Difficulté
Moyen
Durée
1 jour(s)
Coût
80 USD ($)
Description
El filtro de bioarena es un filtro de agua doméstico que potabiliza el agua sucia.
Sommaire
Sommaire
- 1 Description
- 2 Sommaire
- 3 Introduction
- 4 Video d'introduction
- 5 Étape 1 - ¿Cómo funciona el filtro de bioarena?
- 6 Étape 2 - Manual de construcción de moldes de madera OHorizons
- 7 Étape 3 - Manual de construcción del filtro de hormigón
- 8 Étape 4 - Serie de vídeos sobre la construcción del biofiltro de arena
- 9 Étape 5 - Preguntas más frecuentes
- 10 Commentaires
Introduction
Este documento le ayudará a comprender los fundamentos del filtro de bioarena (FBA): cómo funciona, sus diferentes componentes y por qué podría ser una buena tecnología para su proyecto. Si tiene más preguntas que no se respondan en este documento, no dude en ponerse en contacto con nosotros (info@ohorizons.org).
El filtro de bioarena (FBA) fue inventado en los años 90 por el Dr. David Manz en la Universidad de Calgary. En términos sencillos, el FBA es un filtro de agua doméstico que potabiliza el agua sucia. Este tipo concreto de filtro es una adaptación del tradicional filtro lento de arena que se ha utilizado para el tratamiento comunitario del agua durante casi 200 años.
El FBA es más pequeño y adecuado para un uso intermitente, por lo que es más apropiado para hogares de unas cinco personas. El cuerpo del filtro, o el exterior del filtro también conocido como carcasa del filtro, suele ser de hormigón, pero también puede ser de plástico. Sea cual sea el tipo de filtro, el FBA se rellena con capas de arena y grava cuidadosamente preparadas. El FBA elimina casi todas las impurezas y agentes patógenos del agua, ¡hasta un 99%! El FBA es una forma excelente y poco tecnológica de purificar el agua potable y se utiliza en comunidades de todo el mundo.
¿Por qué elegir un FBA?
Proporcionar acceso al agua potable es un problema complejo y polifacético; elegir la tecnología adecuada es sólo un aspecto del proyecto. Otros aspectos, como la educación de los usuarios, la enseñanza de buenas prácticas de higiene y la supervisión, son también sumamente importantes y deben tenerse en cuenta.
El suministro de agua potable es complicado en parte porque la contaminación del agua puede producirse de diversas maneras y en casi cualquier fase del proceso de recogida del agua. Algunas causas comunes de contaminación del agua son: la eliminación deficiente de los desechos humanos (saneamiento inadecuado), la falta de higiene (no lavarse las manos), los excrementos del ganado (esto es especialmente cierto si el agua se recoge de un río o arroyo sin protección), la escorrentía agrícola y los residuos industriales. Éstas son sólo algunas de las formas en que el agua puede contaminarse.
En muchas zonas, el agua potable se recoge en lagos, arroyos o estanques, donde los niveles de contaminación pueden ser muy altos. En otros lugares, la gente obtiene el agua potable de un pozo comunitario o una perforación. El agua bombeada puede estar limpia o no. Como el agua puede contaminarse de muchas maneras, aunque el agua recogida esté limpia, OHorizons ha centrado sus esfuerzos en la FBA, que es una tecnología de punto de uso. Como su nombre indica, esta tecnología trata el agua allí donde se utiliza, normalmente en el hogar. De este modo, los usuarios tienen el máximo control sobre el tratamiento de su agua y se reduce el riesgo de recontaminación.
El manual de construcción del filtro es de código abierto y puede descargarse gratuitamente en: https://www.biosandfilters.info/
Una serie de vídeos diseñados para mostrar, paso a paso, cómo construir e instalar un filtro biológico de arena de hormigón: https://washresources.cawst.org/fr/collections/714c93ae/how-to-build-a-biosand-filter-video-collection'
El manual de construcción de moldes de madera OHorizons es de código abierto y puede descargarse gratuitamente en la siguiente dirección: http://ohorizons.org/resources/Youtube
Matériaux
Construcción de 1 molde de madera OHorizons:
- Madera contrachapada de 4x8 pies y 3/4 pulgadas de grosor
- Madera de 1,5 x 1,5 pulgadas (8 piezas de 46 cm de largo, 4 piezas de 40 cm de largo, 4 piezas de 35 cm de largo)
- 16 pernos de cabeza hexagonal totalmente roscados
- 12 Bisagras con tornillos de aproximadamente 2,5 pulgadas de largo
- 17 Tuercas
- 33 Arandelas
- 75 tornillos para madera de 4 cm de largo
- 60 tornillos para madera de 3cm
- 1 perno de 4-5 pulgadas de largo
Construcción del cuerpo filtrante de hormigón
- Tubos de plástico (polietileno o vinilo) de 6 mm (¼") de diámetro interior y 9 mm (3/8") de diámetro exterior
- Cinta adhesiva fuerte
- Aceite (productos comestibles)
- Cepillo o paño para aplicar aceite.
