Biojardineras
Categoría
Infraestructura azul
- Tratamiento de aguas
Espacio
- Colectivo
- Privado
- Público
Escalas
- Barrio
- Casa o edificio
Lugar
- Espacios permeables en el terreno cercano a las construcciones.
Descripción General
La biojardinera, también conocidas como humedales artificiales de flujo horizontal sub-superficial es un sistema para el tratamiento, depuración y reutilización de aguas grises. Las aguas grises son las aguas residuales de duchas, lavatorios, pilas, lavadoras y cocinas. Aunque también existe la tipología que trata las aguas negras, es decir las aguas residuales de los inodoros (Zúñiga, 2015).
Es un sistema vivo donde interactúan varios componentes biológicos como las raíces de las plantas, la piedra y la velocidad en la que el agua circula dentro de la misma. Es una alternativa tecnológica para el tratamiento de las aguas residuales para viviendas, comunidades, industrias y hoteles, al contar con un mantenimiento más económica que las plantas de tratamiento a nivel de ciudad.
Su estructura se compone de un área excavada, la cual es impermeabilizada por un plástico o material arcilloso para incluir tres capas de apoyo en la depuración del agua. Primero, piedra de diferente granulometría que filtra el agua. Segundo, plantas de hábitat acuático que oxigenan el agua. Tercero, microorganismos que se desarrollan entre las piedras. Gracias a la oxigenación de las raíces de las plantas, las bacterias aeróbicas puedan colonizar el área y depurar el agua (Salas, 2018).
El agua que pasa por este proceso es reutilizada para el riego tanto de cultivos como jardines. En el caso del uso de aguas negras se debe de realizar un estudio de laboratorio para reconocer que las aguas mantienen niveles apropiados para su uso. El Ministerio de Salud y el Ministerio de Ambiente y Energía (MINAE) permiten este sistema de tratamiento domiciliar de aguas residenciales en Costa Rica a partir del 2004 gracias al Reglamento de Aprobación de Sistemas de Tratamiento de Aguas Residenciales N 39887-S-MINAE.
Ubicación
Entidades y personas expertas
A-01 (A Company / A Foundation)
-
Arq. Oliver Schütte, Urbanistainfo@a-01.net
-
M.Sc. Samantha Montoya, Arquitecta del Paisaje info@a-01.net
Asesor en Agua y Saneamiento
-
Elías Rosales-Escalante, Ing. Civil e Ing. Sanitario erosales.cr@gmail.com
Asociación Centroamericana para la Economía, la Salud y el Ambiente
Consost, Construcción Sostenible
Sphera
Universidad de Costa Rica, Escuela de Ingeniería de Biosistemas
Universidad Nacional, Escuela de Química, Laboratorio de Gestión de Desechos
-
Ing. Carolina Alfarocarolina.alfaro.chinchilla@una.ac.cr
Servicios ecosistémicos que provee
Servicios de apoyo
- Hábitat para especies
Servicios de regulación
- Clima local y calidad del aire
- Prevención de la erosión y conservación de la fertilidad del suelo
- Tratamiento de aguas residuales
Servicios de abastecimiento
Servicios culturales
- Apreciación estética e inspiración para la cultura, el arte y el diseño
- Experiencia espiritual y sentimiento de pertenencia
Aspectos Ambientales
La implementación de biojardineras en la ciudad contribuye a que se realice una planificación urbana amigable con el medio ambiente utilizando plantas para la limpieza de aguas grises. De esta forma, el tratamiento y la reutilización de estas aguas residuales para el riego de cultivos y jardines como también para el lavado de carros y limpieza de pavimentos reduce el consumo de agua potable. Se mejora el uso que se le da al agua, reduciendo su consumo por lo que le brinda un importante beneficio a la población y a la protección de este recurso.
Asimismo, esta necesidad adquiere una mayor relevancia durante la época seca debido a la escasez de agua de lluvia, sin embargo, esto no debe ser un impedimento para ser utilizado durante todo el año.
El agua residual al ser tratada, contribuye a reducir la contaminación del suelo o de los cuerpos de agua. Como consecuencia a esto se disminuye la contaminación de los mantos acuíferos, de los mares y de los océanos.
Especies de flora utilizables
Las especies vegetales que se recomiendan deben ser nativas y de hábitat húmedos. Las cuales están adaptadas a un alto nivel de humedad y agua en sus estratos. Además de raíces radiculares que se distribuyan a lo ancho de la biojardinera creando una red de las mismas.
Entre las especies vegetales que se han utilizado están las del género: Heliconia, Zantedeschia, Lilium y Zingiber. También se han utilizado algunas de la familia de las Araceae.
Pasos
Implementación
Paso 1
Para dimensionar las medidas de la biojardinera, se debe realizar un estudio del consumo promedio de agua para obtener un diseño del área acorde a la cantidad del afluente. Se puede utilizar la tabla de dimensiones de biojardineras para distintos números de personas como referencia.
Tabla para el dimensionamiento de Biojardineras. Fuente: ACEPESA en Salas, 2018.
La eficiencia en remoción del humedal es en función del área de superficie (largo por ancho), mientras que el área transversal (ancho por profundidad) determina el flujo máximo posible.
Paso 2
Se debe tomar en cuenta la ubicación del desfogue y canalización de los servicios o infraestructuras que pueden verse afectados por la construcción de la biojardinera; como cimientos, tanques sépticos, árboles, acometida de agua potable, internet y/o electricidad.
Paso 3
Se deben instalar 2 tanques de pretratamiento, adonde ingresan las aguas grises de la vivienda para permitirse un proceso de sedimentación, donde los sólidos descienden y las grasas flotan en la superficie. A estos tanques se les debe dar un mantenimiento semanal para maximizar la eficiencia del humedal.
Paso 4
Se realiza una excavación en forma de talud que entregue una mayor seguridad y fortaleza de aproximadamente 60 cm a 70 cm de profundidad. Se eliminan del fondo cualquier elemento irregular como piedras o raíces.
Paso 5
La excavación es forrado por un revestimiento impermeable o arcilla, para colocar encima sacos o cartones que protegen el material de las piedras de diferentes granulados. Se debe evitar el uso de arenas ya que es más propensa a obstruir el paso del agua para su filtración.
Paso 6
La biojardinera se divide en tres tramos; dos cortos a cada extremo y uno largo al centro. En los tramos cortos se coloca la piedra más gruesa y sobre ella las tuberías. La de entrada a 60 cm de altura y la de salida a 10 cm de altura. Al centro irá la piedra más pequeña.
Paso 7
Después del proceso de sedimentación, en el pretratamiento, las aguas son regadas en la biojardinera. Posterior a la primera entrada de agua, se siembra la vegetación adecuada para este tipo de hábitat, contemplando el tamaño y alcance de las raíces de las plantas. Normalmente se siembran a una distancia de 40 cm a 50 cm entre sí.
Es gracias al proceso de fotosíntesis de las plantas, que las bacterias aeróbicas que se encuentra en las piedras pueden colonizar el área y apoyar la depuración del agua.
Mantenimiento
Paso 1
Las actividades de mantenimiento son sencillas pero importantes para garantizar el adecuado funcionamiento de la biojardinera y la eficiente remoción de contaminantes. El mantenimiento debe concentrarse en garantizar que el pretratamiento sea eficaz para reducir la concentración de sólidos en las aguas grises antes de que entren al humedal.
Tanques de pretratamiento: deben limpiarse con un colador cada 8 días para sacar las grasas de las superficies y los sólidos del fondo.
Paso 2
Piedra granulada: Con el tiempo, se obstruye con sólidos acumulados y biopelícula bacteriana por lo que el material de la superficie requiere ser remplazado cada 10 años.
Paso 3
Desyerbar: Es importante eliminar las plantas que puedan competir con la vegetación sembrada en el humedal.
Paso 4
Registro: Se recomienda llevar una hoja de control de mantenimiento que indique la fecha y personas que realizo el trabajo.
En el caso de que no reciba el mantenimiento adecuado se puede inducir el riesgo de esparcir contaminante al entorno.
Recursos necesarios
Materiales
- Tubería para agua, “t”, tanques o estaño de plásticos para el tratamiento primario.
- Azada, palas y/o patines para la remoción del zacate y la tierra.
- Plástico de 0.7 mm de espesor como impermeabilizante, cartón o sacos para su protección.
- Piedra tipo gavión o de río de 4" a 5" pulgadas para los tramos laterales y piedra cuarta para el tramo centro.
- Plantas herbáceas y/o arbustivas para la siembra
Recursos financieros
La cantidad de material que se utilizará en cada espacio dependerá de las dimensiones, condiciones y diseño de cada biojardinera específico, además de la selección de los materiales inertes y vivos, según criterios funcionales y estéticos.
Costos por m³ de granulados:
- Piedra bola de río: CRC 26,548.67 + IVA
- Piedra cuartilla (25 mm): CRC 16,814.16 + IVA
Costos de otros materiales:
- Estañón plástico 55 galones con tapa y aro: CRC 35,398.23 + IVA
- Plástico negro doble ancho 2 m: CRC 570 + IVA
- Saco de polipropileno blanco: CRC 265.49 + IVA
El costo de los accesorios mecánicos como tubos sanitarios, uniones, codos, tapones, llaves de paso y pegamento deben ser considerados según las dimensiones de cada biojardinera y la distancia entre la salida de agua hacia la misma.
La cantidad de individuos de vegetación dependerá de su hábito de crecimiento, madurez y condición. Para el mercado en 2020, puede oscilar entre: herbáceas de CRC 450.00 a CRC 3,500.00 + IVA y arbustos CRC1,500.00 a CRC 6,000.00 + IVA.
Existen costos indirectos como las herramientas, mano de obra o transporte de materiales que se deben considerar según cada caso específico
Condiciones mínimas de implementación
Se debe elegir un sitio adecuado donde haya el espacio necesario para ubicar las diferentes partes de la biojardinera, además de que exista una diferencia de nivel en declive con respecto a la salida de las aguas residuales. La inclinación no debe ser mayor a 5 % de pendiente.
También es importante construir la biojardinera con el tamaño adecuado para su buen funcionamiento. Para ello, se deben de conocer la cantidad de agua que se utiliza al día y por persona. Un indicador puede ser el registro del consumo de agua potable indicado en los recibos de agua.
Se debe considerar colocar un tubo de ventilación en los tanques de pretratamiento para conducir los gases y malos olores que se generan dentro de los mismos a una altura que no moleste a las personas.
Viabilidad
Riesgos
Riesgos:
El proceso de pre-tratamiento es primordial para garantizar el adecuado uso de la biojardinera, sin éste se pueden dar obstrucciones que dañan el sistema.
Limitaciones:
El importante que el sistema se construya con las dimensiones necesarias según el consumo de agua ya que su eficiencia se basa en el tiempo de retención hidráulica, que varía entre 3 días a 5 días, y donde el agua saliente tendrá una mejor calidad. Esto toma en cuenta que a mayor tiempo de retención, mayores serán las dimensiones y los costos de biojardinera.
Oportunidades
La biojardinera puede ser construida para abarcar un sistema parcial de aguas residuales, donde se contempla solo un servicio sanitario o el fregadero, de acuerdo al área disponible según cada sitio.
Son una oportunidad para limpiar el agua que utilizamos a un costo menor con respecto a la inversión que implica una planta de tratamiento y su mantenimiento por parte de un gobierno local.
Además, al fluir el agua debajo de la superficie se reduce el contacto con organismos patógenos y por consecuencia el riesgo a la creación de criaderos de mosquito.
Normativa legal
Referencias bibliográficas
Cubillo Paniagua. M., Gómez Solís. W.. Biojardineras como alternativa para el tratamiento de aguas residenciales: experiencia en cinco biojardineras en las comunidades de Barra Honda y La Vigía de Nicoya, Guanacaste.. Revista Universidad en Diálogo. Universidad Nacional. Vol 7. N°1 p. 69-87.. https://repositorio.una.ac.cr/bitstream/handle/11056/17553/Biojardineras%20como%20alternativa.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Moncada. S.. Evaluación del diseño de una biojardinera de flujo subsuperficial para el tratamiento de aguas grises en Zapote, San José. (Tesis de Licenciatura en Ingeniería Ambiental ). Instituto Tecnológico de Costa Rica. http://www.repositoriotec.tec.ac.cr/bitstream/handle/2238/2874/Informe_final.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Salas, J.. Biojardineras: los humedales artificiales “ticos”. . iAgua.. http://www.iagua.es/blogs/juan-jose-salas/biojardineras-humedales-artificiales-ticos-i
Tilley E., Ulrich L., Lüthi C., Reymond P., Schertenleib R., Zurbrügg C.. Compendio de Sistemas y Tecnologías de Saneamiento,. Banco Interamericano de Desarrollo y Hábitat para la Humanidad. 2da Edición .Revisada. (ISBN: 978-3-906484-67-9 p. 116). https://sswm.info/sites/default/files/reference_attachments/TILLEY%2520et%2520al%25202018.%2520Compendio%2520de%2520sistemas%2520y%2520tecnolog%25C3%25ADas%2520de%2520saneamiento.pdf
Zúñiga, S.. Proyecto Mejoramiento en el tratamiento de aguas residuales a través de biojardineras. Sistema de Información Académica (SIA). Formulación de proyecto académico. Sede Regional Chorotega, Nicoya. Universidad Nacional. .
Noticias
Biojardineras para aprovechar y canalizar aguas residenciales.
Nuevo reglamento introduce mejoras sustanciales a regulación vigente en materia de tratamiento de aguas residuales.
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Sitios web especializados
FAO: servicios ecosistémicos y biodiversidad
