Un Proyecto De Investigación Científica
Juan Carlos López, SJT
El Colegio San Judas Tadeo obtuvo el tercer lugar de 38 centros educativos que participaron en la cuarta versión del concurso: ”Soy Ecoeficiente”, organizado por
El Banco Popular Dominicano (BPD) y el Centro para el Desarrollo Agropecuario y Forestal (CEDAF), en la categoría Manejo sostenible del Agua, al presentar su proyecto Lymphatech.
El equipo responsable de este logro estuvo formado por los estudiantes María José Yanes Castellanos, Priscilla Calderón Duvergé, Matilda Voigt Gatti, Armando José Estrella López, Eduardo José Brea Pichardo, con la asesoría de la Arquitecta Kirsys de los Santos, los maestros Natividad Sánchez y Juan Carlos López Sánchez y bajo la supervisión de Halina Rewkiewicz.
A continuación, se reproduce lo que es el planteamiento del problema y la descripción del proyecto del documento entregado, para que los estudiantes tengan en consideración al momento de que deban realizar proyectos de investigación para distintas asignaturas, feria de ciencias, etc.
El agua es uno de los compuestos más abundantes en la naturaleza, cubre aproximadamente tres cuartas partes de la superficie de nuestro planeta. Sin embargo, existen diversos factores que limitan la disponibilidad de agua que sea apta para nuestro uso. Más del 97% del agua total del planeta se encuentra en los océanos, un 2% se encuentra en estado sólido de los polos, glaciares y aguas subterráneas, por lo cual es prácticamente inaccesible, y el 1% restante es el agua dulce a la cual tenemos acceso diariamente.
Según datos del Instituto Nacional de Bienestar Estudiantil (INABIE), cada dominicano consume un promedio de 425 litros de agua diariamente, del cual 54% es desperdiciado. Actualmente la República Dominicana está sufriendo una de las sequías más prolongadas de los últimos 50 años. Se estima que, debido a la sequía, el embalse de Valdesia, la presa que suple a Santo Domingo, San Cristóbal y Baní, solo tendrá agua suficiente para abastecer las zonas por 80 días. Al ser escasa la cantidad de agua disponible, es indispensable regular su consumo; sin embargo, debemos considerar que el ser humano influye en el ciclo del agua de forma directa e indirecta, mediante la extracción de ella o alterando su calidad respectivamente.
Las aguas residuales son cualquier tipo de agua cuya calidad se vea afectada negativamente por influencia antropogénica (aguas contaminadas por la actividad humana). Las aguas residuales incluyen las usadas, domésticas, urbanas y los residuos líquidos industriales o mineros eliminados, así como las aguas que se mezclaron con las anteriores. Durante décadas, la humanidad ha consumido agua a un ritmo más rápido que su producción natural, contribuyendo su escasez en algunos lugares a la hambruna, la enfermedad, la migración y hasta conflictos nacionales.
Según datos del Reporte de Monitoreo de los Avances del País en Agua Potable y Saneamiento, planteado por el Ingeniero Leonardo Mercedes Matos, el 90% de las aguas residuales domésticas generadas en el país no cuentan con ningún tratamiento. Esto implica que se vierten alrededor de 2.40 millones de metros cúbicos por segundo de líquido contaminante. En el caso de Santo Domingo, de las aguas residuales domésticas apenas se tratan un 11% y solo un 2% se dispone de manera adecuada en los sistemas sanitarios. En 2010, de 50 plantas de tratamiento instaladas en todo el país, 30 se encontraban fuera de servicio. Al mismo tiempo, de 37 sistemas de alcantarillado sanitario, sólo 5 tenían un funcionamiento adecuado. El objetivo de desarrollo sostenible (ODS) 6 busca lograr el agua limpia y saneamiento. Entre sus metas está que para el 2030 se mejore la calidad del agua reduciendo la contaminación, reduciendo a la mitad el porcentaje de aguas residuales sin tratar y aumentando considerablemente el reciclado y la reutilización sin riesgos a nivel mundial.
Sin embargo, el tratamiento de las aguas residuales puede ser muy costoso, generalmente se limita a la utilización de cámaras sépticas y filtrantes debido a que estas pueden disminuir el costo, pero como resultado las aguas salen contaminadas y normalmente se dirigen al suelo. Además, podemos destacar que los sistemas de filtración no pueden ser implementadas en cualquier lugar debido a que el espacio donde se instale el Sistema de Tratamiento debe ser lo suficientemente espacioso y, en Naco, la modificación de la infraestructura de los acueductos resulta casi imposible debido a que involucra la demolición de aceras y vías de acceso, lo cual podría representar un problema temporal para los ciudadanos.
El sector de Naco, donde se encuentra ubicado el colegio San Judas Tadeo, no cuenta con sistema de alcantarillado que permita la disposición segura de las aguas residuales. El único tratamiento que reciben es el de sedimentación en los tanques sépticos, luego son depositadas al subsuelo con sustancias orgánicas e inorgánicas que contaminan gravemente los acuíferos, de los que se abastecen los habitantes del sector a través de los pozos tubulares.
Este proyecto se enfoca en investigar sobre los puntos que se podrían mejorar; nos dimos cuenta del impacto medioambiental que causan las aguas residuales, como por ejemplo la presencia de organismos patógenos, provenientes en su mayoría del tracto intestinal, hace que estas aguas sean consideradas como extremadamente peligrosas, sobre todo al ser descargadas en la superficie de la tierra, subsuelo o en cuerpos de agua, y aunque existen planes estratégicos de parte del gobierno para implementar mecanismos con el propósito de reducirlas resulta
difícil modificar la infraestructura de acueductos existentes.
