desalojo que posiblemente se le ha dado menos importancia. Como ya se había mencionado con anterioridad en las descargas de estas son las mayores causantes de contaminación del agua y de las mayores razones de rompimiento del ciclo del agua. Clasificación de las Aguas Residuales Para llevar a cabo una mejor gestión de las aguas residuales es necesaria, según las lecturas realizadas, dividirlas e identificarlas de esta manera se sabrá de una mejor manera cual es el tratamiento final que se le puede dar a cada una de estas. Para el caso de estudio donde se realizaran los análisis se adoptó una clasificación conveniente clasificándolas por su procedencia y por lo tanto por las actividades que se realizan dentro del pueblo Mercadal. Se dividieron en tres grandes grupos que son:

1) Aguas blancas.- estas se encuentran formadas por las aguas pluviales que no son conservadas, generalmente las primeras lluvias se dejan pasar ya que arrastran toda la suciedad acumulada en los conductos, y por las aguas de drenaje que llevan el agua del urbanismo subterráneo, pero estas últimas incrementan su nivel de contaminación debido a las fugas de las redes de alcantarillado. En resumen los componentes de estas son: los restos de actividad humana y asociada, los residuos de tráfico, las arenas, residuos vegetales, biocidas y las fugas del drenaje.

2) Aguas negras.- son las recogidas en las aglomeraciones urbanas normalmente es la combinación de

las aguas domesticas, que son fecales y jabonosas, con las aguas blancas, las comerciales y las agrarias, sus caudales y contaminantes son más regulares que las anteriores.

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3) Aguas agrícolas.- estas se tomaran más en cuenta que las posibles industriales debido a las

constitución de los huertos urbanos que se encuentran todavía en gran parte del pueblo. Pueden tener parecidos con las aguas domesticas estas tienden contener sus contaminantes particulares de la actividad agraria como lo son: fertilizantes, biocidas, estiércol, etc. Sera necesario si la mayor parte del los fertilizantes son de origen orgánico

Características de las Aguas Residuales Dentro de las AR pueden establecerse ciertos rangos de variación habituales de acuerdo a sus caudales como a sus características fisicoquímicas. Conocer estas características es de suma importancia para poder acabar de definir qué tipo de tratamiento es el que se les puede dar a estas. El Caudal es la cantidad de AR que se genera en una población y esta normalmente está en proporción directa a la cantidad de agua que es abastecida para sus necesidades. Los factores principales de este son el consumo de agua de abastecimiento, la pluviometría, las pérdidas, que son las fugas o las de consumos parecidos al riego de jardín y las ganancias, que son las que se le aumentan al alcantarillado. Las AR son aproximadamente entre el 60% y el 85% del agua consumida que fue abastecida este porcentaje varía de acuerdo a particularidades como son zonas de riego o posibles fugas etc. Las Calidades de las AR son muy variantes por que normalmente las que provienen de poblaciones no solo contienen RO sino también diferentes tipos de RSU que no son biodegradables los principales son:

• Objetos gruesos.- como maderas, trapos plásticos etc., elementos arrojados al alcantarillado

• Arenas.- partículas más o menos grandes de origen mineral u orgánico como la arena o grava

• Grasas y aceites.- sustancias que no se pueden mezclar con el agua y producen nata

• Sólidos en suspensión.- partículas pequeñas de procedencia variada alguna son sedimentables y otras orgánicas

• Sustancias con requerimientos de oxígeno.- compuestos de fácil oxidación

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o Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días.- es la cantidad equivalente de oxígeno

necesaria para la oxidar bilógicamente en un transcurso de 5 días.

o Demanda Química de Oxígeno.- es la cantidad equivalente de oxígeno necesaria para oxidar mediantes agentes químicos.

• Nutrientes (nitrógeno y fosforo).- estos viene de detergentes, fertilizantes y heces fecales

• Agentes patógenos.- estos pueden producir o transmitir enfermedades

• Contaminantes emergentes o prioritarios.- productos de cuidado personal, de limpieza doméstica,

farmacéuticos etc.

Cuadro 3. 1 - Valores típicos de los principales contaminantes de las aguas residuales; fuente: "Manual de Depuración de Aguas Residuales Urbanas"

Es por esta razón que estas aguas necesitan ser depuradas ya que pueden llegar a consumir el oxigeno que se encuentra dentro del agua comenzando a matar todo tipo de vida marina y también esta es la razón de los malos olores; el aporte excesivo de nutrientes causa crecimiento descontrolado de algas y otras plantas en los cauces receptores y estas plantas evita que las aguas puedan ser usadas de forma doméstica o industrial; finalmente estoas pueden causar la propagación de organismos patógenos tales son los ejemplos del cólera, la disentería, etc.

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Tipos de tratamientos existentes Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) también se les conoce como plantas de depuración o planta de tratamiento de aguas residuales; cuyo objetivo básico es tratar las AR para que estas tengan mejores características de calidad y cantidad, dicho de otra manera captar las aguas contaminadas de las poblaciones y tratar de devolverlas a la naturaleza con la menos cantidad de nitratos. Estas generalmente tratan aguas locales que mayormente proceden de zonas urbanas regularmente las de consumo humano ya que las industriales muchas veces requieren tratamientos más especializados. En una idea muy básica estas estaciones están conformadas por tres elementos principales: a) Recogida y conducción.- esto consiste tomar las AR desde donde se genera y llevarlas hasta la depuradora y esto se lleva a cabo a través de una compleja red de tuberías. Regularmente estos sistemas de tubería combinan las AR con las aguas de pluviales aunque hoy en dia y cada vez con más frecuencia se pueden encontrar los sistemas separativos. Para pode llevar una mejor gestión de las depuradoras de han ido colocando diferentes sistemas de compuertas para poder irlas conduciendo y también a la entrada de estos generalmente se colocan unos elementos llamados aliviaderos que sirven cuando el caudal viene muy elevado debido a las lluvias. b) Tratamiento.- es el conjunto de operaciones físicas, biológicas y químicas, que persiguen eliminar la mayor cantidad posible de contaminantes antes de su vertido, de forma que los niveles de contaminación que queden en los efluentes tratados cumplan los límites legales existentes y puedan ser asimilados de forma natural por los cauces receptores. Existen diferentes grados de tratamiento los cuales son:

• Pre tratamiento.- se eliminan objetos gruesos, arenas y grasas

• Tratamiento primario.- se eliminan materia sedimentable y flotante

• Tratamiento secundario.- se eliminan MO disuelta o coloidal

• Tratamiento terciario.- se eliminan solidos en suspensión, MO residual, nutrientes y patógenos

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El pretratamiento son un conjunto de operaciones físicas y mecánicas, por el cual se separa el agua residual de la mayor cantidad posible de materias, por su naturaleza o tamaño, pueden dar lugar a problemas en las etapas posteriores del tratamiento. Durante este se incluyen las operaciones de separación de grandes sólidos, desbaste, tamizado y desarenado y desengrase. El tratamiento primario tiene una definición por el Real Decreto-Ley 11/95 que dice: “El tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso físico o fisicoquímico que incluya la sedimentación de sólidos en suspensión, u otros procesos en los que la DBO5 de las aguas residuales que entren, se reduzca, por lo menos, en un 20% antes del vertido, y el total de sólidos en suspensión en las aguas residuales de entrada se reduzca, por lo menos, en un 50%”

Fig. 3. 1- Etapas de la línea de agua, ordenadas secuencialmente de izquierda a derecha, en el tratamiento de las aguas residuales urbanas; fuente: " Manual de Depuración de Aguas Residuales Urbanas"

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Lo que se busca en este tratamiento es la eliminación de sólidos en suspensión, con esto también se consigue una cierta reducción de la contaminación biodegradable, dado que una parte de los sólidos que se eliminan está constituida por MO. Los tratamientos primarios más habituales son la decantación primaria y los tratamientos fisicoquímicos. El tratamiento secundario también es definido por el Real Decreto-Ley 11/95 como “El tratamiento de aguas residuales urbanas mediante un proceso que incluya un tratamiento biológico con sedimentación secundaria u otro proceso” en el que se consiga la eliminación de materia orgánica. El tratamiento biológico se lleva a cabo con bacterias que en condiciones aerobias actúan sobre la materia orgánica presente en las AR. Una parte de la MO se oxida por la flora bacteriana, que obtiene de esta forma la energía necesaria para el mantenimiento celular. De forma simultánea, otra fracción de MO se convierte en nuevo tejido celular nuevo, empleándose para ello la energía liberada en la fase de oxidación. El aporte de oxigeno para el mantenimiento de las reacciones de oxidación y síntesis, se logra introduciendo, aire en los recipientes en que se llevan a cabo estas reacciones, a los que se les conocen como reactores biológicos o cubas de aireación. Las nuevas bacterias que van apareciendo en los reactores, como consecuencia de las reacciones de síntesis forman agregados de mayor densidad que el liquido circundante, y en cuya superficie se va adsorbiendo la materia. Para la separación de estos agregados, conocidos como lodos o fangos, el contendido de los reactores biológicos, se conduce a una etapa posterior de sedimentación, donde se consigue la separación de los lodos de los efluentes depurados por la acción de la gravedad. El tratamiento terciario permite obtener efluentes finales de mejor calidad para que puedan ser vertidos en zonas donde los requisitos son más exigentes y puedan ser reutilizados. La eliminación de materia articulada presente en los efluentes depurados, puede lograrse mediante la aplicación de tratamientos fisicoquímicos y la posterior etapa de separación. Para la eliminación de nitrógeno y fosforo, se recurre cada vez más los procesos biológicos.

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Para eliminar biológicamente el nitrógeno se opera de forma secuencial, que dan como resultado final su liberación a la atmosfera, en forma de gaseosa. Para el fosforo se tiene una eliminación biológica mediante la combinación de reactores operando bajo condiciones anaerobias, este queda atrapado en microorganismos los cuales posteriormente se extraen como lodos en exceso. La desinfección de los efluentes depurados casi siempre se ha utilizado el cloro el cual es típico en el materia de las AR, al incrementarse el numero de requisitos para lograr cantidades bajas de cloro sobrante en los efluentes tratados, se hace necesario el proceso posterior de declaración, o se sustituye este proceso por sistemas de desinfección alternativos, tales como la radiación UV, el empleo de ozono o el empleo de membranas. Tambien para el tratamiento de fangos se sigue una linea:

Fig. 3. 2 - Tratamiento en linea de lodos; fuente: " Manual de Depuración de Aguas Residuales Urbanas"

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En el espesamiento se incrementa la concentración de los lodos mediante la eliminación de parte del agua que contienen. Los métodos de espesamiento más habituales son por gravedad y por flotación, siendo este último el más apropiado para el espesamiento de los lodos biológicos. En la estabilización se reduce la fracción biodegradable presente en los lodos, para evitar su putrefacción. Esto se lleva a cabo por diferentes métodos los cuales son: Digestión aerobia, estabilización química y tratamiento térmico. El acondicionamiento dentro de esta etapa por medios químicos se mejora la deshidratación de los losdos facilitando la eliminación del agua. La deshidratación es la última fase dentro de esta se elimina parte del agua contenida en los lodos para que se vuelvan en sólidos mas fáciles de manejar y transportar. Esto se logra por o por centrifugado, filtros banda, secado térmico, o eras de secado. c) Evacuación.- son dos corrientes salientes los efluentes y los lodos. Que son la etapa final del tratamiento de las AR Los efluentes necesitan alcanzar cierto grado de tratamiento que se especifica en cada caso dependiendo de los causes próximos donde se quieran hacer los vertidos. Sin embargo hoy en día se plantea la reutilización de estos de diferentes maneras como son:

• Recuperación de aguas residuales.- Tratamiento para reutiliza las aguas residuales. Este incluye no solo la utilización del líquido sino también de nuevos productos que puedan surgir como abono

• Reutilización de aguas residuales.- Utilización de la parte líquida de la recuperación después de un

tratamiento. Existen dos tipos: la indirecta que se hace de una manera pública; y la directa la cual se transporta desde una planta de recuperación hasta el emplazamiento que se volverá a utilizar

• Regeneración de aguas.- Este es un proceso por el cual se busca recuperar la calidad del agua de

una manera parcial o total. Potabilizar el agua aunque este proceso tiende a tener un costo más elevado.

• Reciclaje de aguas residuales.- Proceso de mayor simpleza ya que consiste en el empleo de de un

agua residual recogida y devuelta al mismo sistema de utilización del agua.

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Disposición actual en Mercadal (Lagunaje) Como se ha mencionado con anterioridad dentro del pueblo el sistema de depuración que se lleva a cabo es biológico, mediante el sistema de lagunaje. El lagunaje es un proceso por el cual las aguas son vertidas en estanques de tierra impermeabilizados de configuración variada, generalmente extensos y poco profundos, donde son tratadas por métodos totalmen naturales. Regularmente el oxigeno que se necesita en los estanque se obtiene por re-aireación natural a través de la superficie y de la reacción de fotosíntesis de las algas. Las bacterias aerobias aprovechan este oxigeno para llevar a cabo la degradación de la MO que tenga el agua. Los productos de la degradación son utilizados de nuevo por las algas, existiendo por lo tanto una relación simbiótica entre algas y bacterias. Este sistema cuenta con cuatro características principales:

o Gran inercia.- debido a que el agua tiene un tiempo elevado de residencia hace que las lagunas puedan resistir las variaciones bruscas tanto hidráulicas como de carga de MO.

o Sedimentación primaria.- esta se produce al mismo tiempo que la degradación de la MO

o Degradación de la MO.- lograda por oxidación aerobia gracias a la actividad simbiótica de bacterias y algas

o Sin medios mecánicos.- no requiere estos sistemas para mantener unas condiciones aerobias en las

lagunas, por lo que los costes de mantenimiento son muy reducidos.

Tipos de Lagunas Las lagunas de este sistema comúnmente se clasifican de acuerdo al dominio relativo de uno de los dos procesos de eliminación de la MO ya sea anaerobio y aerobio. En base a esto la clasificación es:

• Anaerobias • Facultativas • Aerobias

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Laguna anaerobia.- Son las de mayor carga orgánica tienen una profundidad de entre 3 y 6 metros. En las zonas más bajas la concentración del oxigeno disuelto es demasiado bajo debido a la poca luz solar que llega y son las bacterias anaerobias las encargadas de actuar en la digestión del lodo acumulado para realizar la depuración. El objeto de estas lagunas es retener la mayor carga orgánica posible y pueden generar malos olores. Se usan normalmente como primera fase en el tratamiento de aguas residuales urbanas o industriales con alto contenido en materia orgánica biodegradable; estas deben conservar una temperatura alta (30°) para su óptimo funcionamiento. El tiempo de retención y la cantidad de carga deben mantener un cierto equilibrio Una mala gestión puede generar malos olores, coloraciones rosa o rojo en las lagunas y desarrollo de insectos

Fig. 3. 4 - funcionamiento de lagunaje anaeróbico; "Lagunaje. Es un sistema de tratamiento de agua residual"

Formación de ácidos.

Hidrólisis.

Formación de metanos.

Fig. 3. 3 - Esquema laguna anaerobica profunda; fuente: "Lagunaje. Es un sistema de tratamiento de agua residual"

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Laguna facultativa.- Estas tienen una profundidad baja de entre 1 y 2 m. Tiene dos zonas la superior es aerobia por estar en contacto con el aire, en esta da la presencia de algas, y la inferior es anaerobia al estar en contacto con el lodo y alejada de la superficie. La temperatura regularmente no media no debe jara mucho ni superar los 28°. El funcionamiento de estas es totalmente metabólico por la actividad de bacterias heterótrofas facultativas, el objetivo es que se favorezcan los mecanismos de oxigenación del medio, y finalmente las bacterias y algas actúan en forma simbiótica por tal motivo también requieren de la luz solar para poder llevar a cabo la func iones de cualquier ser vivo

Materia orgánica + Oxigeno = Productos oxidados + Nuevas bacterias Proceso de algas, luz: CO2 + Nutrientes disueltos = Nuevas algas + Oxigeno Proceso global: Materia orgánica = Nuevas bacterias + Nuevas algas

Fig. 3. 5 - Lagunaje facultativo; fuente: "Lagunaje. Es un sistema de tratamiento de agua residual"

Fig. 3. 6 - funcionamiento de lagunaje facultativo; fuente: "Lagunaje. Es un sistema de tratamiento de agua residual"

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Laguna aerobia.- Son llamadas lagunas de oxidación (corto tiempo de retención) o de maduración (alto tiempo de maduración).Tienen poca profundidad es por eso que el agua está en condiciones aerobias y recibe una menor carga orgánica El proceso aerobio se caracteriza la descomposición de la materia orgánica. Se lleva a cabo la estabilización de la materia orgánica putrescible (muerta) originalmente presente en las aguas residuales, la cual se transforma en materia orgánica (viva) incorporada protoplasma de las algas. Esta requieren una temperatura de entre 30°C y 35°C su tiempo de retención es poco ya que es de entre 2 y 5 días y tiene formación de espumas Este tipo es de las que dan servicio al pueblo de Mercadal Sus características son las siguientes:

LOCALITZACIÓ ANY

CONS HAB.EQ. CAUDAL (m3/mes) TRACTAMENT VERTIDO

Camí Tramuntana 1998 8,500 51,000 Llacunatge Llacuna

APROVACIO/RESOLUCIO TERMINO OBRA DESTINO SITUACION EDAR VOLUMEN

ANUAL 15/03/2007 Es Mercadal AGRICULTURA Concedida Es Mercadal 616,000

Es importante remarcar que dan diferencia un a dato a otro respecto al destino o vertido esto es porque la propuesta de utilizarlos de nuevo en la agricultura es se ha vuelto a tomar pero esto no se ha gestionada bien del todo.

Fig. 3. 7 - laguna de maduración; fuente:"Lagunaje. Es un sistema de tratamiento de agua residual"

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1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20100 380,965 616,674 605,300 706,905 635,030 547,478 469,826 414,569 317,014 277,322 552,739 384,975

CAUDAL m3/año

Los caudales han demostrado ir a la baja durante mucho tiempo cuando en el 2009 sufrieron un realce esto es debido al periodo de sequía que se sufrió todos estos son datos del obsevador de la OBSAM:

Conclusiones del Capitulo Lo que se pudo ver es que aunque este último sistema utiliza menos químicos y se apoya en pequeños ciclos metabólicos cerrados para el sistema de degradación, termina siendo para el agua un sistema lineal algo que viene contaminado de 2 kilómetros arriba y se vierte simplemente menos contaminado 2 kilómetros abajo. Incluso se vuelven ineficiente con particularidades como es la lluvia puede causar un gran desastre durante una tormenta y aparte si se vierten terminaran llegando contaminantes al subsuelo es por ello que la propuesta es separar completamente la MO del curso del agua ya que realmente nunca se vuelve a recuperar esta en su estado original

0

100,000

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1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Series3

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Capitulo 4.-

Separación de Ciclos Baños Eficientes

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Separación de ciclos Como se ha mencionado con anterioridad el gran problema que se encuentra es la combinación del ciclo del agua con el ciclo de nutrientes interrumpiéndolos en sus propuestas. Dentro de este trabajo se ha visto como por más esfuerzos que se hagan por limpiar el agua una vez que fue contaminada con MO es muy difícil separarlos; e incluso se convierte en todo un proceso ineficiente. Dentro del sistema como es gestionado hoy en día termina siendo absurdo ya que lo que se hace es juntar dos elementos que provienen de la naturaleza separados para al final volverlos a querer separa y tratar de lograr que vuelvan a estar como en su estado original; porque una vez que se le aplica una energía a un cuerpo y este cambia se requiere aplicar una energía mayos para que vuelva a como se encontró. Es por esto que la propuesta concreta del proyecto es mantener lo menos involucrados estos elementos para poder aprovecharlos cada uno por separados, sin perjudicar el confort de los habitantes del pueblo sobre el cual se está realizando la propuesta. Concretamente se proponen baños eficientes y secos lo cuales tengan acceso directo a un compostero el cual no requiera una instalación muy grande que con un mínimo de esfuerzo para poder llevar su gestión. El baño La verdadera evolución que tuvieron los baños y los sistemas de manejo de residuos tuvo lugar cuando se dieron las grandes enfermedades epidémicas en la humanidad. Parte del problema fue que cuando en la antigüedad empezaron a crecer las urbes las heces fecales continuaban excretándose en el exterior, pero al irse cambiando el sistema económico e ir dejando al campo fuera estas excreta ya no eran aprovechadas por nadie y se convirtieron en un grave problema ya que no se volvían composta. Tiempo después se crearon los grandes baños públicos pero estos fueron clausurados por la iglesia al poco tiempo, pero esto ya no servía de nada ya que los residuos se continuaron convirtiéndose un proble ya que no se aprovechaban simplemente se seguían tirando a la calle Después de esto se empezaron a intentar integrar los baños a las casas pero al no ser gestionaso correctamente producían malos olores y atraían insectos.

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Debido a esto fue que se empezó a pensar cómo es que se podía sacar los residuos ya que se habían convertido en un problema porque no tenían como degradarse a la tierra. En 1597 fue que se invento para la reina Isabel I el “Water Closet” este fue desarrollado por el poeta John Harrigton. Pero fue hasta el siglo XVIII en 1775 que Alexander Cummins patentó un inodoro con cisterna, que después fue perfeccionado por Samuel Prosse con la válvula esférica y finalmente por Joseph Bramah quien fue el que invento el sifón. Setenta años después se obligo a instalar en todas las casa nuevas que se construyeran un servicio de inodoro. Los primeros alcantarillados aparecieron en Londres, Paris, después se extendieron a otras ciudades de Europa y América. Estos alcantarillados vertían directamente las AR en ríos y lagos aunque esto empezó a ser un gran problema cuando se detectaron que estos sistemas producían malos olores en los ríos. Hacia el año de 1920 la mayor parte de las ciudades Europeas y de América ya contaban con un sistema de alcantarillado en buen funcionamiento. En esta misma época muchas ciudades decidieron limpiar sus AR y después utilizarlas para regar campos de cultivos para mantenerlas alejadas de los ríos. Hoy en día existen muchos programas que apoyan la ideología del uso del baño seco en general a este concepto se le conoce como “Saneamiento Ecológico” (ECOSAN) el cual dice: “Los sistemas ECOSAN permiten la recuperación de nutrientes de las heces y la orina humana en beneficio de la agricultura, contribuyendo así a conservar la fertilidad del suelo, asegurar la seguridad alimentaria para las generaciones futuras, reducir al mínimo la contaminación del agua y recuperar la bioenergía. Aseguran que el agua se utiliza económicamente y se recicla de manera segura en la mayor medida de lo posible para fines tales como el riego o la recarga de acuíferos.” Tipos de Baños Existen muchos modelos de baños tanto de auto construcción, como los que necesitan de especialistas y los comerciales. Los que tienen más aplicación en centros urbanos debido a su facilidad para adaptarse en construcciones existentes; claro existen otros que necesitan integrarse desde el diseños de la construcción. Para este estudio los que se analizarán a más profundidad son los que son adaptables debido a que el pueblo ya está en su mayoría construido.

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• Los basados en deshidratación.- todo el contenido que cae en la cámara de tratamiento se

deshidrata para obtener un material resultante libre de patógenos, olores y listo para su reutilización. Este modelo de sanitario separa desde el origen la orina y las heces para agilizar el proceso de deshidratación además que la orina cuenta con la mayor parte de nutrientes y generalmente está libre de patógenos, así que evitando su contacto con las heces puede utilizarse directamente como fertilizante.

Ejemplos de estos son:

- Sanitario seco con doble cámara: cuentan con 2 cámaras construidas sobre el nivel del piso. Desde un colector, la orina fluye por una manguera hacia un pozo de absorción debajo de la cámara. Las heces caen directamente en la cámara de tratamiento. Después de utilizar el servicio, el usuario espolvorea sobre la excreta algún material secante como cenizas, tierra, o una mezcla de tierra (o aserrín) y cal.

- Sanitario seco WM Ekologen: Se utiliza un litro de agua para

que la orina fluya hacia el tanque subterráneo. Las heces y el papel higiénico usado caen en un depósito plástico. Una vez lleno el depósito se deja en la cámara por un periodo de 6 meses aproximadamente. Después de ese tiempo, el contenido puede procesarse, como tratamiento secundario, en un recipiente ventilado para composta: para que el papel higiénico se descomponga, o bien se incinere. El sistema utiliza un extractor que saca el aire del sanitario, lo conduce hacia debajo de la taza, a la cámara de tratamiento, y luego hacia fuera por medio de un tubo de ventilación

Fig. 4. 1 - http://zoomzap.com/

Fig. 4. 2 - http://editorial.cda.ulpgc.es/

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• Los basados en la descomposición.- se deposita la excreta humana y otros materiales orgánicos

(restos de verduras, paja, turba, aserrín y cascaras de coco) en una cámara de tratamientos donde los microorganismos del suelo se encargan de descomponer los sólidos, como sucede finalmente en un ambiente natural con todos los materiales orgánicos. Se considera que los sistemas de composta podrían beneficiarse con la desviación de orina, sin embargo, la mayoría de los modelos de sanitario de composta no lo hace. Para la creación de condiciones favorables a la composta, usualmente se siguen diversas estrategias para la separación de la orina de las heces y otros materiales, después de que estas se han mezclado en la cámara de tratamiento Ejemplos de estos son:

- Sanitario de composta “Clivus Multrum” de una sola cámara: Es el modelo clásico. Se trata de un sanitario de composta con una cámara donde se procesan orina, heces y los residuos orgánicos que produce la familia. Consta de una cámara de composta con piso inclinado, ductos de aire y, en el extremo más bajo, un área de almacenado. Un tubo conecta la taza de sanitario de pedestal con el receptáculo y, generalmente cuenta con un conducto especial para los desperdicios de la cocina. Hay circulación de aire permanente gracias a la corriente natural que se origina en los conductos de aire de la cámara de composta. El aire sale por un respiradero.

- Sanitario de composta “Carrusel” de varias cámaras: El diseño de carrusel consta de

una cámara subterránea de procesamiento en forma de tanque cilíndrico, dentro de la que hay otro tanque cilíndrico más pequeño que gira sobre un eje. Este segundo tanque está dividido en 4 o 6 cámaras. La cámara en uso está debajo del conducto de caída de la taza de sanitario. Una vez que la cámara se llena, se hace girar el tanque de tal manera que la siguiente cámara quede en el lugar de la anterior; así, cada cámara se va llenando en secuencia. El sistema está diseñado para que las cámaras se llenen a lo largo de un año, siempre y cuando se utilice de acuerdo a lo planificado. Ya que la ultima cámara está llena, el material más viejo se retira por una puerta de acceso; la primera cámara queda libre para continuar con la secuencia. Los

líquidos se drenan por medio de unos orificios en la base del tanque giratorio, para hacerlos caer en el tanque externo, donde se evaporan o se descargan a una cama de evapotranspiración.

Fig. 4. 3 - http://editorial.cda.ulpgc.es/

Fig. 4. 4 - http://alexandranoguerammyblog.files.wordpress.com/

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• De aspiración o al vacio.- Este modelo utiliza aire como transporte de residuos en vez de agua; en cada descarga se utiliza únicamente 0.2 litros de agua y una maquina de vacio absorbe el contenido y lo transporta todo a una cámara de reciclaje donde se hace todo el proceso de compostaje como en los modelos anteriores.

• Los basados en la incineración.- Es un sistema de combustión eléctrico o de gas que incinera las heces y la orina a temperaturas muy altas. Todo lo que queda es solo una pequeña cantidad de cenizas del tamaño de una taza de café por persona al mes. Las cenizas están libres de patógenos y de malos olores.

Fig. 4. 5 "Vacuum Toilets"

Fig. 4. 6 - http://www.cinderella.as/

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Existentes en el Mercado Hoy en día en el mercado se encuentran muchos en el mercado con las características anteriores, como muchas veces estos resultan más cómodos al momento de cambiarlos y como se bus incentivar a la gente buscamos opciones que no implique demasiada modificaciones al momento de instalarlos. Alguno de los que se analizaron fueron los siguientes: “Vacuum Flush Composting Toilet System” La característica de este, ya se había mencionado anteriormente, es la absorción al vacio este tipo de baño consume muy poco agua debido a su caracterizó tica de tener una bomba que hace un vacio y absorbe con el apoyo de solo un poco de agua. Otra característica importante es no requiere separación de la orina ya que aprovecha esta. No requiere grandes obras para su instalación y el compostero se puede mantener fuera de la casa

Este aunque conserva gran cantidad de agua el problema es que la bomba que requiere para poder crear el vacio requiere estar conectada a la energía eléctrica porque lo que se ahorra en agua se consume en electricidad. De igual manera su compostero asegura un mejor control en cuanto a la calidad del proceso de degradación ya que controla las temperaturas y tiene un mecanismo interno por el cual va haciendo los movimientos necesarios de este pero de igual manera requiere estar conectado a la electricidad. Otra ventaja de este es que no requiere estar dentro de la casa puede esta a una distancia de hasta 10m del inodoro Otro problema es que para el mantenimiento de este se requiere productos especializados del mismo fabricante lo cual puede presentar un problema para encontrarlos en cualquier lugar.

Fig. 4. 9 - sistema del compostero

Fig. 4. 8 - Componentes Inodoro, bomba, compostero

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“Waterless Self-Contained Systems”

Este es del mismo fabricante pero es un modelo mas sencillo y ahorrado.

Este no utiliza absolutamente nada de agua las heces fecales primero caen en un bandeja posteriormente se jala una palanca y de manera mecánica deja caer al compostero que se encuentra justo por debajo.

Este sistema si tiene bipartición para la orina para evitar malos olores

Su instalación muy sencilla ya que viene prácticamente armado para lo que requiere más obras es para la instalación del ducto de ventilación que requiere sea hacia el exterior de la casa.

La capacidad de almacenaje que tiene es pequeña y requiere una gestión mucho más constante, y se requeriría buscar u lugar aparte para poder ir generando el compost que se busca se pueda lograr; aparte a de que no podrían incluírsele al proceso los otros RSU que se buscan aprobechar.

El material con el que está construido es de platico lo que no da una imagen de mayor fragilidad a comparación del material de los inodoros a los que estamos acostumbrados. En cuanto a variación o impresión de cambio puede ser un poco mas rechazado debido a que no solo el material es diferente si no su geometría que muchas veces causan rechazo cuando se busca hacer cambiar a la gente a sistemas nuevos.

Fig. 4. 10 - Inodoro compostero incluido

Fig. 4. 11 - Inodoro con compostero

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“Aquatron”

Este sistema se enfoca más que nada en el compostero ya que puede adaptarse a cualquier inodoro los cual es una gran ventaja no solo por que se puedan conservar los existentes sino porque se pueden combinar con algunos de alta eficiencia. Este sistema cuenta con un separado de líquidos y sólidos, este es completamente mecánico ya que aprovecha la fuerza centrifuga justamente antes de entrar al tanque de composta.

Una característica que no es buena es que siempre requiere cierta cantidad de agua para que funcione correcta mente Su tanque de almacenamiento puede ser variable de acuerdo a la cantidad de personas a las que se requieran dar abastecimiento también la dimensión de la centrifugadora cambiaría dependiendo de esto. El problema de esto es que se requiere un espacio donde se pueda colocar el tanque donde estará el composta. Además este requerirá un gestión de cada dos o tres meses y moviéndolo con un palos. Lo que tiene de ventaja por su dimensionamiento es que se le pueden ir agregando los otras MO que se buscan aprovechar. Tiene la posibilidad de hacer pasar la orina y los líquidos, que se drenen durante el compostaje, a través de lámpara UV para eliminar cualquier patógeno y poder utilizar estos líquidos también como fertilizantes.

Fig. 4. 12 - Funcionamiento Básico

Fig. 4. 13 - Centrifugado y tanque de almacenamiento

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Conclusiones de Capitulo Realmente se puede utilizar cualquiera de estos sistemas el objetivo real es separar lo más posible el agua de los residuos urbanos. También lo que se plantea es que si se llega a utilizar uno de los eficientes y como se requiere poco agua se pueden utilizar el agua sobrante de la llamadas aguas grises y con esto darles no solo 2 usos sino tres antes de ser vertidas. Como el trabajo se enfoca a una comunidad que ha cambiado sus hábitos y se le dificulta volver hacer uso de los de los baños secos se propone utilizar el ultimo mencionado el “Aquatron”; ya que este requiere una gestión mucho más distanciada, el tamaño del tanque permite ir combinando la demás MO que se busca aprovechar y sobre todo ellos no ven el cambio en el inodoro claro se recomiendo el cambio de estos por algunos eficiente A pesar de requerir un tamaño considerables para el tanque se ha observado cierta tipología dentro de las casas del pueblo la cual permitiría Aparte de que se puede aprovechar el hecho de que se pase la orina a través de lamparas UV para limpiar estos líquidos de los patógenos que se puedan llegar a encontrar.

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Capitulo 5.-

Balance de nutrientes

“La sostenibilidad se apoya en mantener un equilibrio entre la presión de los cultivos y las posibilidades de aportar nutrientes que ofrece el territorio.”

José Manuel Naredo

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Balance de nutrientes Esto no es otra cosa que el intercambio de materia orgánica para regresar a la producción de materia viva regularmente este proceso se lleva a cabo en la naturaleza pos sí solo. Una vez separado el ciclo del agua del de nutrientes se analizará como es que este se puede cerrar este ciclo que no es otra cosa que el movimiento e intercambio de materia orgánica para regresar a la producción de materia viva. Teniendo en cuenta que en Menorca se siembra alrededor de 17,86 ha de hortalizas1, esto marca la importancia que tienen los huertos dentro de la isla. Como se menciono con anterioridad Es Mercadal es un municipio agrícola y el pueblo de Mercadal no es la excepción, desde la fundación de este contaba con huertos dentro de cada finca que servía para autoabastecerse en una menor escala ya que la mayoría de los huertos encontrados en los llocs y en las siembras intensivas servían principalmente para comercio. Esto quiere decir que en gran parte Mercadal tiene un ecosistema agro-urbano y este se encuentra formado por organismos Autótrofos, que son los productores en este caso la hortaliza, y los Heterótrofos, estos son los consumidores como el ser humano y descomponedores que son las bacterias. La diferencia que existe entre el ecosistema natura y el ecosistema urbano es que en el natural tiende a conserva un equilibrio entre la materia y la energía con lo que se genera un ciclo en el que nada se desperdicia y que los desechos de un organismo son el recurso de otro. Por esta razón la combinación de un ecosistema agro-urbano pretendería a tener solución a esto; ya que al ser hortalizas, a diferencia con el urbano que sería plantas ornamentales, son completamente aprovechables y, aunque actualmente no se haga mucho, los residuos humanos podrían ser aprovechados en los mismos huertos de esta manera se cerraría el ciclo reduciendo el impacto que se tiene sobre el entorno. Con el sistema que actualmente existe en Mercadal el metabolismo es completamente lineal y como ya se hablo anteriormente no contribuye en nada a los nutrientes que necesita la tierra de los huertos del mismo pueblo y estos tienen que importarlos.

1 Rosselló, V.M., Fornós, J.J. y Gómez-Pujol, Ll. (eds). “Introducción a la Geografía Física de Menorca”. Mon. Soc. Hist. Nat. Balears, 10: 232 pp. Ciutat de Mallorca. AGE, Universitat de València, Universitat de les Illes Balears, Societat d’Història Natural de les Balears.

Fig. 3. 1 - Ciclo roto; fuente: "The Humanure Handbook"

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Ecosistema agro-urbano. La creación de este tipo de ecosistema se está buscando mucho hoy en día como solución a diferentes problemas socioeconómicos como son: la alimentación, desempleo y gestión de desechos. Pero realmente este tipo de interacción ha existido desde hace mucho tiempo el problema es que se ha ido perdiendo debido al incremento de la urbanización y los cambios de hábitos que conlleva esta misma tal es el ejemplo del pueblo de Mercadal La distribución espacial de las actividades agrarias son de vital importancia ya que también por medio de este se puede analizar la distancia que se tiene que recorrer para poder importar o exportar los nutrientes; lo que también puede llevar a revisar la planificación del inputs y outputs para poder hacer propuestas de cómo cerrar este ciclo. El modelo que realizo J.H von Thünen en el siglo XIX mediante una representación gráfica la cual representa por medio de unos círculos concéntricos2 la interacción que tiene una urbe normal con su zona de producción agraria (Fig. 3.2): 1. En el centro la urbe

2. Huertos

3. Secano

4. Cereal

Analizando el modelo anterior se observo que dentro del pueblo de Es Mercadal se sigue en cierta manera este modelos solo que al ser un ecosistema agro-urbanos tiene una variación la cual consiste en que se combinan los núcleos y se pierde más lo que sería las limitantes entre un sector y otro ya que en muchas ocasiones en la zona de huertos se siembra plantas de secano y en ocasiones en las zonas de secanos se siembra cereal sin embargo lo que si se ha alejado mas es a los animales dentro del pueblo prácticamente no se encuentra a ningún tipo de animal de corral en cambio, en la zona se secanos se puede encontrar algún animal mas grande como borregos y unas cuantas vacas y ya en la zona de cereal se puede encontrar todo tipo de animal de granja. 2 Díaz, Graciela Arosemena. “Ruralizar la ciudad: metodología de introducción de la agricultura como vector de sostenibilidad en la planificación urbana”. 2008. Tesis Doctoral

Fig. 3. 2 - Distribución de las zonas agrarias; fuente: "Ruralizar la ciudad"

1

2

3

4

50

Fig. 3. 3 - Distribución agraria de Mercada Siendo un solo círculo la zona agro-urbana el cultivo que existe actualmente dentro del pueblo son principalmente verdura y hortalizas, esto es debido a que estos aunque requieran de trabajo y atención constante no necesitan de una superficie extensa, aparte garantiza que los alimentos sean frescos además de que se puede evitar el hecho de tener que transportarlos largas distancias y almacenarlos por un largo periodo de tiempo. El estudio se concentrara principalmente en la zona urbanizada para llevar a cabo el balance siendo el caso que no existiera el alcantarillado y se pudieran aprovechar todos los residuos orgánicos para poder regresarle a la tierra los nutrientes y que ésta a su vez aproveche estos para la producción de los huertos.

Agro-Urbana

Secano

Cereal

51

Análisis de las entradas (inputs) y salidas (outputs) Basándome en la tesis doctoral de la DR. Graciela Arosemena “Ruralizar la ciudad” se analizaran los inputs y los outputs del ecosistema que se está analizando para realizar un balance de este y comprobar los beneficios que se tendría al cambiar el sistema actual del alcantarillado por el del compostaje.

Como en este trabajo se está buscando reutilizar los desechos orgánicos, para que no acaben contaminando la poca agua de buena calidad que existe o en algún vertedero sin ser aprovechada, se partirá de la producción de estos de estos residuos que existe en el pueblo que son los outputs de este mismo. Es evidente que las actividades del hombre han ido cambiando dentro de las poblaciones lo que ha provocado un incremento de los desechos y esto ha hecho un desequilibrio en la naturaleza debido a la mala gestión de estos. “Los desechos (outputs) de las actividades que se realizan en la ciudad, no son otra cosa que recursos desaprovechados. Puede que luego de haber sido transformados por las actividades urbanas, la materia y la energía hayan sido degradadas en cierta manera, pero en muchos aspectos son enriquecidos y aumentado el valor y el potencial que puedan tener para su aprovechamiento en otras actividades.”3 Los residuos orgánicos pueden ser clasificados de acuerdo a su origen y cada uno se gestiona de una manera diferente estos pueden ser:

Domiciliarios Agropecuario Industriales Hospitalario

Debido a que dentro del pueblo no existen grandes industrias, ni hospitales y a que en su mayoría son casas nos evocaremos a los residuos domésticos que son los provenientes de hogares o pequeñas comunidades y que básicamente son los residuos de comida que se consumen, las ramas, hojas y damas basura proveniente del huerto y considerando que los residuos orgánicos son de origen biológico, esto quiere decir que alguna vez estuvo vivo o fue parte de un ser vivo, también debemos considerar los desechos propios del hombre como son el pelo, uñas y heces fecales.

3 Díaz, Graciela Arosemena. “Ruralizar la ciudad: metodología de introducción de la agricultura como vector de sostenibilidad en la planificación urbana”. 2008. Tesis Doctoral

Fig. 3. 5 – Heces; fuente: http://blogs.20minutos.es/

Fig. 3. 4 - Residuos Orgánicos; fuente: http://desechossolidoslavega.blogspot.com.es/

52

Estas últimas generalmente se clasifican aparte y simplemente se colocan como aguas residuales pero como anterior mente ya se propusieron diferentes tecnologías para poder separar el agua de las heces y posteriormente crear composta ya se pueden clasificar dentro de los residuos orgánicos sólidos urbanos. Tomando los datos obtenido del consorcio que lleva acabo la gestión de los residuos dentro de Menorca, en 2013 “la generación de residuos orgánicos fue de 0,16 kg por habitante al día”4. Esta información la tomaremos como general de los residuos sólidos urbanos (RSU) domésticos comunes. En cuanto para obtener la información de las heces se tomará un promedio general de lo que debe producir un “ser humano en condiciones normales 0,1 kg y 0,225kg al día”5 para los cálculos que se llevaran a cabo se supondrá el dato mayor. Como parte principal de lo que se busca dentro de este trabajo es el cierre del ciclo de nutrientes por medio de estos residuos deberían poderse volver a colocar en el suelo de cultivo y esto se lograra por medio del proceso más común que se usa para la gestión de estos que es el compost, convirtiéndose en el input del huerto que parte importante en el análisis de este trabajo. | Un dato a considerar de mucha importancia es que la masa de los residuos disminuye alrededor de un 40% debido a la perdida de humedad que sufre durante el proceso al generar el compost. Durante el tiempo se ha incrementado el huso de las heces fecales como aporte para crear compost pero sigue siendo muy poco si se compara con el crecimiento que ha tenido la humanidad (Fig 3.5) Las hortalizas que se cultivan dentro del pueblo requieren una determinada cantidad de compost dada por factores como son: tipo de cultivo, técnica agraria, suelo y clima; una vez conociendo estos dato podremos saber la cantidad de residuos que los huertos pueden metabolizar dentro de cada casa y del pueblo. La cantidad necesaria de abono que se requiere no es una ciencia exacta y esta puede variar de acuerdo a los factores anteriormente mencionados. Se considera que las hortalizas de ciclo largo y que producen más requieran un mayor número de nutrientes. Sin embargo la Entitat del Medi Ambient del Área Metropolitana de Barcelona llevo a cabo estudios y llegó a la conclusión de que la dosis óptima de compost en cultivos tradicionales es de 6 Kg/m2 y siendo que en Mercadal se utiliza un sistema tradicional se tomara este dato para los cálculos necesarios.

4 “Memòria de sostenibilitat del Consorci de residus urbans i energía de Menorca 2013” 5 P. Farreras, C. Rozman, F. Cardellach. “Medicina interna”. 17ª ed.Elsevier España: Mosby/Doyma libros; 2012.

Fig. 3. 6 - Producción global de compost de hombre; fuente: "The Humanure Handbook"

53

Cabe destacar que aunque para llegar al procedimiento del compostaje previamente se separaron los líquidos de las heces fecales básicamente compuestos de orina y, dependiendo del sistema que se halla seleccionado, un poco de agua que se uso en el w.c. (que para función del proyecto se recomienda que sea de reúso de las llamadas aguas jabonosas). Pero la orina también se utiliza como fertilizante para los huertos, de hecho se recomienda altamente la combinación de ambos fertilizantes pero usado en diferentes periodos. Tomando como base estudios anteriores se utilizará el dato de que en promedio un adulto en condiciones normales excreta 1,5 l de orina al día6 aunque esta se considerara de una manera diferente dentro del cálculo. Debido a las variantes que puede llegar a tener esta por el tiempo las personas y las circunstancia el cálculo para la dosis a utilizar como fertilizante se debe basar en el número de personas y días en que ha sido recolectada. La orina es una fuente valiosa de nutrientes, usada desde tiempos antiguos para aumentar el crecimiento de las plantas. El uso directo o luego de un tiempo de almacenaje es una posibilidad de alta calidad y bajo costo para fertilizar en la producción de vegetales. Aunque lo que realmente marca los verdaderos inputs de cada huerto son la técnica agraria y la calidad del suelo se puede poner como principales, aparte de la materia orgánica en forma de compost como ya fue mencionado, el agua necesaria para regar y el sol. El agua necesaria para los huertos dependerán de la perdida por evaporación, que como ya hemos visto en trabajos anteriores esta es del 80% dentro de la isla, de los aportes de agua de lluvia, que esta puede variar pero como dato observado en otros trabajos es de 629,8 mm, y las necesidades del cultivo que se encuentre en el huerto.

Demanda de agua m3/m2/año Fuente de datos 0.5 Riego intensivo, por goteo (Naredo) 0.7 Riego intensivo. Generalitat Valenciana 1.2 Agricultura urbana CET (Chile)

Cuadro 3. 1 - Consumos de agua agrario; fuente: "Ruralizar la ciudad"

6 Jönsson Håkan, Vinnerås Björn, Salomon Eva. “Lineamiento para el Uso de Orina y de la Heces en la Producción de Cultivo”. EcoSanRes. 2004-2. ed. Instituto Ambiental de Estocolmo

Fig. 3. 8 - Riego por goteo; fuente: http://jardinplantas.com/

Fig. 3. 7 - Orina; fuente: http://csaranjuez.wordpress.com/

54

Como parte de la idea de apoyar a no tirar agua que pueda llegar a contaminar mediante vertidos directos a torrentes, ríos lagos o mares también se pretendería utilizar el agua que se desperdicia de las casas como es la proveniente de la ducha, cocina, lavado de ropa, etc. las llamadas aguas jabonosas o aguas grises. La del excusado no la contamos por que ya ha sido prácticamente eliminada y se utilizara como fertilizante. Pero como ese no es tema que se vaya a calcular dentro de este trabajo no se profundizará más en el tema, sin embargo el cálculo sería parecido simplemente obteniendo el porcentaje de agua que queda después de ser utilizada dentro de la edificación y se compara con lo que se requiere para la hortaliza. Después de todo este proceso de fertilización y regado se podrá obtener la cosecha de los huertos, esto serían sus outputs. La cantidad de cosecha obtenida dependerá directamente del rendimiento del suelo que tienen los huertos dentro del pueblo. Sin embargo regularmente obtener la información del rendimiento tiende a ser muy difícil por las diferentes variables del que depende este; pero como se trata de una zona climática y geográfica específica se pueden obtener datos parecidos de zonas cercanas lo cual nos dará una información si no exacta bastante confiable.

Para verificar que ciclo se esté cumpliendo es necesario obtener la cantidad de cosecha que se pueda obtener y si es la suficiente para abastecer a la comunidad que después serán los responsables de los output en forma de residuos orgánicos. Se ha encontrado un cuadro comparativo del cual solo se sacaran los datos que se encuentren dentro del clima parecido al de Menorca que es mediterráneo (cuadro 3.2):

Técnica agraria Rendimiento Kg/m2/año Clima Fuente

Agricultura convencional 2,5 Mediterráneo Huella ecológica BCN Huerto urbano intensivo 16 Mediterráneo Chile central (CET, 1986) Media General 2,5 Mediterráneo Cataluña

Cuadro 3. 2 - Comparativas de rendimientos; fuente: "Ruralizar la ciudad"

Como el tipo de cultivo que se lleva dentro de estos huertos es tradicional, aparte de que se encuentre geográficamente más cerca de Cataluña sin olvidar que tienen el mismo clima para efectos del cálculo del balance se tomara el dato de 2,5 Kg/m2 al año

Fig. 3. 9 – Hortaliza de huerto; fuente: http://www.absolutalemania.com/

55

Con esta información se obtiene los inputs de la comunidad que son los consumos de las hortalizas y verduras obtenidas del rendimiento. Se sabe que el ser humano requiere consumir energía para poder realizar sus actividades día con día y esta junto con otras sustancias químicas son obtenidas de los alimentos. Se sabe que hay diferentes factores que hacen que varié la alimentación de las personas, pero al tratarse de un pueblo determinad una vez más podemos hacer generalidades de acuerdo a sus características socioeconómicas, físicas, religiosas y políticas. Dentro de los datos que nos importan para poder completar el ciclo es el consumo alimenticio específicamente de las hortalizas y de acuerdo a la tesis en la que nos estamos basando para realizar este cierre del ciclo existen dos tipos de consumo que son:

• El consumo de hortalizas recomendado desde el punto de vista nutritivo y médico: en base a todos los beneficios de salud y a que son fuente importante de vitaminas, minerales, etc. el consumo de verduras es necesario que este sea diario para tener una nutrición adecuada la cantidad recomendada es de 146 kg/año de hortalizas por persona; esto lo recomiendan instituciones como la Sociedad Española de Nutrición comunitaria y la Organización Mundial de la Salud.

• El consumo de Hortalizas desde el punto de vista cultural y socioeconómico: este es el dato real de

lo que se consume en cada región de acuerdo a sus usos y costumbres y a los diferentes modos de vida que tiene cada una. Según el Ministerio de Agricultura, alimentación y Medio Ambiente en el año 2007 en las islas baleares el consumo fue de 70,8 Kg/año por persona lo que sigue siendo por debajo de la media española que es de 80,4 Kg/año por persona. Este será el dato, de las Islas Baleares, el que se va a tomar en cuenta para los cálculos. Debido a que es el más cercano a la información precisa del pueblo. Lo que se observa como un dato curioso es que aun siendo comunidades que contienen varios de estos ecosistemas agro-urbanos no consumen lo suficiente de sus propios huertos lo cual se comprobara mas adelante con el pueblo de Mercadal. Con este input se terminaría de cerrar en teoría el ciclo de nutrientes debido a que ya dio toda la vuelta completa debido a que el ser humano al procesar estos alimentos los convierte en residuos orgánicos los cuales se buscara vuelvan a la tierra.

Fig. 3. 10 - Ciclo cerrado; fuente: "The Humanure Handbook"

56

Metodología del balance de las entradas y salidas (inputs y outputs)

Para que exista un balance entre las entradas y salidas del ciclo la cantidad de nutrientes excretados debería se esencialmente igual a la consumida. Si la excreta y los desechos orgánicos son vueltos compost ayudaran al rendimiento de la tierra manteniéndola fértil debido a que este contiene la misma cantidad de nutrientes que fueron utilizados por los cultivos. Es importante que al fertilizar se distribuya en un área similar a la que fue usada para producir alimentos. Es por esto que primero el balance se realizara en una casa tipo del pueblo, se analizaran los problemas que se encuentren, y después se extrapolara para hacer el balance del pueblo completo y finalmente con la propuesta del aumento de posibles huertos en varias zonas abiertas que se tienen desperdiciadas y podrían utilizarse para aumentar la productividad del pueblo y disminuir el exceso de materia orgánica que se tenga.

Siguiendo la metodología de la Dr. Graciela Arosemena Díaz en su tesis doctoral, en la que dice “La agricultura puede ser un buen sumidero de residuos sólidos producidos por las ciudades”, se realizará un balance numérico entre los inputs y los outputs de la comunidad y del huerto. Primero se definen todas las variables que intervienen el balance:

Cuadro 3. 3 - Variables del balance; fuente: "Ruralizar la ciudad"

Concepto

Población No. Habitantes

Consumo hortícola per cápita Kg/cápita/año

Consumo hortícola total Kg/año

RSUHeces

Producción de compost Kg/año

Superficie de cultivo m2

Rendimientos teóricos Kg/m2/año

Producción de hortalizas Kg/año

Demanda teórica de compost Kg/m2/año

Demanda total de compost Kg/año

Nomenclatura

Producción de residuos orgánicos RO

P

Ca

Unidades

Kg/año

Dc

Dt

Ct

C

A

R

Pr

57

Una vez teniendo definido esto se requiere calcular las entradas y salidas mediante el siguiente formulario:

• Cálculo de los Residuos Orgánicos

RO =RSU + Heces

• Cálculo de Outputs hortícolas

Pr = A * R

• Cálculo de Inputs hortícolas

Dt = Dc * A

• Cálculo de Outputs comunidad

C = RO * 40%

• Cálculo de Inputs comunidad

Ct = Ca * P Una vez resueltos los cálculos anteriores lo que continua es realizar el balance Como dentro de este trabajo la base es la producción de compost primero se realizara el balance entre input hortícola y el output comunidad lo cual deriva en la formula:

Balance orgánico = Dt - C Después para comprobar si con los datos obtenidos la comunidad se abastece esto se obtendrá haciendo el balance hortícola entre el input comunidad y el output hortícola mediante la fórmula:

Balance hortícola = Ct – Pr

58

Con las formulas anteriores se puede generar el balance que es lo que se busca en este trabajo sin embargo para poder diagnosticar y comparar el desarrollo de los huertos con agricultura urbana de diferentes lugares se requieren otras operaciones. Dentro de la tesis se estableció un rango por el cual se expresan una gama de niveles que sirven como referencia para valorar objetivos a desarrollar por el planteamiento. Para ello se crearon 2 factores:

• El Factor de Autosuficiencia Hortícola (FAH).- el cual indica cuánto se autoabastece de alimentos un sitio en concreto. Para este se definieron unos niveles de autosuficiencia hortícola:

Las variables ya vienen dentro de la tabla que se menciono anteriormente y apoyados en los cálculos anteriores se establecerá la relación para obtener el factor mediante la siguiente formula.

Pr = A * R Ct = Ca * P

• El Factor Metabólico Orgánico (FMO).- este expresa cuantos residuos orgánicos son reutilizados en las

hortalizas que es lo que no interesa dentro de este trabajo. Se definieron unos parámetros del factor metabólico orgánico:

"

Rango Nivel 0,0 – 0,2 Bajo: Cuando la producción hortícola efectiva cubre hasta un 20% del consumo total. 0,2 – 0,4 Medio bajo: Cuando la producción cubre entre un 20% y un 40% del consumo de hortalizas. 0,4 – 0,6 Medio: Cuando se produce entre un 40% V un 60% del consumo total de hortalizas. 0,6 – 0,8 Alto: Cuando se produce entre un 60% v 80% del consumo total de hortalizas. 0,8 – 1,0 Muy alto: Se autoabastece casi la totalidad de hortalizas.

Cuadro 3. 4 - Niveles de autosuficiencia hortícola; fuente "Ruralizar la ciudad"

Rango Nivel 0,0 – 0,2 Bajo: Cuando las hortalizas metabolizan poca cantidad de los residuos sólidos orgánicos. 0,2 – 0,4 Medio bajo: Cuando se metaboliza entre un 20% y un 40% del cornpost. 0,4 – 0,6 Medio: Cuando se metaboliza entre un 40% y un 60% del total del compost producido.

0,6 – 0,8 Alto: Cuando se metaboliza entre un 60% y 80% del total del compost potencialmente producido.

0,8 – 1,0 Muy alto: Cuando las hortalizas metabolizan casi la totalidad del compost urbano potencial. Cuadro 3. 5 - Parámetro del factor metabólico orgánico; fuente "Ruralizar la ciudad

59

Al igual que el factor anterior simplemente nos apoyamos en las variables que ya se han dado y en el formulario para poder establecer la relación entre los outputs ciudad y los inputs hortícolas mediante la siguiente fórmula:

C = RO *40% Dt = Dc *A

Balances de nutrientes.

1) Casa tipo: Se consideraron las casa del la parte más antigua para obtener las dimensiones del huerto y se supondrá que esta tendrá 3 habitantes que es el promedio de una familia hoy en día. Los datos considerados y calculados fueron los siguientes:

Concepto

Población No. Habitantes

Consumo hortícola per cápita Kg/cápita/año

Consumo hortícola total Kg/año

RSU 175.20Heces 219.00

Producción de compost Kg/año

Superficie de cultivo m2

Rendimientos teóricos Kg/m2/año

Producción de hortalizas Kg/año

Demanda teórica de compost Kg/m2/año

Demanda total de compost Kg/año

Kg/año

Nomenclatura Unidades

P 3.00

Ca 70.80

Ct 212.40

Producción de residuos orgánicos

RO 394.20

C 157.68

A 210.00

R 2.50

Pr 525.00

Dc 6.00

Dt 1260.00

60

Entradas y Salidas de la casa:

Cantidad necesaria 1260 kg/año

Producción realizada 158 kg/año

Cantidad faltante 1102 kg/año

Personas faltantes 6 p

Inputs (Compost)

Rendimiento del huerto 525 kg/año

Consumo promedio 212.4 kg/año

Cantidad sobrante 312.6 kg/año

Personas sobrantes 4 p

Outputs (hortaliza)

Huerto Casa Tipo

Outputs Inputs

Inputs Outputs

61

FMO 0.1 Bajo: Cuando las hortalizas metabolizan poca cantidad de los residuos sólidos orgánicos.

Factor de metabólico orgánico

FAH 2.5 Muy alto: Se autoabastece casi la totalidad de hortalizas.

Factor de autosuficiencia hotícola

Conclusión: Viendo el balance que da de una casa se puede vislumbrar que si se usan los desechos orgánicos de esta misma se alcanza a cubrir parte de las necesidades del terreno sin embargo hacen falta. Esto quiere decir que ya hemos utilizado todos los recursos que nos ofrecen los RO y necesitaríamos importar nutrientes. El FMO se observa que queda bajo esto es porque todavía le faltaría bastante MO para que se cierre el círculo es por esto que a esta escala es difícil con la poca cantidad de habitantes de la casa por ellos se probo el balance a una escala mayor.

210 m2 de Área de huerto

3 habitantes

158 kg/año1.260 kg/añoFaltan

1.102kg/año6 personas

212,4 kg/año525 kg/añoSobran

312,6 kg/año4 personas

62

2) Balance Huertos Actuales

Primero se localizaron todas los solares dentro de las fincas y se identificaron cuales podrían ser los huertos en funcionamiento con esto nos da un área total de 75061,5 m2

Para realizar este se saco el área total de todos los huertos que están en función hoy en día aunque esta información no es completamente fiable ya que se saco basándose completamente de la herramienta “Google Earth” por lo tanto se espera que un margen de error de alrededor del 10%

Concepto

Población No. Habitantes

Consumo hortícola per cápita Kg/cápita/año

Consumo hortícola total Kg/año

RSU 580788.00Heces 193596.00

Producción de compost Kg/año

Superficie de cultivo m2

Rendimientos teóricos Kg/m2/año

Producción de hortalizas Kg/año

Demanda teórica de compost Kg/m2/año

Demanda total de compost Kg/año

2.50

Kg/año

Nomenclatura Unidades

P 2652.00

Ca 70.80

Ct 187761.60

Producción de residuos orgánicos

RO 774384.00

Pr 187653.75

Dc 6.00

Dt 450369.00

C 309753.60

A 75061.50

R

Fig. 3. 11 - Huertos de Mercada

63

Entradas y Salidas del pueblo:

Cantidad necesaria 450369 kg/año

Producción realizada 139389 kg/año

Cantidad faltante 310980 kg/año

Personas faltantes 2 p

Inputs (Compost)

Rendimiento del huerto 187654 kg/año

Consumo promedio 187762 kg/año

Cantidad sobrante 107.85 kg/año

Personas sobrantes 1 p

Outputs (hortaliza)

Huertos Pueblo

Outputs Inputs

Inputs Outputs

64

FMO 0.3 Medio bajo: Cuando se metaboliza entre un 20% y un 40% del cornpost.

Factor de metabólico orgánico

FAH 1.0 Muy alto: Se autoabastece casi la totalidad de hortalizas.

