La construcción de nuestra casa, además de ser una solución habitacional y un manifiesto filosófico, es una exploración y uso de las diversas tecnologías de arquitectura de tierra. Basada en tres técnicas específicas, y sus adaptaciones a este caso concreto. La tapia de tierra apisonada, el adobe (moldeado y compactado) y más recientemente el superadobe (bolsas de polietileno rellenas de tierra estabilizada o no) son utilizadas con éxito en esta construcción.
Poca mano de obra, escaso consumo energético, escaso transporte y acarreo de material, poca utilización de madera, climatización pasiva de los ambientes internos, racionalización del uso del agua son algunas de las características de La Guachafita.


viernes, 21 de mayo de 2010

El Biodigestor I. Winnie The Pooh (We need the Poo).



La familia es el arquitecto de su propia casa […]
Manual del constructor popular.
Arq. Luís A. López R.



Ya había hablado antes del sistema de disposición de aguas negras para esta casa que estamos construyendo.

Habíamos decidido un poco de pasada fabricar un sencillo sistema de trampa de grasas, tanque séptico con clarifloculador, y un campo de absorción, porque es un sistema simple y de uso común que, digamos, se cae por su propio peso. Me refiero, claro, a las razones para usarlo.

Después, en el devenir de la obra, nos ha dado tiempo de sopesar los pro y los contra de este sistema incluyendo su eficiencia para convertir los desechos en material utilizable (o por lo menos biodegradablemente descartables) frecuencia de mantenimiento, y todas esas pequeñas razones donde también está, cómo no, la inercia de la costumbre.

De más está decir que el sistema clásico de disposición de aguas negras fue descartado por ser una solución escasa de imaginación.

En su lugar convertimos el tanque séptico en un biodigestor, o bioreactor anaeróbico porque ofrece, por más o menos el mismo costo, un sinfín de ventajas a corto, mediano, y largo plazo.

El tanque séptico para un sistema de tratamiento aeróbico requiere de un mamparo para desacelerar las partículas (clarifloculador), y un aporte de aire por burbujeo, entre otras cosas. A cambio suministra agua razonablemente limpia con el problema de trabajar con un ph bajo, de 3 o menos, lo cual resulta muy ácido para el tipo de tierra que tenemos aquí.

Esto hace necesario el tratamiento de los efluentes con lejía de cenizas o una lechada de cal para subir ese ph, logrando entonces, regar las matas con esas aguas tratadas de ese modo.

Estas son las razones por las cuales desistimos de fabricar el sistema de descomposición aeróbica cambiándolo por el proceso contrario, que según se verá más adelante, ofrece una serie de ventajas sumamente interesantes.

Cambiamos el diseño de la tanquilla séptica del sistema aeróbico, por una cámara de digestión anaeróbica hermética, conocida como biodigestor, que además es mucho más sencilla.

Vamos a comenzar las explicaciones de atrás hacia delante. Es decir, por los efluentes, para ir retrocediendo hasta llegar a la manera en la que se construyó el sistema completo.

En un sistema de reacción anaeróbica el ph llega a 7 u 8, lo cual hace el agua efluente perfecta para el riego de las matas.

Hay que recalcar aquí que esto es un factor muy importante porque para el sistema de enfriamiento de la casa es imprescindible que los árboles circundantes crezcan rápido siendo crucial el riego y alimentación de éstos.

Los efluentes de un bioreactor anaeróbico son ricos en fósforo, potasio, y nitrógeno, que son los principales nutrientes que necesitan las plantas para crecer y desarrollarse, y pueden usarse directamente como salen del sistema, o dejarse secar para ser almacenados y utilizados posteriormente.

Además, un biodigestor proporciona, como parte del proceso de digestión de las aguas servidas, una combinación de gases combustibles conocidos como biogás que pueden ser utilizados para la cocina, para iluminación, y para cualquier otro uso que se le quiera dar dentro de las limitaciones de producción del sistema.

El biogás es una combinación de metano (60 a 80%), dióxido de carbono (20 a 40%), nitrógeno molecular (2 a 3%), y anhídrido sulfuroso (0,5 a 2%), lo que lo hace buen combustible si se tienen ciertas precauciones.

Con el anhídrido sulfuroso hay que tener ciertos cuidados porque es venenoso. 300 ppm ya dejan sin sentido a un ser humano. 500 ppm ya lo manda a uno al cementerio. Por eso es que hay que tomar ciertas precauciones muy sencillas, pero necesarias, porque aun siendo muy bajo el porcentaje de producción de este gas, mínimo mancha las ollas de negro.

