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II FORO “PROBLEMÁTICA DEL AGUA EN EL MUNICIPIO DE TEXCOCO”

13 y 14 DE ABRIL DE 2016

M.C. JUAN URIEL AVELAR ROBLERO Foto: viteo.artelista.com

OBJETIVOS DE LA PRESENTACIÓN

CISTERNAS DE FERROCEMENTO PARA ALMACENAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA JUAN URIEL AVELAR ROBLERO

Proponer una alternativa de almacenamiento y uso de agua de lluvia en escuelas, mediante la construcción de cisternas de bajo costo y alta durabilidad, utilizando ferrocemento.


OFERTA Y DEMANDA DE AGUA


De acuerdo con el Sistema Nacional de Información de Escuelas de la Secretaría de Educación Pública, existen en el municipio de Texcoco 462 escuelas de todos los niveles desde preescolar, primaria, secundaria, bachillerato y universidad, con sus diferentes subsistemas. 298 son públicas y 164 privadas.

Escuelas privadas

Escuelas públicas


Para el análisis de la precipitación se utilizó la información de las normales climatológicas (1981-2010) del Servicio Meteorológico Nacional

Se eligieron 22 estaciones climatológicas de los alrededores del municipio de Texcoco

Estaciones climatológicas

Límite del municipio de Texcoco

ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN PLUVIAL


Precipitación promedio anual: 646 mm

Suponiendo que cada una de las 298 escuelas públicas destinaran 200 m2 de techos para la captación de agua de lluvia, se tendría un potencial de captación de 38,501.6 m3, el equivalente a 3,850 pipas de 10 metros cúbicos, con un costo total de $1,925,080.00.

ANÁLISIS DE LA PRECIPITACIÓN PLUVIAL

Interpolación


EXTRACCIÓN DEL ACUÍFERO DE TEXCOCO

Fuente: Escobar, 2010


EJEMPLO DE APLICACIÓN Primaria y Secundaria Rey Izcóatl

Total de alumnos y personal 1,000.0

Consumo estimado de agua por persona (L/día) 6.0

Consumo diario total (L) 6,000.0

Área de captación (m2) 1,632.0

Precipitación (mm anuales) 539.2

Eficiencia de captación 0.8

Almacenamiento propuesto (m3) 64


EJEMPLO DE APLICACIÓN

Primaria y Secundaria Rey Izcóatl

Mes Lámina bruta

(lluvia)

Lámina

neta

Volumen captado

(m3)

Potencial de

almacenamiento (m3)

Enero 7.7 6.16 10.05 -197.96 Febrero 10.7 8.56 13.97 -297.99 Marzo 9.2 7.36 12.01 -369.98 Abril 23.3 18.64 30.42 -447.56 Mayo 45.6 36.48 59.54 -508.02 Junio 92.8 74.24 121.16 -4.84 Julio 124.3 99.44 162.29 91.45 Agosto 98.5 78.8 128.60 184.05 Septiembre 85.4 68.32 111.50 169.55 Octubre 34.4 27.52 44.91 88.46 Noviembre 4.4 3.52 5.74 -25.80 Diciembre 2.9 2.32 3.79 -112.01



Mes Días

hábiles

Consumo

mensual

(m3)

Almacenamiento

(m3)

Agua

almacenada

(m3)

Necesidad de

suministro

(m3)

Enero 16 96.00 64 10.05 85.95 Febrero 19 114.00 64 13.97 100.03 Marzo 14 84.00 64 12.01 71.99 Abril 18 108.00 64 30.42 77.58 Mayo 20 120.00 64 59.54 60.46 Junio 21 126.00 64 121.16 0.00 Julio 11 66.00 64 162.29 0.00 Agosto 6 36.00 64 128.60 0.00 Septiembre 21 126.00 64 111.50 0.00 Octubre 21 126.00 64 44.91 0.00 Noviembre 20 120.00 64 5.74 114.26 Diciembre 15 90.00 64 3.79 86.21 Total 202 1,212 596.48

Primaria y Secundaria Rey Izcóatl



0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

180,00

Balance mensual

Consumo mensual (m3) Lluvia captada (m3)

Costo actual por suministro con pipas de agua: $62,500.00 Costo con el proyecto: $31,500.00 Ahorro: $31,000.00 Periodo de amortización: 4 años



Área propuesta para la construcción de cisternas de ferrocemento


PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE CISTERNAS DE FERROCEMENTO


ANTECEDENTES DEL USO DE FERROCEMENTO

El ferrocemento es un material similar al concreto en el que se elimina la grava, y en lugar de reforzarlo con varillas, se utilizan varias capas de alambre delgado como malla hexagonal o de gallinero, malla electrosoldada y algunas varillas. El material fue patentado en 1855 por el francés Joseph Louis Lambot. La técnica fue olvidada por muchos años hasta que el italiano Nervi lo popularizó construyendo barcos y estructuras para cubrir grandes espacios; posteriormente en varios países se comenzó a experimentar con el ferrocemento en la década de 1960. Con este antecedente, se creó en 1976 el International Ferrocement Information Center (IFIC), cuyo objetivo es estudiar y reportar todo lo relacionado al ferrocemento en cuanto a sus propiedades ingenieriles, prácticas constructivas, etc.


VENTAJAS DEL FERROCEMENTO

Al no emplear grava, la mezcla se adhiere al entramado de mallas sin necesidad del uso de cimbra o encofrado.

Por su espesor pequeño y la flexibilidad de las mallas, las construcciones pueden ser de distintas formas.

No se requiere mano de obra especializada para la aplicación de la mezcla.

Para que pueda considerarse ferrocemento debe tener un factor de refuerzo mínimo de 1.8%. Es el volumen de refuerzo con relación al volumen de mortero.


PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Cálculo de las mallas requeridas

𝑟2 =𝑉

𝜋ℎ r =

𝑉

𝜋ℎ

Si conocemos el volumen

Si V = 16 m3 r =16

𝜋𝑋2.3 r = 1.49 m

2.5

m



7 cm 3 cm

r = 1.49 + 0.07 = 1.56 m

V = π (1.492)2.3 = 16.04 m3

Como las paredes reducen el radio de la cisterna, se le suma 7 cm a r.

P = 2x1.56Xπ = 9.80 m

Traslape = 0.5 m Base = 3.20 m

Longitud total= 13.5 m





Por lo tanto, los tramos de malla requeridos serían los siguientes:

Un tramo de malla electrosoldada calibre 66-66 de 13.5 m de largo x 2.5 m de ancho. Un tramo de malla hexagonal calibre 20-25 de 13.5 m de largo x 1.5 m de ancho. 2 tramos de malla hexagonal calibre 20-25 de 13.5 m de largo x 1.75 m de ancho.



Limpieza, trazo y excavación

Teniendo elegido el sitio de construcción, se limpia y retira toda la vegetación y materia orgánica del sitio. Se marca el círculo con un diámetro igual al diámetro calculado de la cisterna y se procede a excavar.



Tejido de malla



Armado y colocación del cilindro



Construcción de los muros de la cisterna

Método del “Nido de golondrina”

Para la construcción de los muros se pueden utilizar dos métodos: • Utilizando encofrado o cimbra y aplicando la

mezcla con la cuchara de albañilería. • Utilizando el método del “nido de

golondrina” que tiene menor riesgo de filtraciones.


PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO La losa se construye con varillas de 3/8” a cada 15 cm, dejando las aberturas correspondientes para entrada de agua y tapa de mantenimiento.

Vista del cilindro de malla sin mortero y con mortero.


Componentes de una bomba manual de mecate: • Pistones de hule sintético • Mecate o lazo • Tubo de PVC de 1.5 pulgadas • Ancla de la bomba • Estructura externa de soporte • Manija para accionar la bomba


Bombeo

Se propone la construcción de una bomba manual como parte del sistema.


CONCLUSIONES

Es un hecho conocido que el acuífero de Texcoco está sobreexplotado, puesto que de él se extraen en promedio ocho metros cúbicos por segundo para abastecer a casi un millón y medio de habitantes de 12 municipios, por lo que se requieren alternativas de aplicación inmediata, con el fin de atenuar la sobreexplotación del acuífero.

Las escuelas tienen un alto potencial de superficie en techos que pueden destinarse para captación de agua de lluvia.

El ferrocemento es una alternativa de bajo costo que reduce el problema de los altos costos de almacenamiento en sistemas de captación de agua de lluvia; además de que tiene alta resistencia y durabilidad.


Muchas gracias

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