Factor de autosuficiencia hotícola

Conclusión: Analizando este balance se observa que si se hicieran composta todos los RO del pueblo no vertería nada en la depuradora y sobre todo se podrían alimentar prácticamente a toda la población. Esto quiere decir que el comercio interno se podría volver más intensivo sin la necesidad de importar hortalizas; prácticamente se cerraría el ciclo y lo que consumen lo vierten y se regresa de nuevo para mas producción. En este lo el indicador FMO aunque ya aumento sigue marcándolo como bajo a pesar que en el balance sea poco lo que falta por completar esto quiere decir que aun faltarían cierta cantidad de nutrientes que no solo se conseguirán en el los RO que se han propuesto

210 m2 de Área de huerto

3 habitantes

139.389 kg/año450.369kg/añoFaltan

310.980kg/año2 personas

187.762 kg/año187.654 kg/añoSobran

107,85 kg/año1 personas

65

3) Balance Posibles Huertos Para este lo que se utilizo una propuesta existente de expandir los huertos y aprovechar todos los solares que se encuentren sin uso dentro del pueblo para generar una gran área de huertos esto es también debido a que se busca reforestar alunas zonas y se piensa aprovechar los beneficios que se le pueda sacar a la tierra. Se puede ver que si en el anterior ya quedaba a manos ahora se necesitara importa nutrientes ya que los del pueblo no son suficientes pero con el incremento que se da en Menorca de la población en épocas vacacionales tal vez podría ser suficiente.

Concepto

Población No. Habitantes

Consumo hortícola per cápita Kg/cápita/año

Consumo hortícola total Kg/año

RSU 154876.80Heces 193596.00

Producción de compost Kg/año

Superficie de cultivo m2

Rendimientos teóricos Kg/m2/año

Producción de hortalizas Kg/año

Demanda teórica de compost Kg/m2/año

Demanda total de compost Kg/año

Datos para pueblo con posibles huertos

Nomenclatura

Producción de residuos orgánicos

RO 348472.80

187761.60

70.80

2652.00

139389.12

P

Ca

Unidades

Ct

C

A

R

Pr

Kg/año

Dc

Dt

134832.20

2.50

337080.50

6.00

808993.20

Fig. 3. 12 - Posibles huertos

66

Entradas y Salidas con posibles huertos:

Cantidad necesaria 808993 kg/año

Producción realizada 139389 kg/año

Cantidad faltante 669604 kg/año

Personas faltantes 4 p

Inputs (Compost)

Rendimiento del huerto 337081 kg/año

Consumo promedio 187762 kg/año

Cantidad sobrante 149319 kg/año

Personas sobrantes 2109 p

Outputs (hortaliza)

Posible Huerto Pueblo

Outputs Inputs

Inputs Outputs

67

FMO 0.2 Bajo: Cuando las hortalizas metabolizan poca cantidad de los residuos sólidos orgánicos.

Factor de metabólico orgánico

Factor de autosuficiencia hotícola

FAH 1.8 Muy alto: Se autoabastece casi la totalidad de hortalizas. Conclusiones: Como se suponía se observa que existe un excédete de salida del huerto por lo que esto puede ser aprovechado para su venta por el resto de la isla a poblaciones no agrarias. Sin embargo los RO son pocos a comparación de las áreas que se necesitan cubrir y en efecto los huertos se convertiría en auténticos sumideros de los residuos esto podría cuasar un problema ya que si existe el excedente de uno y faltante del otro puede volver a dañar el ciclo. El FMO volvió a bajar debido al excedente de tierra pero se podría ver si hay posibilidad de estabilizar con los RO del resto del municipio para que no exista la necesidad de importar los nutrientes de grandes distancias.

210 m2 de Área de huerto

3 habitantes

139.389 kg/año808.993kg/añoFaltan

460.520kg/año4 personas

187.762 kg/año337.081kg/añoSobran

149.319 kg/año2109 personas

68

Conclusiones del capítulo: Realizando los cálculos de los balances se pudo confirmar la idea de usar los huertos como sumideros de los RSU que produce el mismo pueblo. Sin embargo los FMO quedaron muy bajos pero estos pueden ser solventados obteniendo los RO que no se han tomado en cuenta ya que el dato de los RSU con el que se calculo es solo de lo que se ha recogido de manera selectiva esto quiere decir que no son todos los desperdicios, son principalmente los de cocina, y al ser Es Mercadal una comunidad agraria se puede obtenerse más de la poda y de los sobrantes agrarios como la paja y demás residuos vegetales. Tomando en cuenta las noticias que se dicen “Cada menorquín genera cada día 1,33 kilos de residuos. De estos cerca de la mitad es MO, es decir, residuos de origen vegetal o animal y restos de poda y jardín…” se puede tomar como dato y poner como RSU sea 0,6 kg/día por habitante y una vez realizado esto se puede ver una mejoría notable tanto en el FMO como los inputs (compost).

1) Casa tipo

Cantidad necesaria 1260 kg/año

Producción realizada 350 kg/año

Cantidad faltante 910 kg/año

Personas faltantes 2 p

Inputs (Compost)

FMO 0.3 Medio bajo: Cuando se metaboliza entre un 20% y un 40% del cornpost.

Factor de metabólico orgánico

69

2) Huertos Actuales

Cantidad necesaria 450369 kg/año

Producción realizada 309754 kg/año

Cantidad faltante 140615 kg/año

Personas faltantes 0 p

Inputs (Compost)

Factor de metabólico orgánico

FMO 0.7 Alto: Cuando se metaboliza entre un 60% y 80% del total del compost potencialmente producido.

3) Posibles Huertos

Cantidad necesaria 808993 kg/año

Producción realizada 309754 kg/año

Cantidad faltante 499240 kg/año

Personas faltantes 1 p

Inputs (Compost)

Factor de metabólico orgánico

FMO 0.4 Medio: Cuando se metaboliza entre un 40% y un 60% del total del compost producido.

Con esto podemos confirmar que usando todo la MO que existe dentro del pueblo se puede lograr un buen rendimiento sobre todo se observa en el balance del estado actual ya que se da un equilibrio mayor entre número de habitantes y metros cuadrados de huerta.

70

Sin embargo no se alcanza el optimo Factor pero esto puede ser solucionado mediante el uso de los residuos que se obtengan de la poda y demás MO que salga de los espacios públicos, es por esto que esta propuesta se hace a nivel de todo el pueblo de manera que se pueda gestionar todo como una sola entidad y de esta manera solventar los faltantes que pueda llegar a haber. Se puede tomar a consideración lo que propone la gestión actual de toda Menorca la cual dice que para mejorar los nutrientes del compost se le incorporará la poda en proporciones de alrededor del 35% al 50%. También si se toma en consideración la época de turismo se podría solventar gran parte de la falta de los RO ya que la población se incrementa considerablemente, y en lugar de que esto sea un mayor problema de contaminación podrían aprovecharse los residuos, que se convertirían en recursos, para incrementar la productividad de la tierra del pueblo; y este a su vez podría apoyar a su economía comerciando con el excedente de producción que tendrían los huertos.

71

Capitulo 6.-

Concluciones Generales

“El desarrollo no puede ser en contra de la felicidad. Tiene que ser a favor de la felicidad humana.”

José Mujica

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Conclusiones Se ha visto que existen antiguos conceptos de gestión que vale la pena recuperar, pero sin desaprovechar los avances tecnológicos que se tienen hoy en día y que nos ayudan a tener cierto grado de confort con respecto al ambiente. Cabe mencionar que con esto se observo que está mal utilizada la palabra residuos ya que no dos ni desperdicios no sobrantes son simplemente salidas que otros seres vivos pueden aprovechar como entrantes. Con el análisis que se hizo de los sistemas de depuración se comprobó que realmente ayudan tanto como se espera y que es un tanto ilógico esperar que se pueda llevar a cabo la separación de dos elementos, como son las MO y el agua, debido a que el mezclado en un proceso intrínsecamente irreversible. El sistema que se utiliza actualmente de la depuración es realmente ineficiente y continua siendo altamente contaminan aunque sean tratamientos biológicos. Esto es también debido a que no ayuda a regenerar el ciclo del agua o el de los nutrientes que son los que se rompen al momento de combinar las MO con el agua, y se observa sobre todo porque el sistema con el que trabajan las EDAR es totalmente lineal ya que consume más energía para separa algo que consumió muy poca energía juntarlo por lo que se crea un desequilibrio entre la energía entrante y la energía que se utiliza para que salga. Que hablar de cualquier proceso en que se combinen dos elementos se transporten a una distancia considerable y se genere una gran entropía al intentarlos separarlos es absurdo pensando en todos los recursos que se consumieron y que se pudo haber ahorrado si desde un principio se hubieran gestionado de una manera separada Con todo el trabajo que se llevo a cabo se comprueba la hipótesis en la que se marcaba la posibilidad de utilizar los huertos del pueblo de Mercadal como sumideros de toda la MO que se produce como residuos. Con el balance se observa que es posible recuperar el ciclo de nutrientes y dejar de afectar al del agua, lo cual cada vez es más necesario ya que parafraseando un poco de lo que decía Nikola Tesla: “resulta bárbaro vivir de nuestro capital”, que en este caso es el agua ya que si se no agota no tendremos con que subsistir

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