Existen varios modos de filtrar este gas. Se usan, en línea general, una estopa de alambre, un filtro, burbujeo en un medio base (cal), y otros más. Ya veremos cuál o cuáles vamos a usar nosotros. Aunque tal vez me decante por el de la cal porque el subproducto obtenido contiene azufre, que tiene muchas otras utilidades. Pero cruzaremos el puente al llegar a él.

En la descomposición anaeróbica existen tres fases: 1ª. Hidrólisis y fermentación. 2ª. Acetogénesis. 3ª Metanogénesis, por la cual se obtiene el metano. Pero para que esto funcione así el hermetismo del conjunto es esencial, claro que esto no es un inconveniente grave pues las presiones que se manejan son del orden de los 8 a 13 cm de columna de agua, y eso, la verdad, no es mucho.

Cualquier desecho biológico puede producir biogás. El estiércol humano, el de perro, el de vaca, el de cochino, el de gallina…, pero la totalidad de desperdicios de la cocina, conchas de verduras, legumbres, frutas (menos los cítricos porque le bajan el ph al sistema quitándole eficiencia y hasta inutilizándolo), restos de carne (sin exagerar con la grasa porque esta puede crear una capa en la superficie que ahoguen las bacterias que producen el gas). Hasta el papel sanitario, el aserrín, las virutas, hojas, en fin, todo desecho biodegradable.

Para utilizar aserrín y virutas, hojas, ramitas, y tal vez el papel, para hacerlos biodegradables hay que someterlos a un lavado con una lechada de cal a la que se le añade orine (no se rían, que no hace falta tanta tampoco, basta que antes de hacer este trabajo me tome unas tres cervecitas), o soda cáustica, o hidróxido de sodio (Diablo rojo), para decantar la lignina que entorpece también el proceso de descomposición anaeróbica.

La lignina así obtenida puede ser utilizada en otra enorme cantidad de cosas de las que hablaremos en otra ocasión.

Todo esto parece complicado, pero en realidad no lo es. Tal vez da algo de trabajo que haría necesario un poquito de disciplina, pero a cambio nos quitaremos de encima parte del problema de la basura, produciremos gas, y mantendremos el jardín muy bien alimentado sin más gasto que bajar la poceta del mismo modo que de todas maneras vamos de hacer ¿no? Y un jardín bien alimentado es lo que nos interesa porque lo necesitamos para mantener la casa fresca.

Podemos decir que para obtener el biogás necesario para mantener las hornillas encendidas durante unas cinco horas diarias necesitaremos el aporte de unos veinte kilos de desechos biológicos frescos diariamente, lo cual tampoco es difícil para una familia de cinco personas, dos perros, y un gato…, y que además, tiene una carpintería.

El tiempo de reacción de los desechos con las bacterias, a 30ºC es de unos diez días para comenzar a obtener metano en cantidad suficiente. En un principio, durante la primera fase del proceso la proporción de dióxido de carbono será muy alta haciendo que la mezcla sea poco eficiente desde el punto de vista de generación de temperatura.

Bueno, creo que hemos hablado mucho sobre la parte bioquímica del asunto, mejor comenzamos a hablar sobre el aparato en sí mismo.

Originalmente, cuando comenzamos los trabajos de construcción de la casa, metimos una retroexcavadora para que abriera las zanjas para los cimientos, el hueco para el tanque de 15.000 litros de agua, el hueco para la tanquilla séptica, y todo hueco posible para obtener la tierra con la que después levantamos la tapia (unos 52m3 al final), demás está decir que el operador de la maquina estaba más contento que chino en bicicleta y cada hueco o zanja que hizo las abrió lo más grandes que pudo, de manera tal que la humilde tanquilla séptica que yo quería hacer se convirtió en un inmenso hueco de dos metros de largo, por metro y medio de ancho, y metro y medio de profundidad (unos 3.300 litros de capacidad).

Sacando cuentas, tomando como referencia lo que costó en dinero y en lidia el tanque de agua, tuve pesadillas con la perspectiva de tener que hacer otro sacrificio igual para la fabricación de otro tanque más. Así que estuvimos dándole vueltas a las distintas técnicas de construcción de tanques hasta que encontramos la del ferro-cemento.

El ferro-cemento es una técnica sencilla y económica para fabricar tanques, embarcaciones, piscinas, e inclusive tabiquería. Bueno, mi Papá le tapó unos huecos que tenía en la latonería un viejísimo Nissan Patrol de nuestra propiedad, con ésta técnica. Es sumamente versátil y económica, ya ven.

En la segunda guerra mundial, los aliados hicieron muchos barcos de esta manera, porque además de ser económica, a los sonares de los submarinos alemanes les costaba detectarlos porque el rebote de la señal no sonaba metálico sino a piedra.

El inconveniente de esta técnica está en las reparaciones de las posibles roturas, pero no pensemos en eso, que no vale la pena.

El procedimiento es bastante sencillo. Es laborioso si lo hace una sola persona, como es mi caso, pero es muy fácil de hacer.

Una vez emparejado el hueco dentro del cual vamos a fabricar el tanque armamos una especie de jaula de malla trucson de 6”x6”, de cabilla de ¼” (tripa de pollo o similar) del mismo modo que se haría una armadura para ser vaciada en concreto, pero con una sola capa de cabillas en vez de dos. Luego se cubre esta armazón de cabillas con cuatro capas de malla de gallinero bien amarrada entre sí procurando que los huecos de la malla quede desfasado en cada capa de la malla para darle un soporte más intrincado para el mortero que se aplicará después.

El mortero que nosotros aplicamos fue un 1:2:4 con fibra para concreto en un porcentaje 75% mayor del que utilizaría para el concreto armado normal. Le añadimos un poquito de cal a la mezcla por cuestiones de la fluidez al aplicarla, cosa que le dejo al criterio de cada quién.

Entre la armadura de cabillas y malla de gallinero, y el talud del hueco metimos un plástico negro del que venden en la ferretería (polietileno) para mantener limpio todo el entramado metálico, y para tener un apoyo detrás al arrojar el mortero para hacer el friso.

Después fuimos aplicando mortero sobre el enmallado presionándolo para que pasara hasta el respaldo de plástico que tiene detrás, y alisándolo después con la cuchara de albañil.

Cada cierta altura de frisado dejaba caer tierra entre el plástico y el talud para garantizar el respaldo del mortero. Hay que tener cuidado con esto porque se deforma la especie de jaula esa, aunque no es ningún accidente grave. Sólo queda feo. El espesor de este friso es de 1”, lo cual deja ver que el ahorro de material es del 75% frente al concreto armado, nada más que en el mortero. Sin tomar en cuenta el acero.

Durante la aplicación del mortero se dejaron los tubos de entrada y de salida de la cámara de digestión a los cuales de les aplicó el friso con mucho cuidado para garantizar la estanqueidad.

Para el techo del biodigestor se armó un encabillado igual que el de las paredes pero en forma de bóveda de media caña por cuestión de resistencia de los materiales.

Con la cabilla de ¼” hicimos unas formas de costillas de barco y las colocamos amarradas con alambre sobre los salientes de la cabilla del tanque, formando la curva de la bóveda.

Bajo estas cabillas se amarraron dos láminas de metal expandido Riplex (sen-sen) sobre las cuales se amarraron las cuatro capas de malla de gallinero para formar toda la armazón del techo del tanque.

Se dejó colocada la base de la tapa de visita del biodigestor, que es una brida hecha con ángulo de 1 ½” x 1 ½” de 60 x 60 cm, con tornillos para colocar luego la tapa hermética sobre la cual irá después el gasómetro. Del gasómetro también hablaremos largamente en la próxima entrega.

La colocación del mortero sobre la tapa es concéntrica comenzando por los bordes Por precaución ya que la resistencia de la armazón no es mucha, y estamos trabajando sin encofrado sumándole al peso del material la carga viva que representa un hombre aplicando el mortero.

Para la junta entre la tapa y las paredes de la tanquilla usamos pego gris del de colocar cerámica en los baños, para asegurar la estanqueidad del sistema.

Una vez terminado todo el friso por dentro y por fuera, se pinta interiormente con alguna pintura impermeabilizante a dos manos incluyendo el techo y muy cuidadosamente los pases de tubería. Por fuera, la tapa, la pintaremos de negro para obtener la mayor temperatura posible por la absorción de los rayos solares.

Una vez listo se hacen las pruebas de estanqueidad usando el escape del carro, para lo cual se taponará la salida, y se le adaptará momentáneamente un reductor en la entrada para poner una manguera al escape del carro.

Se deja encendido el motor del carro hasta que éste se apague solo por asfixia. Eso será porque el sistema no tiene fugas. Si el carro no se apaga hay que revisar a ver por dónde está la fuga. En mi caso es muy fácil porque mi carro está quemando muy mal y el humo se ve perfectamente.

Este procedimiento hace también de barrido para el oxígeno existente acelerando el proceso de digestión del sistema.

En la próxima entrega, todo lo relacionado con las conexiones del sistema a la casa. Aguas servidas y biogás.


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