- 12 litros de cemento
- 24 litros de arena de 1 mm (0,04")
- 12 litros de grava de 12 mm (½")
- 12 litros de grava de 6 mm (¼")
- Agua - aproximadamente 7-10 litros
- Jabón
Preparación de la grava y la arena:
- Protección (por ejemplo, una lona o una lámina de plástico), un tejado o un edificio para evitar que la arena se moje y se contamine.
- Agua limpia
- Grava de 12 mm (½")
- Grava de 6 mm (¼")
- 0,7 mm (0,03") de arena
Instalación de un filtro:
- Aproximadamente 3 litros de grava lavada de 12 mm (½") (capa de drenaje)
- Aproximadamente 3 ¼ litros de grava lavada de 6 mm (¼") (capa separadora)
- Aproximadamente 25 litros de arena lavada de 0,7 mm (0,03")
- 40-80 litros de agua (10 - 20 galones)
- Cloro
Outils
Construcción del cuerpo filtrante de hormigón
- Cuchillo multiusos
- Fuente de calor si se utilizan tubos de polietileno (por ejemplo, soplete de propano o parafina, fuego de leña, quemador eléctrico)
- Cepillo de alambre, papel de lija o lana de acero para limpiar el molde.
- Nivel
- Cuñas de madera de varios tamaños
- 2 llaves de 9/16"
- Contenedores para medir arena, grava y cemento
- 1 varilla metálica de 1,5 m (5') (como una barra de refuerzo) o un trozo de madera
- Mazo de goma o madera
- Pala
- Paleta/Llana
- Llave inglesa de 1-1/2"
- Martillo
- 4 tacos de madera (aprox. 5cm cuadrados)
- cepillo
Preparación de la grava y la arena:
- Tamiz de 12 mm (½")
- Tamiz de 6 mm (¼")
- Tamiz de 1 mm (0,04 ")
- Tamiz de 0,7 mm (0,03 ")
- Palas
- Carretilla (si se dispone de ella)
- Varios contenedores grandes de unos 40 cm (15") de profundidad
- Pequeño contenedor transparente con tapa
Instalación de un filtro:
- Cinta métrica
- Un palo [de unos 100 cm (40") de largo, preferiblemente de 2,5 cm x 5 cm (1" x 2")]
- Difusor
- Recipiente de almacenamiento
- Reloj
- Recipiente graduado de 1 litro
- 1 m (3") de manguera para conectar al tubo de salida
- Torno (si se dispone de él)
- Túnel (puede hacerse con la parte superior de una botella de agua)
Étape 1 - ¿Cómo funciona el filtro de bioarena?
Las diferentes partes de un FBA (ver foto 1) :
El filtro de bioarena tiene cinco zonas diferenciadas:
- la zona de embalse
- la zona de agua en reposo
- la zona biológica
- la zona no biológica,
- la zona de grava.
¿Qué ocurre con los agentes patógenos y las impurezas del filtro? (ver foto 2)
Los patógenos y los sólidos en suspensión se eliminan mediante una combinación de procesos físicos y biológicos que tienen lugar en la capa biológica y dentro de la capa de arena. Estos procesos incluyen el atrapamiento mecánico, la depredación, la adsorción y la muerte natural.
- Atrapamiento mecánico. La materia en suspensión y los patógenos quedan atrapados físicamente en los espacios entre los granos de arena.
- Predación. Los patógenos son consumidos por otros microorganismos del sistema biológico.
- Adsorción. Los patógenos se adhieren entre sí, a la materia suspendida en el agua y a los granos de arena.
- Muerte natural. Los patógenos completan su ciclo vital o mueren porque no hay suficiente alimento u oxígeno para que sobrevivan.
Cómo funciona el FBA:
Durante la filtración (el agua se escurre)
(ver foto 3)
Cuando se vierte agua en el filtro, el nivel del agua (también conocido como altura hidráulica) sube y empuja el agua a través del difusor y el filtro. El nivel del agua en el depósito desciende a medida que el agua fluye constantemente a través de la arena. Cuando el depósito está lleno, el caudal debe ser de 400 ml por minuto. El caudal disminuirá a medida que el depósito se vacíe porque hay menos presión para empujar el agua a través del filtro. El agua vertida en el filtro contiene oxígeno disuelto, nutrientes y contaminantes. Las partículas en suspensión y los patógenos de gran tamaño quedan atrapados en la capa superior de arena y obstruyen parcialmente los poros entre los granos de arena. Esta obstrucción hace que el caudal del filtro disminuya con el tiempo. Los usuarios pueden recurrir ocasionalmente a un procedimiento de mantenimiento de «remover y desechar» para restablecer el caudal del filtro.
Periodo de descanso (sin flujo de agua) (ver foto 4)
El agua dejará de fluir cuando el agua del depósito alcance el mismo nivel que el extremo del tubo de salida. (Esto es válido para los filtros con un tubo de salida de 6 mm de diámetro. véase la página anterior). Parte del oxígeno del aire se difunde a través del agua en reposo hasta la capa biológica durante el periodo de reposo. El periodo de reposo da tiempo a los microorganismos de la capa biológica a consumir los patógenos y nutrientes presentes en el agua. Los patógenos de la zona no biológica (por debajo de la capa biológica) mueren por falta de nutrientes y oxígeno durante el periodo de reposo. El periodo de reposo debe durar al menos 1 hora.
¿Qué hace que el FBA sea tan especial? La capa biológica! (véase la foto 5)
En un FBA, pequeños microbios viven en la capa superior de arena. Esto se conoce como CAPA BIOLÓGICA. La capa biológica es muy importante para potabilizar el agua. Tarda unos 30 días en formarse.
- Día 1: Muchos microbios viven en el agua. Son invisibles a simple vista, ¡pero están ahí! Cuando se vierte agua en el filtro, los microbios empiezan a vivir en la capa superior de arena.
- Día 15: A medida que utilizas el filtro, más y más microbios empiezan a vivir en la arena. La capa biológica crece. Los microbios se sienten cómodos y empiezan a buscar comida.
- Día 30: Al cabo de unas semanas, los microbios empiezan a comerse unos a otros. Ahora, cada vez que añadas agua, los microbios de la arena se comerán a los nuevos microbios del agua, especialmente a los patógenos.
Étape 2 - Manual de construcción de moldes de madera OHorizons
Este manual es gratuito y de código abierto. Puede descargarse en la siguiente dirección: https://static1.squarespace.com/static/5afb5f6225bf020305339c10/t/5bf67b714fa51a471a435d36/1542880476379/ohorizons_LeMouleEnBois_Manuel_Francais.pdf
Étape 3 - Manual de construcción del filtro de hormigón
Este manual, elaborado por el Center for Affordable Water and Sanitation Technologies (CAWST), es gratuito y de código abierto. Puede descargarse en la siguiente dirección: https://resources.cawst.org/construction-manual/a90b9f50/biosand-filter-construction-manual
Étape 4 - Serie de vídeos sobre la construcción del biofiltro de arena
Esta serie de vídeos producidos por el Center for Affordable Water and Sanitation Technologies (CAWST) está diseñada para mostrar, paso a paso, cómo construir e instalar un filtro de bioarena de hormigón. Es gratuito y puede verse aquí: https://washresources.cawst.org/fr/collections/714c93ae/how-to-build-a-biosand-filter-video-collection
Étape 5 - Preguntas más frecuentes
Respuestas del siguiente documento: https://static1.squarespace.com/static/5afb5f6225bf020305339c10/t/5b4c1df8758d462d957b8a49/1531715067103/french-intro-to-bsfs_ohorizons_Introduction_au_filtre_biosable.pdf
¿Cuánta agua podemos filtrar por día?
Un filtro de bioarena fabricado con el molde de madera OHorizons filtrará 11 litros por uso, es decir, filtrará 11 litros cada vez que se llene. Se recomienda llenar el filtro un máximo de cuatro veces al día y un mínimo de una vez al día. Esto significa que el propietario del filtro puede obtener de 11 a 44 litros de agua o aproximadamente de 3 a 12 galones por día. Se recomienda un máximo de cuatro llenados por día para permitir períodos de descanso suficientemente largos entre cada operación del filtro.
¿Cuánto cuesta un filtro de bioarena?
El costo varía dependiendo de dónde se fabrica el filtro y del costo local de materiales y mano de obra. En general, el costo varía entre 25 y 65 dólares estadounidenses por filtro.
¿Cuánto pesa un filtro?
Un filtro instalado (con medio filtrante) puede pesar hasta 350 libras o 160 kg. Una vez instalados, los filtros nunca deben moverse. La estabilización de la arena ayuda a mejorar la eliminación de patógenos y la arena puede alterarse al mover el filtro. La carcasa del filtro de hormigón pesa aproximadamente 150 lb o 70 kg. Si es necesario mover el filtro, se debe quitar la arena y la grava, lavarlas y volver a instalarlas en la nueva ubicación del filtro.
¿Cuánto tiempo tarda en desarrollarse la capa biológica?
Después de aproximadamente 30 días de uso, la capa biológica estará completamente desarrollada y el filtro funcionará a su velocidad óptima de eliminación de patógenos. Durante los primeros 30 días de uso, el filtro elimina aproximadamente el 70 % o más de los patógenos y aproximadamente el 100 % de los patógenos resistentes al cloro. Durante este tiempo, se puede consumir el agua del filtro, pero recomendamos a los usuarios también hervir el agua o usar cloro para garantizar que el agua sea completamente segura para beber. OHorizons recomienda este enfoque de barreras múltiples incluso más allá del período inicial de 30 días. Si bien el filtro funciona de manera óptima después del primer mes, varios factores podrían cambiar su efectividad con el tiempo, como un uso inadecuado por parte del usuario o cambios en los niveles de contaminación de la fuente de agua. El empleo de un enfoque de barreras múltiples durante toda la vida útil del filtro garantiza que los usuarios siempre podrán beber el agua más segura posible.
¿Por qué la arena no baja por el tubo o tubería de PVC?
La arena sólo constituye la capa superior. Las dos capas inferiores del filtro están formadas por grava pequeña y grande. La grava pequeña evita que la arena fluya y la grava gruesa evita que la grava pequeña se escape o bloquee el tubo de salida.
Además de llenar el filtro con agua, ¿cómo se mantiene el filtro? ¿Cómo limpiarlo?
El filtro de bioarena requiere muy poca limpieza. Una vez que el revestimiento de hormigón haya fraguado por completo, se debe limpiar bien con agua y jabón para eliminar posibles restos de arena o suciedad. Luego se puede llenar con arena, grava y agua de forma segura en el domicilio del usuario. Se recomienda limpiar periódicamente el exterior, la tapa y la placa difusora.
El filtro es muy sencillo de utilizar, del mismo modo que es sencillo cuidar una planta de interior. La parte más importante del mantenimiento es garantizar que la capa biológica se mantenga saludable alimentándola de una a cuatro veces al día con agua contaminada. Una vez alimentada, la capa biológica debe digerirse y recuperarse, por lo que debe transcurrir al menos una hora entre cada uso. Al igual que una planta de interior, la capa biológica no puede sobrevivir si hay demasiada o muy poca agua. Cuando el filtro no está en uso, una capa de 5 cm de agua cubre la parte superior de la arena. Esta capa debe mantenerse o los microorganismos vivos pueden morir. Si se vierte agua turbia o visiblemente sucia en el filtro, la arena acumulará suciedad que ralentizará el flujo de agua. Para corregir esto, se utiliza un método no invasivo que no altera la capa biológica llamado "revolver y vaciar" para limpiar la parte superior de la arena y mejorar el flujo.
¿Quién es responsable del mantenimiento de los filtros de bioarena?
El propietario del filtro es responsable de su mantenimiento. Los propietarios de viviendas suelen estar capacitados en mantenimiento antes o durante la instalación del filtro. OHorizons garantiza que todos nuestros socios tengan una amplia capacitación en mantenimiento e instalación. Estos socios están disponibles para los hogares para responder preguntas, hacer reparaciones, reeducar y brindar asistencia adicional, según sea necesario.
¿Cuánto dura un filtro? ¿Con qué frecuencia se debe reemplazar la arena?
A menos que existan circunstancias excepcionales que provoquen una fuga en la carcasa de concreto, no debería haber motivo para reemplazar el filtro. Si se mantiene e instala adecuadamente, un filtro puede durar toda la vida y no es necesario reemplazar la arena. Si se utiliza agua particularmente turbia o visiblemente sucia, el propietario del filtro utilizará periódicamente la técnica de remover y tirar para eliminar la suciedad. Este método elimina una pequeña cantidad de arena y, con el tiempo, es posible que el filtro necesite agregar arena de filtración adicional.
¿El filtro necesita una bomba, electricidad o un sistema mecánico para funcionar?
No, el filtro de bioarena funciona por la fuerza de la gravedad. La gravedad empuja el agua hacia abajo a través de la arena y la tubería debido a un efecto de sifón natural. No hay necesidad de electricidad ni bombas. Esto significa que es una excelente solución para áreas que no están conectadas a la red eléctrica.
¿Se necesitan tipos específicos de arena?
Sí, la mejor arena es la roca triturada que se puede obtener de la mayoría de las canteras locales. La roca triturada no contiene materia orgánica ni sal que se encuentra a menudo en la arena de los ríos o las playas. La arena de roca triturada también tiene cortes y formas más variadas, lo que hace que el filtro sea más eficaz. La arena debe lavarse y tamizarse antes de colocarse en el filtro para que sólo se utilicen granos de un cierto tamaño y no se introduzca nada nocivo en el filtro. La grava también debe tener diferentes formas y debe lavarse antes de colocarla en el filtro. Consulte nuestro apéndice para obtener más información sobre cuál es el mejor tipo de arena para usar como material de filtración.
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