Para iniciar con el proceso de investigación para el proyecto, se recolectaron datos con ayuda del personal de mantenimiento, tomando en cuenta que la población total del colegio es de 866 personas, incluyendo estudiantes, maestros y personal de apoyo, obteniéndose que el colegio dispone de una cisterna con una capacidad de 10,000 galones, de los cuales se consumen alrededor de 3,000 diariamente. El uso fundamental del agua está en los inodoros y lavamanos, el regadío de las áreas verdes y la limpieza de los patios, pasillos y aulas.
Mediante la observación directa, se estableció la cantidad de personas que utilizan los baños en un día. Estas observaciones se realizaron a lo largo de una semana y se obtuvo un promedio de la cantidad de agua que consumen lavamanos y los inodoros diariamente. Según su ficha técnica se consumen:
Como parte del proceso de investigación, se realizó una visita a la CAASD. La entrevista con el Ingeniero Salcedo, director de operaciones de la institución arrojó datos sobre las redes de distribución, alcantarillado, tratamientos de aguas residuales y otros datos de interés, tanto del sector Naco como del Gran Santo Domingo. Entre los datos más importantes se recalcó, que en el sector Naco no hay sistema de alcantarillado ni sistema de tratamiento de las aguas residuales, por lo que las aguas contaminadas se van directamente al subsuelo.
La falta de plantas para el tratamiento de las aguas residuales provoca altos niveles de contaminación de las aguas subterráneas. Al investigar más a fondo la situación, se manifestó la necesidad de implementar un mecanismo que ayude a mitigar el problema. Debido a la falta de espacio en la escuela y, los altos costos que una planta de tratamiento puede tener, se ofrece una alternativa económica, mínimamente invasiva y de fácil implementación. De manera que este pueda ser instalado en centros educativos de zona urbana, residenciales, hoteles e instituciones públicas con el fin de disminuir el nivel de contaminación que producimos en el subsuelo y producir un efecto positivo en nuestra comunidad. Tratar las aguas residuales no solo es clave para proteger al medio ambiente y nuestra salud, también puede ser una buena opción para hacer frente a la escasez de agua a través de su reutilización; ya que es un problema que afronta tanto nuestro país como el resto del mundo.
El proyecto es un Filtro Anaeróbico que trataría las aguas residuales que recibe uno de los 3 tanques sépticos del colegio. Con el fin de que estas sean descontaminadas para que una parte pueda ser reutilizada para el regadío de las plantas o la limpieza de las aulas. El agua restante sería depositada directamente en el subsuelo libre de coliformes que pudieran contaminar las aguas que se extraen posteriormente del subsuelo. La importancia de implementar este proyecto en el colegio llega de la poca atención que recibe el problema de la contaminación de los subsuelos por la falta de tratamiento que reciben las aguas residuales. Al depositarlas sin tratamiento previo, contaminamos al mismo tiempo el agua “potable” de la cual nos abastecemos diariamente. Este filtro sería una solución de fácil aplicación y económica, ya que su implementación es mínimamente invasiva y podría ser utilizado en instituciones educativas y edificios residenciales que cuenten con poco espacio.
Partes del proyecto
- Tanque séptico 2. 1er filtro anaeróbico 3. 2do filtro anaeróbico
- bomba de propulsión 5. Tinacos de almacenamiento 6. Llaves de paso
- Pozo filtrante
Funcionamiento del proyecto
En el tanque séptico se realiza el proceso de sedimentación, el cual consiste en la separación de las partículas sólidas (cuyo peso específico es mayor que el del agua) mediante la gravedad. El objetivo principal es obtener un agua cuya concentración de sólidos permita su fácil tratamiento y manejo. El agua residual sería dirigida al fondo del primer filtro. Al pasar al filtro anaeróbico, se realizaría el proceso de filtración, donde se separarían los sólidos restantes en el agua residual, haciéndola pasar por un medio poroso por el cual el líquido puede penetrar fácilmente. En este caso se utilizarían capas de distintas granulometrías: piedras de 2”, grava de ¾”, grava de ½” y finalmente, otra capa de piedras; todas estas colocadas en orden ascendente.
El proceso se repetiría una vez más con otro filtro que contenga las mismas granulometrías que el anterior para garantizar que el efluente tenga doble tratamiento ya que el séptico existente es pequeño. El agua tratada sería enviada mediante una bomba de propulsión de un caballo de fuerza a dos tinacos de 500 galones que se instalarían sobre el techo del colegio, se colocarían 2 llaves de paso para utilizar esta agua con mangueras para la limpieza del colegio y el regadío de las plantas. Esta agua bajaría por gravedad. Cuando ambos tinacos se encuentren en su máxima capacidad, el agua iría al pozo filtrante directamente y sería vertida al subsuelo libre de contaminación.
El tanque séptico a intervenir se encuentra en el patio de preescolar, que está en la parte sur del colegio ya que se encuentra en una zona accesible y con mayor espacio para nuestro proyecto. Los filtros anaeróbicos se colocarían en los 13 metros comprendidos entre el dicho tanque séptico y el pozo filtrante.
LYMPHATECH tiene la ventaja de que, a diferencia de otras plantas de tratamiento de aguas residuales, es de fácil instalación y bajo costo. Además, podría ser adaptada a cualquier espacio, un factor importante ya que, en la zona urbana, muchas instituciones no cuentan con el espacio necesario para instalar una planta de tratamiento de grandes dimensiones. Esta planta utilizaría materiales accesibles para su construcción, es decir que no necesita ningún tipo de material difícil de conseguir. Esto facilita el proceso en caso de ser replicado por alguna otra institución.
Puedes ver el video resumen del proyecto en el siguiente link: