DISEÑO DE VIVIENDA SOSTENIBLE EN LA FINCA EL NARANJAL...
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DISEÑO DE VIVIENDA SOSTENIBLE EN LA FINCA "EL NARANJAL" EN LA
VEREDA EL TOSTADO DEL MUNICIPIO DE CAJAMARCA-TOLIMA BAJO
CRITERIOS LEED
PROYECTO DE GRADO
Autores:
William Alexis Salamanca Delgadillo – [email protected]
Andrés Felipe Cristancho Bernal – [email protected]
Director de Trabajo de Grado
Álvaro Martín Gutiérrez Malaxechebarria
Ingeniero Civil
Doctor en Ciencias Ambientales (PhD)
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C., 2019
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN............................................................................................................................9
RESUMEN........................................................................................................................................9
CAPÍTULO 1 .................................................................................................................................10
PROBLEMÁTICA .......................................................................................................................10
OBJETIVOS ................................................................................................................................11
OBJETIVO PRINCIPAL .........................................................................................................11
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................................................................11
JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................11
CAPÍTULO II ................................................................................................................................12
MARCO TEÓRICO .....................................................................................................................12
MARCO GEOGRÁFICO.............................................................................................................14
MARCO NORMATIVO ..............................................................................................................15
CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO ....................................................................19
MEDIO ABIÓTICO .................................................................................................................19
MEDIO BIÓTICO....................................................................................................................30
MEDIO SOCIOECONÓMICO ................................................................................................42
CAPÍTULO III ...............................................................................................................................48
METODOLOGÍA ........................................................................................................................48
1. Visita de campo para verificar el estado y las condiciones de la finca El Naranjal, así
como sus límites y su ubicación geográfica ..............................................................................49
2. Caracterización biofísica de la finca El Naranjal ..............................................................49
3. Análisis de las principales problemáticas de la finca ........................................................49
4. Planteamiento de posibles soluciones en los diferentes componentes ..............................49
5. Diseño de sistemas para la optimización y el buen uso de recursos ..................................49
6. Lista de chequeo para la finca El Naranjal para obtener la certificación LEED................92
LIMITACIONES .........................................................................................................................97
CAPÍTULO IV ...............................................................................................................................98
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ....................................................................98
MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA .......................................................98
VIVIENDA ............................................................................................................................101
ILUMINACIÓN EN EL INTERIOR DE LA VIVIENDA .....................................................109
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES .....................................................................114
GANADERÍA ESTABULADA .............................................................................................119
BIODIGESTOR Y APROVECHAMIENTO DEL BENEFICIO DE CAFÉ ..........................120
CONTROL DE EROSIÓN DE TALUDES ...........................................................................126
SISTEMA DE ENERGÍA SOLAR ........................................................................................127
SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS LLUVIA........................................................131
CALIFICACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN LEED ........................................................138
ANÁLISIS DE COSTOS .......................................................................................................148
CONCLUSIONES .....................................................................................................................156
RECOMENDACIONES ............................................................................................................157
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................158
ANEXOS .......................................................................................................................................162
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Departamento del Tolima en Colombia ............................................................................ 14
Figura 2. Municipio de Cajamarca en Tolima .................................................................................. 14
Figura 3.Vereda El Tostado en Cajamarca ....................................................................................... 14
Figura 4. Finca el Naranjal en El Tostado ........................................................................................ 14
Figura 5 Plano de la vivienda de la finca El Naranjal ....................................................................... 46
Figura 6 Diseño preliminar de la vivienda en la finca El Naranjal. .................................................. 58
Figura 7 Ganchos de anclaje en vigas de cimentación transversales ................................................ 58
Figura 8. Mapa valores Aa ............................................................................................................... 63
Figura 9 Relleno con mortero en cañutos perforados. ...................................................................... 66
Figura 10 Unión pernada en guadua. ................................................................................................ 66
Figura 11 Unión cimiento – muro .................................................................................................... 67
Figura 12 Perfil estructural de unión entre muros ............................................................................ 67
Figura 13 Planta estructural de unión entre muros ........................................................................... 68
Figura 14 Perno embebido para amarre de soleras y cubierta. .......................................................... 68
Figura 15 Unión muros – cubierta .................................................................................................... 69
Figura 16 Pie de amigo para sostener aleros mayores a 500 mm ...................................................... 69
Figura 17 Instalación de tanques de entrada y salida ........................................................................ 82
Figura 18 Instalación adaptadores de acople .................................................................................... 83
Figura 19 Instalación sistema de presión del biodigestor ................................................................. 85
Figura 20 Instalación de tubería de salida del biogás ....................................................................... 85
Figura 21 Trampa de agua ................................................................................................................ 86
Figura 22 Sección entrada filtro ....................................................................................................... 87
Figura 23 Sección intermedia filtro 1 ............................................................................................... 87
Figura 24 Sección intermedia filtro 2 ............................................................................................... 87
Figura 25 Tubería con viruta de hierro ............................................................................................. 88
Figura 26 Sección salida filtro .......................................................................................................... 88
Figura 27 Conducción biogás ........................................................................................................... 88
Figura 28 Llegada biogás a los quemadores ..................................................................................... 89
Figura 29 Quemadores de biogás ..................................................................................................... 89
Figura 30 Dimensiones talud escalera .............................................................................................. 90
Figura 31 Sistema de vigas de cimentación en la vivienda de la finca El Naranjal. ....................... 102
Figura 32. Muros estructurales del eje horizontal ........................................................................... 103
Figura 33. Muros estructurales del eje vertical ............................................................................... 104
Figura 34 Distribución en planta de los muros de la vivienda ........................................................ 106
Figura 35 Distribución de bombillas y red eléctrica para la iluminación para la vivienda de la finca
El Naranjal ..................................................................................................................................... 114
Figura 36 Red eléctrica para las tomas de la vivienda de la finca El Naranjal ................................ 114
Figura 37 Vista Transversal del humedal artificial subsuperficial para la finca El Naranjal .......... 118
Figura 38 Sistema de tratamiento de aguas residuales de la vivienda de la finca El Naranjal ........ 119
Figura 39 Vista en planta del establo .............................................................................................. 120
Figura 40 Localización del digestor en la finca El Naranjal ........................................................... 125
Figura 41 Medidas de excavación del terreno parta la instalación del digestor .............................. 126
Figura 42 Perfil transversal de talud escalera ................................................................................. 126
Figura 43 Sistema de conexión de energía solar ............................................................................. 130
Figura 44 Ubicación paneles solares sobre la vivienda de la finca El Naranjal .............................. 131
Figura 45 Valores máximos mensuales de precipitación ................................................................ 132
Figura 46 Secciones del tejado para la recolección de aguas lluvia ................................................ 133
Figura 47 Puntos de almacenamiento del agua lluvia recolectada .................................................. 136
Figura 48 Captación de aguas lluvia mensual en m3 ...................................................................... 138
Figura 49 Ubicación de la finca El Naranjal en el geo portal del Siac ............................................ 140
Figura 50 Rango de los materiales extraídos localmente ................................................................ 145
Figura 51 Esquemas de las brisas valle - montaña.......................................................................... 146
INDICE DE FOTOGRAFÍAS
Fotografía 1 Roca metamórfica en la finca El Naranjal .................................................................... 20
Fotografía 2 Barranquillo (Momotus momota L.). Avistado en cultivos de plátano vecinos a la finca
El Naranjal ....................................................................................................................................... 38
Fotografía 3 Gorrión montés de Anteojos (Atlapetes flaviceps). Endémica (E), En Peligro (EN).
Encontrado muerto en el predio de la finca El Naranjal ................................................................... 38
Fotografía 4 Coral (Micrurus fulvius L.). Encontrada muerta en el camino hacia la finca El Naranjal
......................................................................................................................................................... 39
Fotografía 5 Variedades de ortópteros. Encontrados en la finca El Naranjal .................................... 40
Fotografía 6 Oruga “Santa María”. Encontrada en la finca El Naranjal ........................................... 40
Fotografía 7 Oruga de Papilio. Encontrada en los cultivos de arracacha de la finca El Naranjal ...... 40
Fotografía 8 Mariposa Eresia polina H. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal ............. 41
Fotografía 9 Mariposa Blanca de La Col (Leptophobia aripa B.). Encontrada en los cultivos de la
finca El Naranjal .............................................................................................................................. 41
Fotografía 10 Polilla camuflada. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal ....................... 41
Fotografía 11 Escarabajo familia Carabidae, género Pseudoxycheila. Encontrado en los cultivos de
la finca El Naranjal........................................................................................................................... 42
Fotografía 12 Cultivo de arracacha en la finca El Naranjal .............................................................. 44
Fotografía 13 Cabezas de ganado en la finca El Naranjal................................................................. 45
Fotografía 14 Vivienda de la finca El Naranjal ................................................................................ 45
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Distribución de las pendientes según el grado de inclinación. Municipio de Cajamarca.
Departamento del Tolima .................................................................................................................22
Tabla 2 Distribución de la pendiente del terreno por grado y porcentaje, para la Cuenca del Río
Coello (Cajamarca) ..........................................................................................................................23
Tabla 3 Unidades de paisaje municipio de Cajamarca .....................................................................24
Tabla 4 Clasificación de la pendiente del terreno por porcentaje .....................................................25
Tabla 5 Grado de erosión de suelos ..................................................................................................26
Tabla 6 Valores totales de temperatura media mensual por pisos altitudinales con valores en °C....28
Tabla 7 Valores de evapotranspiración potencial media mensual y anual por pisos altitudinales con
valores en mm ..................................................................................................................................30
Tabla 8 Posibles especies de flora presentes en la finca El Naranjal ................................................31
Tabla 9 Posibles especies de mamíferos presentes en la finca El Naranjal .......................................33
Tabla 10 Posibles especies de avifauna presentes en la finca El Naranjal ........................................34
Tabla 11 Posibles especies de reptiles presentes en la finca El Naranjal ..........................................38
Tabla 12 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Preescolar Cajamarca - Tolima ..............42
Tabla 13 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Primaria Cajamarca - Tolima .................43
Tabla 14 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Secundaria Cajamarca - Tolima .............43
Tabla 15 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Media Cajamarca - Tolima ....................43
Tabla 16 Organismos de salud en Cajamarca 2003 - 2007 ...............................................................46
Tabla 17 Cobertura de servicios públicos domiciliarios, Cajamarca Tolima ....................................48
Tabla 18 Ponderación de las categorías de selección de materiales según el componente de la
edificación ........................................................................................................................................52
Tabla 19 Valores mínimos para dimensiones de cimientos ..............................................................59
Tabla 20 Clasificación de los morteros de pega por propiedad y proporción ...................................60
Tabla 21 Valores del coeficiente de densidad de muros de bahareque encementado CB .................61
Tabla 22 Valores de Aa y Av según regiones ...................................................................................62
Tabla 23 Secciones requeridas para cubiertas con correas de guadua ..............................................65
Tabla 24 Profundidad útil para un pozo séptico ...............................................................................72
Tabla 25 Dotación neta máxima por habitante según la altura sobre el nivel del mar de la zona ....72
Tabla 26 Contribución de aguas residuales por persona ...................................................................73
Tabla 27 Tiempos de retención (T) ..................................................................................................73
Tabla 28 Tasa de acumulación de lodos digeridos (K) .....................................................................74
Tabla 29 Clasificación de sustratos para digestión Anaeróbica ........................................................76
Tabla 30 Tiempo de retención hidráulico de estiércol de ganado en distintas regiones. ...................78
Tabla 31 Productos químicos para el control del pH ........................................................................79
Tabla 32 Producción de biogás por tipo de residuo animal ..............................................................80
Tabla 33 Mezcla estiércol/agua por tipo de residuo animal ..............................................................81
Tabla 34 Criterios y calificación para el sello LEED de la finca El Naranjal ...................................93
Tabla 35 Resultados materiales con mejor desempeño para cimientos.............................................98
Tabla 36 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente estructura. ...................99
Tabla 37 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente envolvente. ................100
Tabla 38 Resultados materiales con mejor desempeño para la componente cubierta. ....................100
Tabla 39 Valores de (L*b) para los muros del eje horizontal. ........................................................103
Tabla 40 Valores de (L*b) para los muros del eje vertical. ............................................................105
Tabla 41 Carga muerta de la guadua para la edificación ................................................................106
Tabla 42 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas .........................................................108
Tabla 43 Valores admisibles de trabajo en muros de bahareque encementado ...............................109
Tabla 44 Luminosidad requerida para cada sección de la vivienda ................................................109
Tabla 45 Características de diferentes tipos de bombillos y paneles led.........................................110
Tabla 46 Cantidad de bombillos de cada opción para cada sección de la vivienda.........................110
Tabla 47 Potencia total de cada opción para cada sección de la vivienda .......................................111
Tabla 48 Cantidad y tipo de bombillas ...........................................................................................112
Tabla 49 Iluminancia final para cada espacio de la vivienda ..........................................................112
Tabla 50 Principales equipos de consumo de biogás ......................................................................122
Tabla 51 Consumo energético de la finca El Naranjal ....................................................................127
Tabla 52 Valores de factor k para latitud de 4º ...............................................................................128
Tabla 53 Información de los valores máximos mensuales de precipitación entre 1991 y 2009 ......131
Tabla 54 Precipitación mensual entre 1991 y 2009 ........................................................................136
Tabla 55 Oferta de aguas lluvia en mm mensuales .........................................................................137
Tabla 56 Numero de viajes por cada ruta de transporte ..................................................................141
Tabla 57 Puntuación obtenida para la vivienda de la finca El Naranjal ..........................................147
Tabla 58 Costos cimientos de la vivienda ......................................................................................148
Tabla 59 Costos estructura de la vivienda ......................................................................................149
Tabla 60 Costos cubierta de la vivienda .........................................................................................150
Tabla 61 Costos de iluminación interior .........................................................................................150
Tabla 62 Costos del sistema de tratamiento de aguas residuales ....................................................151
Tabla 63 Costo establo ...................................................................................................................151
Tabla 64 Costos Biodigestor ..........................................................................................................152
Tabla 65 Costos trincheras .............................................................................................................154
Tabla 66 Costos del Sistema de energía solar .................................................................................154
Tabla 67 Costos del sistema de recolección de aguas lluvia ...........................................................155
Tabla 68 Otros costos del proyecto ................................................................................................155
Tabla 69 Resumen de costos del proyecto ......................................................................................156
INTRODUCCIÓN
La presente investigación se llevó a cabo en la finca El Naranjal ubicada en la vereda el
Tostado-Cajamarca, donde actualmente se encuentra una vivienda de más de 40 años, por lo
cual debe ser modificada debido al deterioro de la misma ya que presenta un riesgo para los
habitantes. Por otra parte, la vivienda carece de sistema de alcantarillado vertiendo aguas
residuales a los cuerpos de agua y maneja un sistema económico de ganadería extensiva en
ladera que erosiona los suelos, generando impactos negativos a los recursos naturales. En
cuanto al suministro de energía eléctrica, se presentan continuos fallos en el sistema por caída
de árboles. Además, se presentan amenazas a la salud a causa de deslizamientos al respaldo
de la vivienda y por la quema de combustibles orgánicos (leña) para la cocción de alimentos.
Teniendo en cuenta estas consideraciones, se opta por el diseño de una nueva vivienda para
la finca basados en los criterios de sello LEED for Homes, cumpliendo los criterios mínimos
u obligatorios junto a otros criterios buscando la sostenibilidad de este proyecto
disminuyendo los impactos generados por las actividades antrópicas desarrolladas en la finca
sobre los recursos naturales. De esta forma, se propone la implementación de diversas
tecnologías apropiadas siguiendo metodologías propuestas por Luciani (2014), el RAS 2000
y la Agencia de Protección Ambiental-EPA, mitigando los impactos negativos generados por
las actividades dentro de la finca El Naranjal.
Por último se obtuvo un diseño de vivienda sostenible bajo los parámetros LEED for Homes
v4 sirviendo de ejemplo para otras fincas del sector que tengan características similares.
RESUMEN
Por medio de una visita de campo se visualizó el notable deterioro de la vivienda de la finca
El Naranjal afectando directamente la calidad de vida de los habitantes; es por esto que se
diseña un modelo de vivienda sostenible, velando por la conservación de los recursos
naturales.
Inicialmente se hizo diseño preliminar de la vivienda en conjunto con los habitantes de la
finca, a continuación se realizó una matriz de comparación de materiales que permitió la
selección del material más apto para cada componente de la vivienda y finalmente se evaluó
la sismo resistencia del diseño, cumpliendo con los requisitos mínimos para su construcción.
Luego se realizó una caracterización biofísica y socioeconómica de la zona de estudio, donde
se encontraron problemas por presiones antrópicas a los recursos naturales, como lo son el
vertimiento de aguas residuales a cuerpos de agua cercanos, y procesos erosivos generados
por la ganadería extensiva; además se presenta una amenaza de deslizamiento en la parte
posterior de la vivienda.
Se diseñaron tecnologías ambientalmente apropiadas, para las problemáticas encontradas,
siendo estas, un sistema de tratamiento de aguas residuales, un biodigestor para tratar los
residuos orgánicos generados por las actividades agropecuarias, el cambio de técnica de
ganadería extensiva a ganadería estabulada, que junto al tratamiento integral de estabilización
subsanan los procesos erosivos que se están dando en la finca. Además, se optimizó el
aprovechamiento de los recursos naturales por medio de la implementación de un sistema de
aprovechamiento de energía solar que satisface la demanda energética de la vivienda y un
sistema de recolección de aguas lluvia que abastece el 54.04% de la demanda hídrica.
Finalmente se realizó una evaluación de costos para saber la viabilidad económica del
proyecto y se calificó bajo los criterios del sello LEED for Homes, definiendo la certificación
del proyecto conforme la puntuación alcanzada.
CAPÍTULO 1
PROBLEMÁTICA
Los municipios comprendidos en la cuenca del río Bermellón en Cajamarca, no tratan
suficientemente sus aguas negras ni tampoco brindan adecuado tratamiento y disposición
final a sus basuras y residuos sólidos, por lo cual el agua que se sirve de esas vertientes se
encuentra contaminada con altas cargas de desechos industriales, vertimientos de mataderos
públicos, residuos tóxicos hospitalarios, materiales de construcción, vertimientos y desechos
de ganadería, porcicultura o avicultura, con múltiples consecuencias para la salud de sus
comunidades. (Nagles, 2015). Según el DANE, para el 2012, el 35.57% de la población rural
del municipio de Cajamarca tienen al menos una necesidad básica insatisfecha.
Las redes de servicios públicos de la vereda El Tostado son bastantes vulnerables debido que,
en primer lugar, el acueducto está diseñado con mangueras que transportan el líquido, lo que
las hace susceptibles a una fisura por derrumbes o por el paso de animales. Así mismo las
redes eléctricas presentan un grado de vulnerabilidad al estar expuestas a la caída de ramas y
derrumbes. Estas afectaciones se evidencian continuamente en temporadas de lluvias donde
los servicios se retrasan por varias horas e incluso días dependiendo el sitio y el acceso a
estas redes. Por último, no se tiene acceso al servicio de gas domiciliario lo cual implica el
uso de combustibles como la leña para la preparación de alimentos.
La vivienda actual que se encuentra en la finca El Naranjal, fue construida hace más de 40
años, por lo cual su estructura ya se encuentra notoriamente debilitada, algunos muros
presentan grietas y algunas vigas de madera, se encuentran podridas, esto sumado a las altas
pendientes presentes en los terrenos aledaños y los procesos erosivos que allí se originan,
generan un riesgo para quienes en ella habitan.
Una de las actividades económicas que se realizan en la finca es la ganadería, la cual, al ser
realizada en zonas de alta pendiente genera procesos erosivos conocidos como terracetas o
patas de vaca que son una clase de erosión causada por el ganado vacuno que camina por
terrenos de ladera. Cuando el ganado es introducido en estos terrenos, camina en forma
intuitiva, siguiendo curvas de nivel, el paso continuo del ganado, sumado a su peso ejercido
en el área de desplazamiento por las pezuñas, produce un modelo erosivo en forma
trapezoidal invertida que puede posteriormente convertirse en formas de erosión de surcos y
cárcavas (Núñez, 2001).
Por otra parte, la finca no cuenta con un sistema de alcantarillado, por lo cual las aguas
residuales son vertidas sobre los cuerpos de agua cercanos, además, el lavado de manera
convencional del café muestra un ineficiente uso y aprovechamiento del recurso agua.
OBJETIVOS
OBJETIVO PRINCIPAL
Diseñar una vivienda con criterios de construcción sostenible bajo los parámetros del sello
LEED para viviendas unifamiliares en la finca "El Naranjal" en la vereda el Tostado del
municipio de Cajamarca-Tolima
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
● Realizar un aprovechamiento eficiente de la infraestructura existente en el área de la
finca El Naranjal.
● Diseñar y proponer tecnologías ambientalmente apropiadas optimizando el
aprovechamiento de los recursos naturales.
● Dar recomendaciones de buenas prácticas agropecuarias para que así se puedan
mantener las actividades económicas de la finca de una manera sostenible.
● Brindar la información necesaria para que los habitantes de la finca El Naranjal
puedan construir e implementar las tecnologías propuestas.
● Cumplir con los requerimientos mínimos y obligatorios para obtener el sello LEED
for Homes.
● Obtener la máxima puntuación posible dentro de la evaluación de los requerimientos
para otorgar el sello LEED a la vivienda ubicada en la finca El Naranjal
JUSTIFICACIÓN
A causa del estado actual de la infraestructura y bajo los términos del desarrollo sostenible
en Colombia, el cual se entiende como aquel que conduzca al crecimiento económico, a la
elevación de la calidad de la vida y al bienestar social, sin agotar la base de recursos naturales
renovables en que se sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de las
generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades (Ley 99/1993,
1993, art. 3), se propone el diseño de una nueva vivienda con criterios sostenibles, dentro del
marco de los parámetros del sello LEED para viviendas unifamiliares, además de dar un
manejo adecuado a las prácticas agropecuarias que se desarrollan en la finca como son la
ganadería extensiva y los cultivos de café.
Se pretende entonces la implementación de tecnologías apropiadas para cumplir con los
parámetros LEED; en cuanto a la utilización de energía eléctrica, se evaluará la viabilidad de
implementar paneles solares; para la construcción de la vivienda se evaluará el material que
menor impacto genere haciendo una comparación holística en la que se tengan en cuenta
aspectos técnicos, estructurales y de transporte; la instalación de un biodigestor como
tecnología para el tratamiento de los desechos orgánicos del cultivo de café y de la ganadería
y así mismo hacer la transición del horno convencional de leña a un horno alimentado con
gas metano; en cuanto al agua, se busca recolectar las aguas lluvias y utilizarlas en diferentes
actividades como el riego de cultivos y el aseo de la vivienda y así disminuir el consumo de
agua que se extrae del acuífero del cual se abastece la zona; así mismo, se diseñará un
humedal artificial con el que se pretende tratar las aguas residuales de la finca con el fin de
poder verter las mismas a las fuentes hídricas en óptimas condiciones y no comprometer su
uso a los usuarios aguas abajo.
Por otra parte en el proceso de evaluación de riesgos es indispensable velar por la seguridad
de las vidas humanas; en la finca El Naranjal, existen riesgos latentes que pueden atentar
contra estas, como lo son las malas condiciones de la estructura de la vivienda y los
fenómenos de remoción en masa generados por los procesos de erosión derivados de las
malas prácticas pecuarias. Para el control de los procesos de remoción en masa, se pretenden
realizar tratamientos de control de erosión, específicamente la estabilización de taludes
cercanos a la vivienda, los cuales representan el principal riesgo natural para esta.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
En Colombia se entiende por desarrollo sostenible el que conduzca al crecimiento
económico, a la elevación de la calidad de la vida y al bienestar social, sin agotar la base de
recursos naturales renovables en que se sustenta, ni deteriorar el medio ambiente o el derecho
de las generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades. (Ley
99, 1993)
Según el ministerio de vivienda la construcción sostenible es aquella que esta en sincronía
con el sitio, hace uso de energía, agua y materiales de un modo eficiente y provee confort y
salud a sus usuarios. En Colombia, existen diferentes técnicas de construcción tradicionales
con mínimos impactos al medio ambiente, como el adobe, un ladrillo de tierra que a
diferencia del ladrillo actual no se somete a un proceso de cocción y sin necesidad de prensas
para su compresión, la ventaja de este material es que la mayoría de terrenos son aptos para
su elaboración, sin embargo su mayor desempeño se da con un suelo que esté compuesto de
un 55% a 75% de arena; un 10% a 28% de limo; y, de un 15% a un 18% de arcilla, la
utilización de este material corta con el flujo lineal de una construcción tradicional, ya que
se hace uso de la tierra resultante de excavaciones.
La tapia es otro sistema de construcción que consiste en formaletas verticales con un relleno
de tierra que se compacta manualmente por capas hasta formar muros macizos, es una técnica
de construcción muy característica de la zona andina colombiana, los suelos del país son casi
en su totalidad aptos para este sistema de construcción. Finalmente el bahareque es un sistema
constructivo basado en una estructura de guadua recubierta con una malla electro soldada y
tierra u otro material cementante, este sistema constructivo tiene un gran uso a nivel rural, el
bahareque como la tapia han sufrido una especie de discriminación ya que se les considera
sistemas anticuados, subdesarrollados y de mal comportamiento ante sismos, sin embargo
esos calificativos son incorrectos, ya que estos son sistemas de construcción que además de
ser eficientes, tienen ventajas económicas y ambientales frente a los sistemas de construcción
extractivistas modernos. (Montoya, 2011)
El concepto de tecnología apropiada, llamada también tecnología alternativa, intermedia o
rural, se refiere a aquella tecnología de pequeña escala, descentralizada, basada en recursos
locales, de operatividad y mantenimiento sencillo, que utiliza fuentes naturales de energía,
que no contamina o no provoca impactos negativos en el ambiente, y que toma en cuenta el
contexto del usuario y sus conocimientos, así como elementos sociales y económicos además
de los estrictamente técnicos. En el contexto de la vida campesina, este tipo de tecnología
sería aquella que permita potenciar las capacidades productivas, así como un mayor grado de
bienestar y autonomía. (Díaz y Masera, 1998)
El sello LEED se está implementando en más de 165 países con cerca de 94000 proyectos en
todo el mundo, sin embargo, en Colombia se han certificado 152 proyectos y 223 se
encuentran en proceso. Así mismo, en el municipio de Rionegro-Antioquia se construyó el
primer proyecto en Latinoamérica en recibir la certificación LEED Gold consiguiendo 77 de
los 79 puntos posibles para dicha certificación. Esta vivienda consiguió su certificación por
medio de la implementación de materiales de construcción adecuados, con la implementación
de tecnologías apropiadas como la energía solar, con el uso de cobertura vegetal nativa y el
buen aprovechamiento del recurso hídrico. (Argos, 2015)
MARCO GEOGRÁFICO
Figura 1. Departamento del Tolima en
Colombia
Figura 2. Municipio de Cajamarca en
Tolima
Figura 3.Vereda El Tostado en
Cajamarca
Figura 4. Finca el Naranjal en El
Tostado
El municipio de Cajamarca está ubicado en el departamento del Tolima, a 35 kilómetros de
Ibagué, sobre la Vía Panamericana. Geográficamente Cajamarca limita al norte con el
municipio de Ibagué, al sur con los municipios de Rovira y Roncesvalles, por el occidente
con el departamento del Quindío (Salento, Calarcá y Pijao) y al oriente nuevamente con
Ibagué; lo que la ubica en la parte alta de la cordillera central. (Alcaldía Municipal de
Cajamarca, 2011)
La finca El Naranjal se encuentra ubicada dentro de la vereda el Tostado que está ubicada al
oriente de la cabecera municipal Cajamarca y sus linderos fueron dados por los dueños de
esta, quienes han habitado allí por más de 30 años y que a través de acuerdos comunitarios y
una delimitación bajo términos naturales, entiéndase estos como quebradas, cultivos, ríos,
etc, han definido los límites de su territorio.
MARCO NORMATIVO
· Ley general del Medio Ambiente. Ley 99 de 1993
Dentro de la Política Ambiental Colombiana (art. 1) se identifican principios y conceptos
importantes a considerar en el ordenamiento del terreno, tales como el de la “Biodiversidad
como patrimonio nacional y de interés de la humanidad” y la importancia de ser protegida y
aprovechada en forma sostenible (Lit.2), el paisaje como Patrimonio común debe ser
protegido (lit.8), el principio de gradación normativa y rigor subsidiario que deben tener en
cuenta los entes territoriales (art. 63 y el concepto de Desarrollo Sostenible (art.3).
Igualmente las competencias que se le asignan a las Corporaciones en el art. 31 encaminadas
a “reservar, alinderar, administrar o sustraer, en los términos y condiciones que fije la ley y
los reglamentos, los distritos de manejo integrado, los distritos de conservación de suelos, las
reservas forestales y parques naturales de carácter regional, y reglamentar su uso y
funcionamiento” y a “ordenar y establecer las normas y directrices para el manejo de las
cuencas hidrográficas, ubicadas dentro del área de su jurisdicción, conforme a las
disposiciones superiores y a las políticas nacionales” y las atribuciones conferidas a los
Departamentos (art. 64), a los Municipios (art. 65), y a las UMATAS. Finalmente como un
Instrumento financiero de apoyo a la ejecución de políticas ambientales y de manejo de los
recursos naturales, debe tenerse en cuenta el FONAM Fondo Nacional Ambiental.
· Convenio Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático
Establecido en Nueva York el 9 de mayo de 1999. La Convención Marco sobre el Cambio
Climático establece una estructura general para los esfuerzos intergubernamentales
encaminados a resolver el desafío del cambio climático. Reconoce que el sistema climático
es un recurso compartido cuya estabilidad puede verse afectada por actividades industriales
y de otro tipo que emiten dióxido de carbono y otros gases que retienen el calor en la
atmósfera.
En virtud del Convenio, los gobiernos: Recogen y comparten la información sobre las
emisiones de gases de efecto invernadero, las políticas nacionales y las prácticas óptimas; b.
Ponen en marcha estrategias nacionales para abordar el problema de las emisiones de gases
de efecto invernadero y adaptarse a los efectos previstos, incluida la prestación de apoyo
financiero y tecnológico a los países en desarrollo; y Cooperan para prepararse y adaptarse a
los efectos del cambio climático.
· Ley 388 de 1997 de “Ordenamiento Territorial”
Impuso a los municipios y distritos la obligación de adoptar un Plan de Ordenamiento
Territorial, el cual debe contener entre otros temas: “El señalamiento de areas de reserva y
medidas para la protección del medio ambiente, conservación de los recursos naturales y la
defensa del paisaje, de conformidad con lo dispuesto en la Ley 99 de 1.993 y el Código de
Recursos Naturales Renovables, así como las áreas de conservación y protección del
patrimonio histórico, cultural y arquitectónico”.
Dentro de este ordenamiento, se resalta el carácter de norma estructural que se confiere a las
directrices, disposiciones y reglamentos expedidos en ejercicio de sus respectivas facultades
legales por las entidades del Sistema Nacional Ambiental, en los aspectos relacionados con
el ordenamiento espacial del territorio. Tales disposiciones constituyen normas de superior
jerarquía, razón por la cual “las regulaciones de los demas niveles no pueden adoptarse ni
modificarse contraviniendo lo que en ellas se establece” (Arts. 10 y 15).
· Ley 1152 de 2007 del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural
“Mediante la cual se dictó el Estatuto de Desarrollo Rural, se reformó el INCODER, y se
profirieron otras disposiciones entre ellas las contenidas en el artículo 11 que expresa: “El
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural será el encargado de liderar y coordinar la
formulación de la Política General de Desarrollo Rural, con base en criterios de ordenamiento
productivo y social que permita orientar, las áreas prioritarias de desarrollo rural. Para tal
efecto, establecerá el uso actual y potencial del suelo, ordenará las zonas geográficas de
acuerdo con sus características biofísicas, sus condiciones económicas, sociales y de
infraestructura, y definirá los lineamientos, criterios y parámetros necesarios que deben ser
considerados para la elaboración de los Planes de Ordenamiento en las zonas rurales de los
Municipios” Por lo tanto exige a las Alcaldías y Concejos Municipales, se obtenga del
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, La Certificación de Uso del Suelo, de acuerdo
a las características de las diferentes zonas geográficas previamente a introducir
modificaciones en las zonas
· Decreto 3600 de 2007 del MAVDT
"Por el cual se reglamentan las disposiciones de las Leyes 99 de 1993 y 388 de 1997 relativas
a las determinantes de ordenamiento del suelo rural y al desarrollo de actuaciones
urbanísticas de parcelación y edificación en este tipo de suelo y se adoptan otras
disposiciones", la cual establece entre otras disposiciones categorías de protección en suelo
rural, orientaciones para ordenar las zonas y corredores viales suburbanos, los centros
poblados rurales y la localización de actividades industriales en éste tipo de suelo etc. Con el
fin de garantizar el desarrollo sostenible del suelo rural, en los procesos de formulación,
revisión y/o modificación de los planes de ordenamiento territorial, los municipios y distritos
deberán dar cumplimiento a las determinantes que se desarrollan en el presente decreto, las
cuales constituyen normas de superior jerarquía en los términos del artículo 10 de la Ley 388
de 1997.
Cuando el presente decreto se refiera a planes de ordenamiento territorial se entenderá que
comprende todos los tipos de planes previstos en el artículo 9° de la Ley 388 de 1997.
Categorías del suelo rural. Para efectos de lo dispuesto en los artículos 14, 16.3 y 17 de la
Ley 388 de 1997, en el componente rural del plan de ordenamiento y en su cartografía se
deberán determinar y delimitar cada una de las categorías de protección y de desarrollo
restringido, con la definición de los lineamientos de ordenamiento y la asignación de usos
principales, compatibles, condicionados y prohibidos correspondientes. Las categorías del
suelo rural que se determinan en este artículo constituyen suelo de protección en los términos
del artículo 35 de la Ley 388 de 1997 y son normas urbanísticas de carácter estructural de
conformidad con lo establecido 15 de la misma ley.
· Ley 715 DE 2001- Art. 76
Por la cual se dictan normas orgánicas en materia de recursos y competencias de conformidad
con los artículos 151, 288, 356 y 357 (Acto Legislativo 01 de 2001) de la Constitución
Política y se dictan otras disposiciones.
En el sector agropecuario: Competencias del municipio en otros sectores. Además de las
establecidas en la Constitución y en otras disposiciones, corresponde a los Municipios,
directa o indirectamente, con recursos propios, del Sistema General de Participaciones u otros
recursos, promover, financiar o cofinanciar proyectos de interés municipal y en especial
ejercer las siguientes competencias:
Promover, participar y/o financiar proyectos de desarrollo del área rural.
Prestar, directa o indirectamente el servicio de asistencia técnica agropecuaria.
Promover mecanismos de asociación y de alianzas de pequeños y medianos
productores.
En materia ambiental: Tomar las medidas necesarias para el control, la preservación y la
defensa del medio ambiente en el municipio, en coordinación con las corporaciones
autónomas regionales. Promover, participar y ejecutar programas y políticas para mantener
el ambiente sano. Ejecutar obras o proyectos de descontaminación de corrientes o depósitos
de agua afectados por vertimientos, así como programas de disposición, eliminación y
reciclaje de residuos líquidos y sólidos y de control a las emisiones contaminantes del aire.
Promover, cofinanciar o ejecutar, en coordinación con otras entidades públicas, comunitarias
o privadas, obras y proyectos de irrigación, drenaje, recuperación de tierras, defensa contra
las inundaciones y regulación de cauces o corrientes de agua. Realizar las actividades
necesarias para el adecuado manejo y aprovechamiento de cuencas y microcuencas
hidrográficas. Prestar el servicio de asistencia técnica y realizar transferencia de tecnología
en lo relacionado con la defensa del medio ambiente y la protección de los recursos naturales.
· Resolución 330 del 2017
Por la cual se adopta el Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento
Básico (RAS) y se derogan las resoluciones 1096 de 2000, 0424 de 2001, 0668 de 2003, 1459
de 2005, 1447 de 2005 y 2320 de 2009
Así mismo se reglamenta los requisitos técnicos que se deben cumplir en las etapas de
planeación, diseño, construcción, puesta en marcha, operación, mantenimiento y
rehabilitación de la infraestructura relacionada con los servicios públicos domiciliarios de
acueducto, alcantarillado y aseo, así mismo se establecen los parámetros mínimos para llevar
a cabo un tratamiento de aguas residuales descentralizado.
· Resolución 180540 del 2010
Por el cual se modifica el Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público –
RETILAP. En el cual se establecen las reglas generales que se deben tener en cuenta en los
sistemas de iluminación interior y exterior. En tal sentido señala las exigencias y
especificaciones mínimas para que las instalaciones de iluminación garanticen la seguridad
y confort con base en su buen diseño y desempeño operativo.
A NIVEL DEPARTAMENTAL
· La Corporación Autónoma y Regional del Tolima – Cortolima, mediante
resolución adoptó el Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Mayor del río
Coello - POMCA, instrumento que se ha constituido en un determinante ambiental
para los siete (7) municipios que tienen su jurisdicción en la cuenca, entre ellos
Cajamarca, municipio el cual tiene el 100% de su territorio sobre la cuenca del río
Coello.
· Política Pública de Educación Ambiental 2013-2025 para el departamento del
Tolima: está orientada hacia la gestión real y efectiva de la educación ambiental para
contribuir a la formación de una conciencia ambiental, individual y colectiva,
manifestada en el aprovechamiento sostenible del gran potencial ecosistémico y
socio-cultural del departamento, reflejado en su potencial hídrico, topográfico,
variedad de pisos climáticos que van desde valles a páramos, su gran riqueza de fauna
y flora y los múltiples programas y organizaciones que trabajan en los procesos de
apropiación de una cultura ambiental
A NIVEL MUNICIPAL
· Plan de Gestión Ambiental Municipal Cajamarca, Tolima 2016-2020: La
alcaldía municipal de Cajamarca en el marco del cumplimiento de la ley 99 del 93 y
consciente de su papel fundamental en la conservación del “Ambiente”, desde el analisis
municipal de todas las áreas participantes, ha formulado el Plan de Gestión Ambiental
Municipal “PGAM” con el objetivo de incitar la gestión ambiental del mismo, procurando
generar un desarrollo sostenible que favorezca el bienestar municipal.
· Acuerdo No.006 DE 2017
Por medio del cual se adopta el plan de desarrollo municipal “Agro y prosperidad, por la
continuidad 2017 – 2019” del municipio de Cajamarca Tolima, y se dictan otras
disposiciones. Donde se resaltan para este caso los programas de Adaptación Al Cambio
Climático, Educación Ambiental, Producción Limpia, Gestión del recurso hídrico y Vivienda
digna por la continuidad
CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
MEDIO ABIÓTICO
GEOLOGÍA
Geología estratigráfica
El municipio de Cajamarca está ubicado en el flanco oriental de la Cordillera Central que se
encuentra formada por neises y anfibolitas precámbricas y metasedimentos posiblemente del
paleozoico temprano. Estas rocas han sido fuertemente deformadas, comprimidas en varios
periodos orogénicos y acrecionadas al escudo Guyanés. Además, la conforman remanentes
de formaciones marinas jurásicas y cretáceas que se encuentran esparcidas en la zona
cordillerana septentrional. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
En los valles de los ríos Coello, Bermellón y Anaime y otras corrientes menores se
encuentran depósitos no consolidados y heterogéneos de material aluvial y fluviovolcánicos
compactos. (ibíd.)
La formación presente en el área de estudio es el Grupo Cajamarca, este grupo fue definido
como una secuencia metamórfica pelítica - psamítica (Alumínica) de origen continental. Las
rocas predominantes son esquistos cuarzosericíticos y cloríticos, en menor proporción se
presentan cuarcitas. Está intruida en algunos sectores por cuerpos de poca extensión y
composición andesítica - dacítica. Igualmente presenta pequeños diques y venillas de cuarzo
lechoso y ahumado que en la mayoría de los casos no superan un metro de espesor. (Nelson,
1952), citado en (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
Esta formación presenta diferentes grados de meteorización, situación debida a la orientación
de la esquistocidad, diaclasamiento y condiciones climáticas. Los suelos residuales que
produce son de pocos metros de espesor compuestos por gravas limosas - arcillosas de cantos
angulares y colores amarillo, gris y negro dependiendo del tipo de esquisto del que se deriven.
(ibíd.).
Según la plancha 244 – Ibagué (INGEOMINAS, 1982), compilada en la plancha 5-09 del
Atlas geológico de Colombia (Servicio Geológico Colombiano, 2015), la unidad
cronoestratigráfica presente en la finca El Naranjal ubicada en la vereda el Tostado, es la T-
Mbg3, la cual se describe a continuación:
Unidad cronoestratigráfica: T-Mbg3
Litología: Rocas metamórficas de bajo grado de metamorfismo.
Eón: Fanerozoico.
Era: Mesozoico.
Periodo: Triásico.
Época: Superior/Tardío.
Esta unidad cronoestratigráfica se caracteriza por la presencia de esquistos grafíticos,
cuarzomoscovíticos, cloríticos y anfibólicos; filitas; cuarcitas; mármoles, y serpentinitas.
(Servicio Geológico Colombiano, 2015)
Fotografía 1 Roca metamórfica en la finca El Naranjal
Fuente: (Autores, 2016)
Geología estructural
En el municipio de Cajamarca se presentan principalmente estructuras asociadas a un patrón
tectónico de tipo compresivo, con el desarrollo de grandes fallas inversas y de tipo
transformacional, la cual ha tenido su desarrollo desde el cretáceo hasta el cuaternario,
íntimamente ligadas a los procesos orogénicos de levantamiento de las actuales cordilleras
que ha dado como resultado una tectónica compleja. (Alcaldía Municipal de Cajamarca,
2011)
Tal situación determina el desarrollo de numerosos planos de fracturamiento y
diaclasamiento, lo cual favorece, dependiendo de las condiciones hidrometeorológicas, la
descomposición acelerada de la roca y desarrollo de movimientos masales de diferente
magnitud. (ibíd.)
Dentro de las principales fallas observadas se destaca:
Falla Palestina
Esta falla recorre el costado oriental de la cordillera central con una longitud aproximada de
300 kilómetros, al parecer dando origen a los focos volcánicos del complejo Ruiz - Tolima,
y afectando en la zona estudiada rocas poli metamórficas del grupo Cajamarca. (ibíd.)
Falla de Orisol
Esta falla viene desde el suroeste del municipio de Roncesvalles, con una longitud mayor de
60 kilómetros y rumbo N20-30°E, la cual cruza el corregimiento de Cajamarca y el casco
urbano del municipio de Cajamarca. Es una falla de rumbo, con componente vertical que
afecta en la zona de estudio rocas del complejo Cajamarca. (ibíd.)
Esta falla conecta los centros volcánicos de los Gómez y del Machín, y a su vez es desplazada
en su extremo sur, fuera de la zona de estudio, por la actividad cuaternaria de la falla de
Ibagué. (ibíd.)
Dentro del área delimitada para la finca El Naranjal, no se encuentra ninguna falla o
plegamiento, sin embargo la falla Palestina se encuentra ubicada aproximadamente a 14
kilómetros del límite noroccidental del predio.
Geología económica
Dentro del municipio de Cajamarca y en zonas aledañas a la zona de estudio se realizan
procesos de extracción minera principalmente para la obtención de mineral de cobre, mineral
de plata, mineral de zinc, oro, platino y mineral de molibdeno. (Ministerio de Minas y
Energía, 2017) El título minero más cercano se encuentra aproximadamente a 2 kilómetros
del límite norte del predio y se realiza extracción de oro, cobre, plata, zinc, platino y
molibdeno.
Así mismo, dentro del municipio se encuentra una zona de minería especial cobijado bajo la
resolución 18-0241 del 2012 por el cual se declaran y delimitan unas Áreas Estratégicas
Mineras y se adoptan otras determinaciones y que se encuentra aproximadamente a 2
kilómetros y medio del límite noroccidental del predio (Ministerio de Minas y Energía, 2017)
GEOMORFOLOGÍA
El municipio de Cajamarca se caracteriza por presentar altas pendientes en su territorio, es
por esto que el tipo de relieve en su mayoría son Filas y Vigas, sin embargo también se
encuentran terrenos más escarpados en los que se pueden apreciar lomas de poca altura
(Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
Para el caso puntual de la finca El Naranjal, el tipo de relieve que se encuentra es el de filas
y vigas, que se encuentran dentro del tipo de paisaje montañoso, con un material parental de
piroclastos sobre andesitas o esquistos, este relieve (Filas-vigas) se caracteriza por ser
fuertemente quebrado y moderadamente escarpado, con pendientes variables y frecuentes
depresiones (lagunas). (CORTOLIMA, s.f.)
En cuanto a las pendientes del municipio de Cajamarca, estas se clasifican en 5 grados según
el grado de inclinación y se expresan en la siguiente tabla
Tabla 1 Distribución de las pendientes según el grado de inclinación. Municipio de
Cajamarca. Departamento del Tolima
Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptado por autores
La mayor área está representada por pendientes de grado 4, entre 30.1 y 70 %, con una
extensión de 28.034. 35 Has, equivalentes al 54.30 % del área municipal, clasificadas como
muy pronunciadas. En segundo lugar el rango 12.1 a 30 % pronunciada con el 25.15%. En
términos generales el 93.33% del territorio, se encuentra por encima del 12.1% de pendiente
y con mayor detalle el 68.1 % del área posee pendientes muy pronunciadas y escarpadas; el
promedio general de pendientes es del 61%. (ibíd.)
La cuenca del río Coello fue distribuida por sus pendientes de acuerdo a los grados de
inclinación planteados en la Tabla 2. La mayoría de la superficie de la cuenca es muy
pronunciada, con un 50% del área y no se encuentran áreas representativas de topografía
plana. (ibíd.). Los datos de distribución de pendientes para la cuenca del río Coello se
encuentran consignados en la siguiente tabla.
Tabla 2 Distribución de la pendiente del terreno por grado y porcentaje, para la Cuenca del
Río Coello (Cajamarca)
Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptado por autores
La finca El Naranjal tiene un a pendiente media de 31% lo que la ubica dentro del grupo de
pendientes de grado 4, la más representativa del municipio con un relieve fuertemente
ondulado.
SUELOS
Los suelos del municipio presentan en general, en mayor o menor grado y dependiendo
principalmente de su posición, materiales derivados de cenizas volcánicas que fueron
depositadas durante la época de volcanismo, en la mayor parte del área sobre rocas
metamórficas, principalmente esquistos y en menor extensión, sobre depósitos
fluvioglaciales o lavas y rocas hipoabisales tipo andesíticos (Alcaldía Municipal de
Cajamarca, 2011).
En las partes altas, zonas de clima muy frío y paramuno, las bajas temperaturas han
favorecido la acumulación de grandes cantidades de materia orgánica producto de la
descomposición de especies nativas (musgos, gramíneas, frailejones) que en buena parte se
han mezclado con la ceniza volcánica. La poca evapotranspiración por las bajas temperaturas
y la alta precipitación permiten que el suelo conserve unos niveles de humedad altos y la
formación de suelos orgánicos (Histosoles) en las zonas de menor pendiente (ibíd.).
Según el estudio general de suelos y zonificación de tierras de Tolima, realizado por el
Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) en el 2004, la finca El Naranjal se encuentra
ubicada dentro de la Unidad MQC, que es una asociación integrada por los suelos Typic
Humitropepts en un40%, Typic Troporthents en un 40% e inclusiones de Typic Eutropepts
en un 20%; estos últimos localizados hacia el límite con el clima cálido. (CORTOLIMA,
2006)
Asociación Typic Humitropepts - Typic Troporthents
Localizada en el tipo de relieve de filas y vigas, en los municipios de Ibagué y Cajamarca.
Ocupa áreas de relieve fuertemente quebrado y escarpado con pendientes 50-75%. Los suelos
están afectados de erosión ligera. El material parental está constituido por rocas metamórficas
frecuentemente mezcladas con cenizas volcánicas. No obstante, las fuertes pendientes y la
alta susceptibilidad a la erosión, se realizan actividades agrícolas especialmente cultivos de
café, plátano, caña de azúcar, arracacha, tomate de árbol, fríjol y arveja, en explotaciones
familiares de pancoger (CORTOLIMA, 2006)
Suelos Typic Humitropepts (Perfil PTC-2)
Ocupan las áreas de poca pendiente (resaltos de ladera y faldas) dentro de la unidad. Estos
suelos han evolucionado a partir de esquistos, con influencia localizada de cenizas
volcánicas. Se caracterizan por ser profundos, bien drenados, ricos en materia orgánica, de
texturas medias a moderadamente finas, estructura blocosa moderadamente desarrollada y de
colores pardo oscuros sobre pardo amarillentos en los horizontes inferiores. Los análisis
químicos indican que son suelos ácidos a ligeramente ácidos, de capacidad catiónica media
a baja, de saturación total a media y disponibilidad de fósforo para las plantas muy baja. Su
fertilidad es moderada (ibíd.)
Suelos Typic Troporthents (Perfil PTC-3)
Estos suelos se encuentran en los sectores más escarpados de la unidad, se han derivado de
esquistos y presentan un horizonte A poco profundo de color oscuro que descansa sobre un
C espeso y de color amarillento. En general son suelos superficiales, bien drenados, de
texturas franca y franco arenosa con importantes contenidos de gravilla, cascajo y piedra en
todo el perfil. Químicamente son suelos ácidos a ligeramente ácidos, con capacidad catiónica
de cambio mediana, saturación total de bases muy alta y disponibilidad de fósforo para las
plantas muy baja. Su fertilidad es moderada (ibíd.)
PAISAJE
A continuación, se presenta una tabla con los paisajes, material litológico y subpaisaje
presentes en el municipio de Cajamarca:
Tabla 3 Unidades de paisaje municipio de Cajamarca
Gran Paisaje Paisaje y material
Litológico
Subpaisaje
Relieve montañoso
glacifluvial
PhA
Depósitos Glaciáricos
sobre esquistos
Depósitos fluvioglaciales fuerte a
ligeramente inclinados Depósitos fluvioglaciales fuerte moderado
a fuertemente ondulado Artesas glaciares planas ligeramente
planas
cubiertos por ceniza
volcánica PhA1
Morrenas ligeramente escarpadas
Relieve montañoso
fluvioerosional
PhB
Montañas ramificadas
en ceniza volcánica
sobre esquistos
PhB2
Cimas irregulares
Moderada a fuertemente quebradas Laderas irregulares
Moderadamente escarpadas Laderas medias fuertemente inclinadas a
ligeramente escarpadas Relieve montañoso
fluvioerosional
FhC
Montañas ramificadas
en esquistos con
cubrimiento parcial de
ceniza volcánica
FhC1
Cimas irregulares moderadamente a
fuertemente ondulada Laderas medias ligera a moderadamente
escarpadas Laderas inferiores ligera a moderadamente
escarpadas Laderas irregulares fuertemente
escarpadas Cimas y laderas superiores fuertemente
escarpadas Laderas inferiores fuertemente escarpadas
Glacis aluvio coluvial moderadamente
inclinado Valle aluvial FhC2
Relieve montañoso
fluvioerosional
M
Laderas medias e
inferiores en
esquistos con
cubrimiento parcial de
piroclastos o cenizas
M1
Laderas inferiores y medias ligera a
moderadamente escarpadas Laderas ligeras a moderadamente
quebrada
Laderas inferiores fuertemente escarpada
Cimas y laderas superiores fuertemente
inclinadas a ligeramente escarpadas Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores
Las fases por pendientes se designan con una letra minúscula o código de acuerdo a las
siguientes convenciones:
Tabla 4 Clasificación de la pendiente del terreno por porcentaje
Código Porcentaje Denominaciones (pendientes simples o complejas)
g > 75% Fuertemente escarpada = fuertemente empinada
f 50 – 75 % Moderadamente escarpada
e 25 – 50 % Ligeramente escarpada – fuertemente quebrada
d 12 – 25 % Fuertemente inclinada; fuertemente ondulada;
moderadamente quebrada c 7 – 12 % Moderadamente inclinada; moderadamente ondulada;
ligeramente quebrada
b 3 – 7 % Ligeramente inclinada; ligeramente ondulada
a 0 – 1 – 3 % A nivel, casi a nivel
Fuente: (Villota, 1997) citado en (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por
autores
Los grados de erosión se designan por un número que va del 1 al 3 y se describen en la
siguiente tabla:
Tabla 5 Grado de erosión de suelos
Símbolo Descripción
1 Erosión ligera
2 Erosión moderada
3 Erosión severa
Fuente: (CORTOLIMA, 2006) Adaptada por autores
De acuerdo con el tipo de suelo presente en el área de estudio (MQCf1), se entiende que la
finca El Naranjal presenta un relieve montañoso fluvioerosional, el paisaje es de laderas
medias e inferiores en esquistos con cubrimiento parcial de piroclastos o cenizas (Tabla 3),
el tipo de pendiente es moderadamente escarpada (Tabla 4) y presenta una erosión ligera
(Tabla 5).
HIDROLOGÍA
La red hidrográfica del municipio forma parte de la cuenca del río Magdalena que es donde
fluyen finalmente las aguas de los ríos Bermellón, Coello, Anaime, Toche, Tochecito, y las
Quebradas Chorros Blancos, La Plata, La Cerrajosa, La María, Maravelez, Carrizales, Potosí,
Cucuana, la Unión, San Rafael, Pajarito, Dantas y San Antonio, entre otras. (Alcaldía
Municipal de Cajamarca, 2011)
El agua superficial es utilizada para consumo humano, servicio doméstico y riego de cultivos
transitorios. Dentro del municipio se encuentren los minidistritos de riego de Potosí, La
Leona y en proyecto Asomarinilla. (ibíd.)
La finca El Naranjal se encuentra dentro de la cuenca del río Bermellón, el cual nace al
Occidente de Cajamarca en la Cordillera Central, a los 3200 m.s.n.m. hace su recorrido de
occidente a oriente, pasando cerca de la cabecera municipal. Recibe el tributo por la margen
derecha de las Quebradas Cristales, La Julia, el Violín, Perales y La Estrella y por la margen
izquierda el de las Quebradas La Guala, Chorros Blancos y El Espejo. Cuando ya se ha unido
con el Anaime recibe las de San Antonio, San Rafael, El Tigre y La Cerrajosa y continúa
conservando su nombre. Una vez recogido en su caudal todo el volumen de aguas que riegan
el municipio de Cajamarca, cambia de nombre y se le conoce entonces como el río Coello a
los 1700 m.s.n.m. (ibíd.)
El abastecimiento de agua en el predio se da gracias al acueducto veredal del Tostado, el cual
capta por gravedad de la Quebrada el Espartillal con un caudal de 3.3L/seg. (ibíd.). La finca
el Naranjal se encuentra limitada por las quebradas El Túnel y la Unión, esta última es
intermitente.
Río Bermellón
El Río Bermellón nace en las estribaciones de la Cordillera Central, en el área denominada
La Línea, Páramo Alto del Campanario y se une al Río Anaime para formar juntos el Río
Coello. Por ser afluente del Río Coello, su potencial es el uso agrícola en la zona plana,
principalmente en los cultivos de arroz, sorgo y algodón. (ibíd.).
Se observa que las aguas del Río Bermellón, a la altura de la Vereda Cristales, son de
mineralización baja, pH neutros, con contenido bajo de sales inorgánicas, de alcalinidad y
dureza bajas, con buen nivel de oxígeno disuelto ( % de saturación de O.D por encima del
70%), con presencia de grasas y aceites a la altura de los lavaderos de carros, pero con bajos
contenido de materia orgánica e inorgánica, sin presencia de elementos tóxicos, con valores
bajos de Sólidos en Suspensión y Turbiedad. Pero se observa un aumento significativo en su
recorrido hasta la Vereda Cajamarquita, a la altura de la Escuela La Colonia, principalmente
de los parámetros de Turbiedad, Sólidos en Suspensión, Conductividad Eléctrica, Dureza
Total y Alcalinidad Total; No se detectan de grasas y aceites, posiblemente al efecto de
dilución; El OD disminuye pero no es significativo. Más, sin embargo, estos cambios, no
provocan concentraciones de los parámetros analizados, por encima de los niveles
permisibles por las Normas Colombianas. Al observar los valores en la Estación Tunjos
Bajos, se observa que la Turbiedad, al igual que el DBO5 y DQO, notándose disminución
del OD, por debajo del nivel ideal. Lo anterior, se debe posiblemente a las descargas de aguas
residuales del municipio de Cajamarca y la influencia del Río Anaime, especialmente en la
Sólidos. (ibíd.).
Los promedios de las tres estaciones monitoreadas determinaron que las aguas del Río
Bermellón, son de mineralización baja, dureza blanda y alcalinidad baja, pH neutros, agua
tipo C1-S1 (Sodización y salinidad baja), bajo contenido de materia orgánica e inorgánica,
buena saturación de oxígeno disuelto y con alta turbiedad. (ibíd.)
HIDROGEOLOGÍA
En la caracterización estratigráfica del municipio se han dado las características litológicas
principales de las diferentes unidades estratigráficas, lo que permite agruparlas en unidades
hidrogeológicas. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
Formaciones impermeables sin interés hidrogeológico.
Formaciones ígneas y metamórficas: El grupo Cajamarca constituye el núcleo de la
cordillera Central, intruida por cuerpos de composición andesítica y dacítica y se considera
una unidad impermeable, sin interés hidrogeológico (ibíd.)
Formaciones permeables.
Sedimentos no consolidados: Hay aluviones cuaternarios con alta permeabilidad en el valle
del río Anaime, los cuales poseen poco espesor y permeabilidades altas.
Depósitos fluviovolcánicos: La terraza de Cajamarca es un depósito de rocas sedimentarias
y volcánicas del cuaternario, compuestos por flujos de lodo, aglomerados, tobas volcánicas,
arenas, gravas y arcillas. Sobre estos materiales descansa la zona urbana del municipio. La
terraza no abarca los 50 metros de espesor y un área de 1,5 kilómetros cuadrados. Los
materiales presentan alta permeabilidad y porosidad, pero no se observan manantiales ni
afloramientos importantes de agua. (ibíd.)
Los depósitos piroclásticos cubren la mayor parte de las cimas de los sistemas montañosos.
Presentan porosidad y permeabilidad moderadas, debido a su posición estratigráfica, espesor
y extensión, no se consideran acuíferos importantes por lo cual carecen de interés
hidrogeológico. (ibíd.)
Al encontrarse la finca El Naranjal dentro del grupo Cajamarca, se considera que el predio
tiene formaciones impermeables con bajo interés hidrogeológico.
CLIMA
Temperatura
La temperatura para el municipio de Cajamarca, es variable. En los sitios de menor altura,
alrededor de los 1500 m.s.n.m, con valores aproximados a 21°C; en los sitios de altura media,
los 3600 m.s.n.m, hasta los 6°C y en los picos más altos de la topografía municipal, que
alcanzan los 3800 m.s.n.m, con valores menores a los 6°C. La temperatura promedio para el
municipio es de 13.2 grados centígrados. (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
En la siguiente tabla se muestran los valores totales de temperatura media mensual por pisos
altitudinales con valores en °C:
Tabla 6 Valores totales de temperatura media mensual por pisos altitudinales con valores
en °C
m.s.n.m. 1500 1800 1920 2100 2400 2700 3000 3300 3600
Enero. 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.8
Febrero. 21.6 19.4 18.5 17.1 14.9 12.7 10.4 8.2 6.0
Marzo. 21.8 19.5 18.6 17.3 15.1 12.8 10.6 8.4 6.1
Abril 21.6 19.4 18.5 17.2 14.9 12.7 10.5 8.2 6.0
Mayo. 21.6 19.3 18.4 17.1 14.9 12.6 10.4 8.2 5.9
Junio 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.8
Julio 21.4 19.2 18.3 16.9 14.7 12.5 10.2 8.0 5.8
Agosto 21.6 19.3 18.5 17.1 14.9 12.7 10.4 8.2 6.0
Septiembre 21.6 19.4 18.5 17.2 14.9 12.7 10.5 8.2 6.0
Octubre 21.2 18.9 18.0 16.7 14.5 12.2 10.0 7.8 5.5
Noviembre 21.2 19.0 18.1 16.8 14.5 12.3 10.1 7.8 5.6
Diciembre 21.2 19.0 18.1 16.8 14.5 12.3 10.1 7.8 5.6
Anual 21.5 19.2 18.3 17.0 14.8 12.5 10.3 8.1 5.9
Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores
La finca El Naranjal, se encuentra ubicada entre la cota de 1970 m.s.n.m y la de 2150 m.s.n.m,
por lo que la temperatura media anual del predio es de 17°C.
Precipitación
La precipitación en el municipio de Cajamarca puede variar desde los 1100mm hasta los
1700mm de precipitación anual. Durante los meses de diciembre a marzo, la precipitación
varía entre 50 y 98 mm, siendo el periodo más prolongado de verano y enero el mes más
crítico con 50 mm. En el período comprendido entre los meses de Abril a Julio, las lluvias
muestran un incremento, con variaciones de 102 a 179 mm, siendo Mayo el mes más
lluvioso para el municipio con un promedio de 179 mm, en el mes de Agosto se presenta un
descenso de la precipitación hasta 97 mm, por lo que se considera un corte de la época
invernal, con un mes seco, la época de invierno se restablece durante los meses de
Septiembre, Octubre y Noviembre, con variaciones desde los 102 hasta los 137 mm.
(Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011)
Existen dos épocas de estiaje y dos de invierno bien marcadas. Las primeras ocurren en los
meses de diciembre a marzo y agosto, con el 28% de las precipitaciones totales; mientras que
las segundas suceden en los periodos de abril a julio y septiembre a noviembre, con el 44 %
y 28% respectivamente, para un total del 72% de lluvias en la época invernal. Es de anotar
que los meses de verano no son secos pues para Cajamarca la época de estiaje está
representada solo por una disminución de las lluvias mensuales cuyo valor medio mínimo
registrado es 50 mm. En general, el comportamiento de las lluvias a través del año, es
heterogéneo, siendo de menor intensidad hacia el sector sur-oriental con 1100 mm y
ascendiendo hasta los 1600 y 1700 mm en el sector nor-occidental. (ibíd.)
La finca El Naranjal está atravesada por la isoyeta de 1400mm, lo que supone que la
precipitación media anual en el predio se encuentra entre el rango de 1300 – 1500 mm.
Evapotranspiración potencial
En el municipio de Cajamarca, el promedio de la cantidad de agua que se evapotranspira es
de 752 mm, oscilando entre 525 mm para las zonas más altas hasta 979 mm para los sitios
cercanos a los 1500 m.s.n.m. Estos datos son de importancia para el cálculo de los balances
hídricos. (ibíd.)
En la siguiente tabla se muestran los valores de evapotranspiración potencial media mensual
y anual por pisos altitudinales con valores en mm:
Tabla 7 Valores de evapotranspiración potencial media mensual y anual por pisos
altitudinales con valores en mm
m.s.n.m. 1500 1800 1920 2100 2400 2700 3000 3300 3600
Enero 81.5 70.4 67.0 62.7 57.1 52.8 49.2 46.1 43.7
Febrero 82.7 71.4 67.9 63.6 57.9 53.5 49.8 46.8 44.4
Marzo 84.2 72.6 69.1 64.6 58.8 54.4 50.7 47.6 45.3
Abril 83.1 71.7 68.3 63.9 58.2 53.7 50.1 47.0 44.7
Mayo 82.4 71.1 67.7 63.4 57.7 53.3 49.7 46.6 44.2
Junio 81.4 70.3 67.0 62.7 57.1 52.7 49.1 46.1 43.6
Julio 80.9 70.0 66.6 62.4 56.8 52.5 48.9 45.8 43.4
Agosto 82.5 71.3 67.8 63.5 57.8 53.4 49.8 46.7 44.3
Septiembre 82.9 71.6 68.1 63.7 58.0 53.6 50.0 46.9 44.6
Octubre 78.8 68.2 65.0 60.9 55.5 51.2 47.7 44.6 42.0
Noviembre 79.4 68.8 65.5 61.3 55.9 51.6 48.0 44.9 42.4
Diciembre 79.3 68.6 65.3 61.2 55.8 51.5 47.9 44.8 42.3
Anual 979.2 846 805.3 753.8 686.6 634.2 590.8 553.9 525
Fuente: (Alcaldía Municipal de Cajamarca, 2011) Adaptada por autores
MEDIO BIÓTICO
Ecosistemas
De acuerdo con el mapa de ecosistemas continentales, costeros y marinos de Colombia,
escala 1:100.000 (IDEAM, 2015) la finca El Naranjal pertenece al gran bioma de Bosque
Húmedo Tropical, sin embargo, siguiendo la clasificación del Instituto de Investigación en
Recursos Biológicos Alexander von Humboldt–IAvH se identifica el bioma de Orobioma del
Zonobioma Húmedo Tropical para el predio, así mismo se identificaron dos tipos de
ecosistemas:
● Bosque subandino húmedo de galería y ripario en Filas y vigas con suelo de
Condiciones de oxidación, rico en bases y Condiciones oxidantes y evolución
moderada o incipiente
● Agroecosistema de mosaico de cultivos y pastos de clima Frío Semihúmedo en Filas
y vigas con suelo de Condiciones de oxidación, rico en bases y Condiciones oxidantes
y evolución moderada o incipiente
Flora
La vegetación presente en el terreno es indispensable para el adecuado funcionamiento de
los ecosistemas y por lo tanto de la subsistencia de las demás especies. Para la finca El
Naranjal es posible encontrar diversas especies de flora Tabla 8.
Tabla 8 Posibles especies de flora presentes en la finca El Naranjal
Nombre Común Nombre Científico Familia
Encenillo Eeinmanniapubescens CUNNONIACEAE
Zurrumbo Trema micrantha ULMEACEAE
Siete Cueros Tibouchinapalacea MELASTOMATACEAE
Espadero Rapaneasp. MYRCINACEAE
Niguito Miconiasp. MELASTOMATACEAE
Flautón Oreopanaxsp. ARALIACEAE
Cariseco Billiacolumbiana HYPOCASTANACEAE
Niguito Blanco Miconiateazans MELASTOMATACEAE
Acebo Illexsp. AQUIFOLIACEAE
Sauco de monte, Pitá Viburnum anabaptista CAPRIFOLIACEAE
Aguacate Perseasp. LAURACEAE
Niguito Miconiasp. MELASTOMATACEAE
Niguito Miconialignustrina MELASTOMATACEAE
Espadero Myrsinecoriacea MYRSINACEAE
Fruta de pava Symplocossp. SYMPLOCACEAE
Chilco Baccharissp. ASTERACEAE
Guasimo Cordiasp. BORAGINACEAE
Chagualo Clusia sp. CLUSIACEAE
Sauco de monte, Pitá Viburnum anabaptista ERICACEAE
Mano de Oso Oreopanax floribundum ARALIACEAE
Cedrillo, crespilla Brunellia sp. BRUNELLIACEAE
Granizo Hedyosmunglabratum CHLORANTACEAE
Chiriguaco Clethrasp CLETHRACEAE
Encenillo Weimannia auriculata CUNONIACEAE
roble común Quercus sp FAGACEAE
Huacalillo Ocotea sp LAURACEAE
Niguito Axinaea sp MELASTOMATACEAE
Espadero Myrsine coriacea MYRSINACEAE
Aguadulce Palicourea sp RUBIACEAE
Fruta de pava symplocos sp SYMPLOCACEAE
Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2015)
Fauna
En cuanto a la fauna, es significativo recalcar la importancia de la fauna al tener una amplia
interacción con otras especies, especialmente con las plantas y la distribución de sus semillas
aumentando la cobertura vegetal de la zona.
Dentro de la finca El Naranjal es posible hallar las siguientes especies de mamíferos.
Tabla 9 Posibles especies de mamíferos presentes en la finca El Naranjal
Orden Familia Especies Nombre
Común
Grupo
Trófico
Categoría
Amenaza
DIDELPHIMORPHIA Didelphidae Didelphis albiventris
Chucha, fara, zarigüeya
OM
PAUCITUBERCULATA
Caenolestidae Caenolestes fuliginosus
Musaraña, runcho OM
PHYLLOPHAGA
Megalonychidae Choloepus
hoffmannii
Perezoso de dos
dedos, perico Ligero
FH
CINGULATA Dasypodidae Dasypus novemcinctus
Armadillo común OM
CHIROPTERA
Glossophaginae Anoura cultrata
Murcielago trompudo del Tacarcuna
NI
Anoura geoffroyi
Murcielago trompudo de Grey
NI
Vespertilionidae Eptesicus brasiliensis
Murcielago perro brasileño
I
Histiotus montanus
Murciélago orejón andino
I
CARNIVORA
Canidae Cerdocyon thous
Zorro común CA
Procyonidae Nasua nasua Cusumbo solino OM
Nasuella olivacea
Cusumbo mocoso, coati
OM
Mustelidae Eira barbara Ulama, Tayra OM
Mustela frenata
Comadreja CA
Felidae Leopardus pardalis
Tigrillo, ocelote CA
Leopardus tigrinus
Tigrillo gallinero CA VU
ARTIODACTYLA Cervidae Mazama rufina
Venado soche FH
RODENTIA
Sciuridae Sciurus granatensis
Ardilla colorada común
OM
Muridae Mus musculus
Ratón común OM
Erethizontidae Coendou rufescens
Erizo FH
Dinomyidae Dinomys branickii
Guagua loba, guagua de cola, lapa
FH VU
Agoutidae Agouti taczanowskii
Boruga, guagua FH
LAGOMORPHA Leporidae Sylvilagus brasiliensis
Conejo HE
Nota: Grupo Trófico: Omnívoro (OM), Insectívoro (I), Nectarívoro Insectívoro (NI), Carnívoro (CA), Frugívoro Herbívoro (FH) y
Herbívoro (HE); Amenaza: En Peligro Crítico (CR), En Peligro (EN), Vulnerable (VU) y Casi Amenazado (NT).
Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2015)
Teniendo en cuenta la caracterización presentada en la formulación del plan de manejo del
predio La Bolívar ubicado también en Cajamarca, se puede tener el siguiente listado de la
avifauna que es posible encontrar en la finca El Naranjal, sin embargo, el predio en el que se
realizó dicho estudio es un área protegida municipal, por lo que es probable que algunas
especies presentadas no se hallen en la finca El Naranjal.
Tabla 10 Posibles especies de avifauna presentes en la finca El Naranjal
Familia Especies Nombre
Común Grupos
Tróficos
Endémic
a Categorí
a
Amenaza
Ardeidae Bubulcus ibis Garza del
ganado
OM
Tinamidae Nothocercus
julius
Coconas,
Tinamu
OM
Cathartidae
Cathartes aura Guala CA
Coragyps atratus Gallinazo CA
Accipitridae
Buteo
magnirostris
Gavilan PR
Elanus leucurus Gavilán
maronero
PR
Falconidae
Polyborus
plancus
Guaraguao PR
Falco sparverius Cernicalo PR
Cracidae
Penélope
montagnii
Pava andina FA
Chamaepetes
goudotii
Pava
Cariazul
FA
Columbidae Patagioenas
fasciata
Paloma
olivera
FA
Psittacidae
Leptosittaca
branickii
Loro
cejidorado
FA VU
Amazona
mercenaria
Lora andina FA
Pionus
chalcopterus
Lora negra FA
Tytonidae Tyto alba Lechuza PR
Caprimulgidae Caprimulgus
longirostris
Gallinaciega IA
Apodidae Streptoprocne
zonaris
Vencejo IA
Acestrura
mulsant
Colibri NI
Aglaiocercus
kingi
Colibri
coliverde
NI
Trochilidae
Colibri coruscans Colibri
chillón
NI
Coeligena
torquata
Inca
collarejo
NI
Heliangelus
exortis
Heiangelus
belicoso
NI
Eriocnemis
mosquera
Paramero
áureo
NI CE
Ramphomicron microrhynchum Pico de tuna
morado
NI
Metallura
tyrianthina
Metalura
colirrojo
NI
Ensifera ensifera Pico de
sable
NI
Momotidae Momotus momota Barranquero
o
Barranquillo
IA
Emberizidae Atlapetes
flaviceps
Gorrión
montés de
Anteojos
FIA
E EN
Trogonidae Trogon
personatus
Trogon
enmascarad
o
FIA
Ramphastidae Andigena
hypoglauca
Tucan
andino
FDD VU
Picidae
Colaptes rivolii Carpintero
carmesi
IC
Campephilus
pollens
IC
Furnariidae
Synallaxis azarae IS
Synallaxis
unirufa
IS
Margarornis
squamiger
IC
Pseudocolaptes
boissonneautii
IC
Formicariidae
Grallaria
nuchalis
IT
Grallaricula
nana
IT
Rhinocryptida
e
Scytalopus
latrans
IS
Acropternis
orthonyx
IS
Cotingidae Ampelion
rubrocristatus
FIA
Pseudotriccus
ruficeps
IF
Mecocerculus
leucophrys
IF
Mecocerculus
stictopterus
IF
Tyrannidae
Mionectes
striaticollis
IF
Pyrrhomyias
cinnamomea
AT
Ochthoeca
diadema
AT
Ochthoeca
fumicolor
AT
Ochthoeca
frontalis
AT
Ochthoeca
rufipectoralis
AT
Myiotheretes
striaticollis
AT
Hirundinidae
Notiochelidon
cyanoleuca
IA
Notiochelidon
murina
IA
Corvidae
Cyanolyca
armillata
FDD
Cyanocorax
yncas
FDD
Cinclidae Cinclus
leucocephala
IAc
Troglodytidae Troglodytes
solstitialis
IS
Turdidae Turdus fuscater OM
Icteridae Cacicus
leucoramphus
FIA
Icterus chrysater FIA
Parulidae
Myioborus
ornatus
IF CE
Basileuterus
coronatus
IF
Basileuterus
nigrocristatus
IF
Coerebidae
Conirostrum
albifrons
IF
Conirostrum
sitticolor
IF
Diglossa cyanea FIN
Diglossa
albilatera
FIN
Diglossa sittoides FIN
Anisognathus
igniventris
FIA
Anisognathus
lacrymosus
FIA
Thraupidae
Buthraupis
montana
FIA
Chlorornis
riefferii
FIA
Chlorospingus
ophthalmicus
FIA
Cnemoscopus
rubrirostris
FIA
Dubusia taeniata FIA
Piranga
rubriceps
FIA
Urothraupis
stolzmanni
FIS CE
Hemispingu
s verticalis
FIA
Hemispingus
superciliares
FIA
Sericossypha
albocristata
FIA
Thraupis
cyanocephala
FIA
Tangara vassori FIA
Fringillidae
Atlapetes
pallidinucha
FIS
Atlapetes
schistaceus
FIA
Zonotrichia
capensis
OM
Carduelis
magellanica
GT
Catamenia
inornata
GT
Fuente: Convenio de cooperación No. 025 de 2011. (UMATA, 2018)
Nota: Grupo Trófico: Omnívoro (OM), Filtrador (FD), Carroña (CA), Predador (PR), Frugívoro
Arbóreo (FA), Insectívoro Terrestre (IT), Insectívoro Aéreo (IA), Nectarívoro Insectívoro (NI),
Frugívoro Insectívoro Arbóreo (FIA), Insectívoro de Corteza (IC), Insectívoro de Follaje (IF),
Insectívoro de Sotobosque (IS), Atrapamoscas (AT), Frugívoro Depredador del Dosel (FDD),
Insectívoro Acuático (IAc), Frugívoro Insectívoro Nectarívoro (FIN), Frugívoro Insectívoro de
Sotobosque (FIS), Granívoro (GR). Endémica (E), Casi Endémica (CE); Amenaza: En Peligro
Crítico (CR), En Peligro (EN), Vulnerable (VU) y Casi Amenazado (NT).
Fotografía 2 Barranquillo (Momotus momota L.). Avistado en cultivos de plátano vecinos
a la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 3 Gorrión montés de Anteojos (Atlapetes flaviceps). Endémica (E), En Peligro
(EN). Encontrado muerto en el predio de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Por otra parte, según el Esquema de Ordenamiento Territorial elaborado por el municipio,
se ha presentado un listado de posibles especies de reptiles para la vereda El Tostado
Tabla 11 Posibles especies de reptiles presentes en la finca El Naranjal
Coral Rabo de ají Cazadora
Granadilla Verde jueteadora Cascabel
Tierrera Pelochucha
Fuente: Esquema de Ordenamiento Territorial Cajamarca-Tolima. (Alcaldía
Municipal de Cajamarca, 2015)
Fotografía 4 Coral (Micrurus fulvius L.). Encontrada muerta en el camino hacia la finca
El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Al igual que las otras especies los insectos tienen una gran importancia en los agro
ecosistemas, a pesar que algunas especies sean consideradas plagas por los perjuicios que
causan en los cultivos, muchas otras especies traen beneficios como el aumento de la
polinización, el enriquecimiento de las propiedades físicas y químicas del suelo, el
enriquecimiento de los horizontes edáficos, la regulación del ciclo del nitrógeno e incluso el
control de las plagas al ser también depredadores evitando el uso de agroquímicos.
(Zumbado, M. A. & Azofeifa, D. 2018)
A continuación, se muestran algunas de las especies encontradas en la finca El Naranjal.
a. b.
c. Fotografía 5 Variedades de ortópteros. Encontrados en la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 6 Oruga “Santa María”. Encontrada en la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 7 Oruga de Papilio. Encontrada en los cultivos de arracacha de la finca El
Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 8 Mariposa
Eresia polina H. Encontrada
en los cultivos de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 9 Mariposa Blanca de La Col (Leptophobia aripa B.). Encontrada en los
cultivos de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 10 Polilla camuflada. Encontrada en los cultivos de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 11 Escarabajo familia Carabidae, género Pseudoxycheila. Encontrado en los
cultivos de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
MEDIO SOCIOECONÓMICO
Población
La finca El Naranjal se encuentra actualmente habitada por un grupo familiar de 4 hermanos
de género masculino con edades entre los 30 y 65 años, según información suministrada por
la Junta de Acción Comunal de la vereda El Tostado la población en su mayoría pertenecen
a este grupo de edad, según la presidenta de la JAC los mayores de edad entre 18 a 29 años
prefieren buscar un estilo de vida en la cabecera municipal migrando de las fincas de la vereda
al casco urbano, esto trae como consecuencia la baja densidad poblacional y la
improductividad de tierras afectando el desarrollo económico de cada núcleo familiar y por
consiguiente la vereda
Educación
El municipio de Cajamarca para diciembre de 2017 contaba con las siguientes estadísticas
Tabla 12 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Preescolar Cajamarca - Tolima
EDUCACIÓN PREESCOLAR CORTE: DICIEMBRE 2017
Instituciones y
Establecimientos Educativos
Alumnos Tasa de
Cobertura Bruta
%
Tasa de
Cobertura Neta
%
39 296 44,6 89,2
Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)
Tabla 13 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Primaria Cajamarca - Tolima
EDUCACIÓN PRIMARIA CORTE: DICIEMBRE 2017
Instituciones y
Establecimientos Educativos
Alumnos Tasa de
Cobertura Bruta
%
Tasa de
Cobertura Neta
%
39 1942 90,3 83,1
Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)
Tabla 14 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Secundaria Cajamarca - Tolima
EDUCACIÓN BÁSICA SECUNDARIA CORTE: DICIEMBRE 2017
Instituciones y
Establecimientos Educativos
Alumnos Tasa de
Cobertura Bruta
%
Tasa de
Cobertura Neta
%
7 2069 84,9 74,7
Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)
Tabla 15 Número de Instituciones, Alumnos y Cobertura Media Cajamarca - Tolima
EDUCACIÓN MEDIA 2017 CORTE: DICIEMBRE 2017
Instituciones y
Establecimientos Educativos
Alumnos Tasa de
Cobertura Bruta
%
Tasa de
Cobertura Neta
%
6 539 68,5 47,6
Fuente: Secretaría de educación Cajamarca, 2018. (UMATA, 2018)
La vereda El Tostado no cuenta con un establecimiento que preste los servicios educativos,
quienes desean realizar sus estudios deben optar por tomar dichos servicios en otras veredas
o en el casco urbano. El centro educativo más cercano para la finca El Naranjal es la sede de
la Institución Educativa Pan de Azúcar en la vereda La esperanza la cual ofrece hasta el nivel
de secundaria.
Los habitantes de la finca El Naranjal cuentan con un nivel educativo bajo, ya que han
realizados estudios hasta la básica primaria tres de los habitantes y el mayor no han cursado
ningún grado en una institución educativa, es por esta razón que tres de ellos leen y escriben
con dificultad y realizan solo operaciones matemáticas como la suma y la resta. Por otra parte
el otro integrante del grupo familiar al no tener ninguna base académica se encuentra dentro
de la clasificación de analfabetismo.
Economía
Cajamarca es un municipio que se considera “La Despensa Agrícola de Colombia” y por
consiguiente esa es la base de su economía. Los suelos son francos, franco – arenosos y
arenosos ricos en materia orgánica. Se practica una agricultura de ladera intensa y diversa.
Entre los productos representativos se tiene: Arracacha (primer productor a nivel nacional),
café, fríjol, arveja, maíz, fruta de clima templado y frío, como tomate de árbol, curuba,
granadilla, mora, uchuva, breva, naranja, etc. Es el primer productor departamental de
hortalizas. También produce colicero, pimentón, banano, plátano, entre otros. Además, en el
municipio encontramos ganado vacuno, equino de labor y porcino el cual ocupa un renglón
económico importante; el ganado es doble propósito, es decir que se comercializa la Leche,
queso y venta de carne.(UMATA, 2018)
Así mismo la finca El Naranjal se basa en la explotación de la tierra principalmente como
sustento económico, siendo la arracacha el producto que recibe más ingresos seguido por el
café, por medio de un modelo agroforestal sobresaliendo los árboles de frutos cítricos como
la naranja, la mandarina, la toronja, etc. En segunda instancia desarrolla la economía por
medio de un modelo silvopastoril en ladera con ganado Normando, donde las cabezas de
ganado se usan con fines de venta para doble propósito.
Fotografía 12 Cultivo de arracacha en la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Fotografía 13 Cabezas de ganado en la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Vivienda
El predio cuenta con un área construida de 164.69 m2, donde se incluye la vivienda y una
porqueriza abandonada, dicha vivienda está construida con bloque y cemento, el tejado está
elaborado con tejas de zinc y las puertas en madera, la construcción tiene aproximadamente
40 años de ser construida sin embargo es evidente el deterioro en toda la estructura. La
división de esta corresponde a una habitación principal, dos habitaciones secundarias, sala
comedor, un patio interno, cocina, un cuarto de almacén, un baño y el lavadero, además se
encuentra una estructura abandonada que era utilizada como marranera y un área para el
secado del café
Fotografía 14 Vivienda de la finca El Naranjal
Fuente. (Autores, 2018)
Figura 5 Plano de la vivienda de la finca El Naranjal
Fuente. Autores
Vías de comunicación
El único acceso a la finca El Naranjal se logra mediante un camino de herradura que la
atraviesa ya que este camino también es el acceso a otras fincas, bajando por este camino a
una distancia de 863 metros aproximadamente, el camino de herradura se divide en dos, una
salida hacia la vía Cajamarca - Ibagué que se encuentra a 400 metros aproximadamente,
bajando y la otra salida hacia la carretera que conecta con el sector llamado “La Vuelta del
Cinco”.
Salud
Para el año 2007 Cajamarca contaba con las siguientes estadísticas en cuanto a las
instalaciones prestadoras del servicio de salud. (Alcaldía Municipal de Cajamarca Tolima,
2008)
Tabla 16 Organismos de salud en Cajamarca 2003 - 2007
Para esta fecha se contaba con el hospital Santa Lucia E.S.E. con una capacidad de 13 camas,
2 puestos de salud, El Cajón y Anaime, y 7 consultorios. Sin embargo la infraestructura
hospitalaria existente en el municipio aún se considera insuficiente debido a la alta demanda
en la prestación del servicio.
Por otra parte según las cifras suministradas en la Ficha de Caracterización para el municipio
de Cajamarca, la cobertura del servicio era del 89.4% del total de los habitantes. (DNP, 2015)
En cuanto al régimen al que pertenecen los habitantes del municipio se cuenta con las
siguientes cifras según el Ministerio de Salud y Protección Social (2017)
Los habitantes de la finca El Naranjal pertenecen al régimen subsidiado de salud SISBEN,
por lo cual deben dirigirse al casco urbano al hospital Santa Lucia E.S.E. para recibir los
servicios prestados por dicha entidad, además que dos de estas personas están próximos a
pertenecer a la etapa de adulto mayor uno de estos se encuentra en condición de discapacidad
dentro del grupo de sordo-mudos.
Servicios públicos
Según la Ficha de Caracterización Territorial del municipio de Cajamarca se muestran las
coberturas referentes a los servicios públicos domiciliarios basados en los datos
suministrados por la Superintendencia de Servicios Públicos Domiciliarios (2016) por medio
del Reporte de Estratificación y coberturas - REC presentado por el municipio y la Unidad
de Planeación Minero-Energética (2016)
Tabla 17 Cobertura de servicios públicos domiciliarios, Cajamarca Tolima
Servicio Público Cobertura (%)
Acueducto 47.4
Alcantarillado 44.9
Energía eléctrica 86.2
La finca El Naranjal cuenta con los servicios de acueducto y energético, sin embargo, se han
tenido fallas frecuentes en los servicios debido a caída de árboles y derrumbes que rompen
el cableado eléctrico o dañan las mangueras que suministran el agua potable. Convirtiéndose
en un factor que disminuye la calidad de vida y afectando directamente los procesos que se
llevan a cabo dentro de la finca.
En cuanto a los costos de los servicios, el de acueducto al no contar con un contador la
Empresa de Acueducto, Alcantarillado y Aseo del Tolima EDAT S.A. E.S.P realizó un aforo
del caudal saliente del Acueducto El Túnel, al que pertenece la finca El Naranjal, y la tarifa
resultante de este caudal se dividió en el total de las fincas pertenecientes a dicho acueducto
generando una problemática entre propietarios ya que Algunas fincas consumen más agua
que otras
Por último en cuanto al saneamiento básico, la finca El Naranjal no cuenta con un servicio
de alcantarillado vertiendo aguas residuales directamente sobre los cuerpos de agua
representando un factor de riesgo en cuanto a salud para las fincas aguas abajo.
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
1. Visita de campo para verificar el estado y las condiciones de la finca El Naranjal,
así como sus límites y su ubicación geográfica
2. Caracterización biofísica de la finca El Naranjal
3. Análisis de las principales problemáticas de la finca
4. Planteamiento de posibles soluciones en los diferentes componentes
1. Infraestructura
2. Suelo
3. Agua
5. Diseño de sistemas para la optimización y el buen uso de recursos
Infraestructura con materiales sostenibles:
Para definir el material de construcción más óptimo y eficiente para la construcción de la
vivienda se utilizó la metodología propuesta por Luciani (2014), la cual se enfoca en un
análisis de selección de materiales para la construcción en climas tropicales dentro del
contexto colombiano.
En la metodología, la selección de materiales se realizó teniendo en cuenta la sostenibilidad,
el ciclo de vida y el desempeño térmico a través de simulaciones ambientales con el fin de
minimizar el impacto en el lugar, así como los costos del mismo. La metodología está basada
en la guía verde de Anderson, Shiers, y Steele (2009) en la cual por medio de matrices de
evaluación y teniendo en cuenta los parámetros de análisis de ciclo de vida de los materiales
se definen variables con puntajes para identificar cuáles son los materiales que tendrían mejor
desempeño en relación con su rol en el sistema. (Luciani, 2014)
El análisis del ciclo de vida aplicado a construcciones funciona como un método para
predecir la capacidad de la edificación durante su vida útil, incluyendo los momentos de
extracción de materia prima, manufactura, construcción, operación, mantenimiento,
reparación, reposición y demolición, además de estimar el impacto ambiental en términos de
cambio climático, extracción de agua, extracción de recursos minerales, agotamiento de capa
de ozono, toxicidad humana, eco toxicidad de agua dulce, residuos nucleares, eco toxicidad
de la tierra, eliminación de residuos, agotamiento de combustible fósil, eutrofización,
creación de ozono fotoquímico y acidificación. Además de estas trece categorías, los
lineamientos del análisis del ciclo de vida incluyen cuestiones como costos, durabilidad,
apariencia, cuestiones de control de desarrollo, edificabilidad, cuestiones funcionales y
operativas, mantenimiento, disponibilidad, manufactura, transporte, montaje, reparación y
reposición, demolición y manejo de residuos hasta el final de la vida útil (ibíd.) lineamientos
que se tendrán en cuenta también en la elección del material de construcción para la vivienda.
En la metodología mencionada se aplica un sistema de ponderación de datos que emplea un
puntaje que va de 1 a 5, donde 1 es el menor puntaje y 5 es el mayor, definiendo como 5 el
óptimo desempeño del material en relación con el componente estructural.
Para el desarrollo de la metodología se definieron 11 categorías, denominadas lugar de
producción, facilidad de transporte, renovable, peso/ densidad, reciclaje y reutilización,
durabilidad, estabilidad térmica, conductividad, energía embebida, efecto isla de calor y uso
que varía según el componente de edificio.
La definición y asignación de puntajes para cada categoría fue propuesta por Luciani (2014)
con algunas modificaciones propuestas debido a la naturaleza del proyecto de construcción
en la finca El Naranjal.
La primera categoría denominada lugar de producción se relaciona con el lugar en donde se
produce le material, si es producido a escala local o no, en la escala de calificación se otorgó
el puntaje de 5 a la producción local debido a que reduce el costo del material, de transporte
y se apoya la industria local, por otro lado se le otorgó el puntaje de 1 a los materiales que no
son de producción local. (Luciani, 2014)
La segunda categoría se refiere a la facilidad de transporte y se relaciona con el volumen y
densidad del material, donde menor densidad y volumen sugieren mayor facilidad de
transporte, por esto se otorga un puntaje de 1 a los materiales con alto volumen y densidad,
3 los materiales que tienen alto volumen y baja densidad y 5 a los materiales que tienen bajo
volumen y densidad o que pueden ser fabricados in situ, como es el caso del adobe.
La tercera categoría denominada renovable hace referencia a si el material hace uso de
recursos naturales renovables o no renovables, lo cual puede generar mayor o menor impacto
ambiental, así mismo se tomaron en cuenta materiales que se componen de recursos no
renovables con suficiente abundancia, por lo tanto la calificación de esta categoría establece
un puntaje de 5 a los materiales que empleen el uso de recursos no renovables, un puntaje de
3 a los materiales que empleen el uso de recursos no renovables que existen con abundancia
y 1 a los materiales que emplean recursos no renovables ya que contribuyen al agotamiento
de estos afectando a las generaciones futuras. (ibíd.)
La cuarta categoría corresponde a peso/densidad, y se relaciona directamente con la facilidad
de transporte, donde se favorecen los materiales con menor peso ya que permiten una mejor
manipulación para la construcción, para esta categoría se establecieron rangos en unidades
de kilogramo por metro cúbico, se otorgó el puntaje de 5 a los materiales con densidad de 0
a 1000 kg/m3, el puntaje de 4 a los materiales con densidad de 1000 a 2000 kg/m3, el puntaje
de 3 a los materiales con densidad de 2000 a 3000 kg/m3, el puntaje de 2 a los materiales con
densidad de 3000 a 4000 kg/m3 y el puntaje de 1 a los materiales con densidad de 4000 kg/m3
en adelante. (ibíd.)
La quinta categoría se refiere a la posibilidad de reciclaje y reutilización de los materiales,
donde se favorece a los materiales con posibilidad de reciclaje y reutilización en su totalidad
sin ningún procedimiento adicional los cuales tendrán un puntaje de 5, para los materiales
que se pueden reciclar y reutilizar aunque implique procesos adicionales, que se puedan
reciclar parcialmente o que se pueden reciclar aunque cambien sus propiedades se les asignó
un puntaje de 3 y para los que no se pueden reciclar se les asignó un puntaje de 1. (ibíd.)
La sexta categoría, la durabilidad hace referencia al tiempo que perdura el material a
condiciones de intemperie, y se favorece los materiales con mayor durabilidad, por lo tanto
se otorgó una puntuación de 5 a los materiales que tienen una duración larga y sugieren una
construcción permanente, como el concreto o adobe, la calificación de 3 a los materiales con
una duración media, como la madera inmunizada, y la calificación de 1 a los materiales con
baja durabilidad.
La séptima categoría se refiere a la estabilidad térmica, entendida como la capacidad de los
materiales para controlar los cambios bruscos de temperatura medida a través de la inercia
térmica; por tanto se favorece a los materiales que con mayor inercia aportan a la estabilidad
térmica y al confort de la edificación. Para la calificación se establecieron rangos en unidades
de kilowatt por metro cuadrado (kW/m2) donde se otorgó el puntaje de 1 a los materiales con
inercia térmica de 0 a 400 kW/m2, el puntaje de 2 a los materiales con inercia térmica de 400
a 800 kW/m2, el puntaje de 3 a los materiales con inercia térmica de 800 a 1200 kW/ m2, el
puntaje de 4 a los materiales con inercia térmica de 1200 a 1600 kW/m2, y el puntaje de 5 a
los materiales con inercia térmica de 1600 a 2000 kW/m2. (ibíd.)
La octava categoría denominada conductividad, tiene en cuenta la propiedad de los materiales
de transmitir calor, para las condiciones climáticas en las que se ubica la vivienda, se prefiere
una conductividad baja, por lo tanto para la calificación de esta categoría se definió el puntaje
de 5 a los materiales que se encuentren en el rango de 0 a 0,5 W/mK, el puntaje de 4 a los
materiales que con conductividad en el rango de 0,5 a 1 W/mK, el puntaje de 3 a los
materiales con conductividad en el rango de 1 a 1,5 W/mK, el puntaje de 2 a los materiales
con conductividad en el rango de 1,5 a 2 W/mK y por último el puntaje de 1 a los materiales
con conductividad de 2 W/mK en adelante. (ibíd.)
La novena categoría se refiere a la energía embebida entendida como la cantidad de energía
empleada en los procesos de producción del material, que tiene relación directa con el
impacto ambiental, por lo tanto el mayor puntaje se otorgó a los materiales con menor energía
embebida, es decir que el puntaje de 5 se otorga a los materiales que se encuentran en el
rango de energía embebida de 0 a 50 MJ/kg, el puntaje de 4 a los materiales en el rango de
50 a 100 MJ/kg, el puntaje de 3 a los materiales en el rango de 100 a 150 MJ/kg, el puntaje
de 2 a los materiales en el rango de 150 a 200 MJ/kg y el puntaje de 1 a los materiales con
energía embebida de 200 MJ/kg en adelante. (ibíd.)
La décima categoría, referente al efecto isla de calor tiene en cuenta el fenómeno de
acumulación de calor de la construcción, para la calificación de esta categoría, se definió el
puntaje de 5 para los materiales con un aporte en el rango de 0 a 10 SRI (Indice de
Reflectancia Solar), el puntaje de 4 para los materiales en el rango de 10 a 20 SRI, el puntaje
de 3 para los materiales en el rango de 20 a 30 SRI, el puntaje de 2 para los materiales en el
rango de 30 a 40 SRI y el puntaje de 1 para los materiales con un aporte en el rango de 40 a
50 SRI. (ibíd.)
La última categoría se refiere al uso del material con relación al componente y su función en
la edificación, por lo tanto varía según el componente de edificio a calificar, y su calificación
se define con el puntaje de 5 si el material sirve para el uso asignado, el puntaje de 3 si sirve
pero no es el más apropiado en relación al uso y el puntaje de 1 si no sirve para el uso
designado. (ibíd.)
Cada una de estas categorías tiene un porcentaje o peso dentro del porcentaje total de acuerdo
a su importancia y se define en relación con los componentes del edificio, ya se cimentación,
estructura, envolvente o cubierta, con el fin de determinar el material con mejor desempeño
para cada elemento del edificio.
Tabla 18 Ponderación de las categorías de selección de materiales según el componente de
la edificación
Componente Categoría Peso Justificación
Cimentación
Lugar de
producción
7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está
directamente relacionada con el impacto
ambiental respecto al sitio donde se utilizará el
material, por ende es preferible un material
que minimice los impactos
Facilidad de
transporte
10% Es importante que el material sea fácil de
transportar debido a las condiciones del
terreno ya que en un tramo el transporte debe
hacerse a lomo de mula
Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo
de vida del material, teniendo en cuenta el
impacto ambiental en la producción del
mismo
Peso/Densidad 10% Se le dio este valor a esta categoría ya que se
requiere de materiales que faciliten los
procesos de movilidad y transporte pero que a
su vez tengan una buena capacidad portante
debido al uso que se le dará
Reciclaje y
reutilización
5% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo
de vida del material, teniendo en cuenta las
características del material, y si este puede ser
reutilizado o reciclado, sin embargo tiene un
peso bajo debido a que los cimientos se
planean para que tengan una alta durabilidad,
así como la vivienda
Durabilidad 22.5% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la
importancia que tiene la resistencia del
material a utilizar para la cimentación de la
vivienda, que se planea de larga durabilidad
Estabilidad
térmica
2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los
valores no son tan influyentes al tratarse de los
cimientos, sin embargo se le otorga un peso
con el fin de minimizar el impacto ambiental
Conductividad 2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los
valores no son tan influyentes al tratarse de los
cimientos, sin embargo se le otorga un peso
con el fin de minimizar el impacto ambiental
Energía
embebida
7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el
análisis del ciclo de vida, dando mayor
importancia a materiales que minimicen el
impacto ambiental desde su etapa de
producción
Efecto isla de
calor
2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al
bajo aporte en relación de las dimensiones de
los cimientos y por tratarse de una vivienda
rural
Uso 20% Esta categoría tiene un peso importante debido
a que el principal uso de los cimientos es el de
soportar el total de los elementos
constructivos de la vivienda (capacidad
portante)
Lugar de
producción
10% Esta categoría tiene este valor ya que está
directamente relacionada con el impacto
ambiental respecto al sitio donde se utilizará el
material, por ende es preferible un material
que minimice los impactos
Facilidad de
transporte
10% Es importante que el material sea fácil de
transportar debido a las condiciones del
terreno ya que en un tramo el transporte debe
hacerse a lomo de mula
Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo
de vida del material, teniendo en cuenta el
impacto ambiental en la producción del
mismo
Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la
facilidad de transporte, sin embargo no tiene
un gran peso ya que se le da mayor
importancia a la durabilidad del material que a
su facilidad de manipulación
Reciclaje y reutilización
5% Se otorgó este valor para la estructura debido a que se plantea una vivienda de larga
duración, por lo que los materiales deben ser
resistentes y de alta durabilidad, por ende no
Estructura
se hará un proceso de reciclado o
reutilización en corto o mediano plazo
Durabilidad 25% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la
importancia que tiene la resistencia del
material para la construcción de la estructura
de la vivienda, que se planea de larga
durabilidad
Estabilidad
térmica
2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los
valores no son tan influyentes al tratarse de la
estructura, sin embargo se le otorga un peso
con el fin de minimizar el impacto ambiental
Conductividad 2.5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que los
valores no son tan influyentes al tratarse de la
estructura sin embargo se le otorga un peso
con el fin de minimizar el impacto ambiental
Energía
embebida
7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el
análisis del ciclo de vida, dando mayor
importancia a materiales que minimicen el
impacto ambiental desde su etapa de
producción
Efecto isla de
calor
2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al
bajo aporte en relación de las dimensiones de
la vivienda y por tratarse de una vivienda rural
Uso 20% Esta categoría tiene un peso importante debido
al uso de soporte que tiene la estructura dentro
de la vivienda misma (capacidad estructural)
Envolvente
Lugar de
producción
7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está
directamente relacionada con el impacto
ambiental respecto al sitio donde se utilizará el
material, por ende es preferible un material
que minimice los impactos
Facilidad de
transporte
10% Es importante que el material sea fácil de
transportar debido a las condiciones del
terreno ya que en un tramo el transporte debe
hacerse a lomo de mula
Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo
de vida del material, teniendo en cuenta el
impacto ambiental en la producción del
mismo
Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la
facilidad de transporte, sin embargo no tiene
un gran peso ya que se le da mayor
importancia a la durabilidad del material que a su facilidad de manipulación
Reciclaje y
reutilización
5% Se otorgó este valor para la envolvente debido
a que se plantea una vivienda de larga
duración, por lo que los materiales deben ser
resistentes y de alta durabilidad, por ende no
se hará un proceso de reciclado o
reutilización en corto o mediano plazo
Durabilidad 25% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la
importancia que tiene la resistencia del
material para la construcción de la vivienda,
que se planea de larga durabilidad
Estabilidad
térmica
5% Se le dio este valor a esta categoría ya que se
busca evitar cambios bruscos de temperatura
dentro de la vivienda para garantizar el confort
térmico
Conductividad 5% Esta característica está directamente
relacionada con la estabilidad térmica y la
necesidad de mantener el confort térmico
dentro de la vivienda, por lo que se prefieren
materiales con baja conductividad
Energía
embebida
7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el
análisis del ciclo de vida, dando mayor
importancia a materiales que minimicen el
impacto ambiental desde su etapa de
producción
Efecto isla de
calor
2.5% Se otorgó este peso a esta categoría debido al
bajo aporte en relación de las dimensiones de
la vivienda y por tratarse de una vivienda rural
Uso 17.5% Esta categoría tiene un peso importante debido
a la importancia de la envolvente en la
construcción de la vivienda (capacidad
envolvente)
Cubierta
Lugar de
producción
7.5% Esta categoría tiene este valor ya que está
directamente relacionada con el impacto
ambiental respecto al sitio donde se utilizará el
material, por ende es preferible un material
que minimice los impactos
Facilidad de
transporte
10% Es importante que el material sea fácil de
transportar debido a las condiciones del
terreno ya que en un tramo el transporte debe
hacerse a lomo de mula
Renovable 10% Este valor se asignó desde el análisis del ciclo
de vida del material, teniendo en cuenta el
impacto ambiental en la producción del
mismo
Peso/Densidad 5% Esta categoría tiene una relación directa con la facilidad de transporte, sin embargo no tiene
un gran peso ya que se le da mayor
importancia a la durabilidad del material que a
su facilidad de manipulación
Reciclaje y
reutilización
5% Se otorgó este valor para la cubierta debido a
que se plantea una vivienda de larga duración,
por lo que los materiales deben ser resistentes
y de alta durabilidad, por ende no se hará un
proceso de reciclado o reutilización en corto o
mediano plazo
Durabilidad 22.5% Se le otorgó mayor peso a esta categoría por la
importancia que tiene la resistencia del
material para la construcción de la vivienda,
que se planea de larga durabilidad
Estabilidad
térmica
5% Se le dio este valor a esta categoría ya que se
busca evitar cambios bruscos de temperatura
dentro de la vivienda para garantizar el confort
térmico
Conductividad 5% Esta característica está directamente
relacionada con la estabilidad térmica y la
necesidad de mantener el confort térmico
dentro de la vivienda, por lo que se prefieren
materiales con baja conductividad
Energía
embebida
7.5% Se le otorgó ese peso a esta categoría desde el
análisis del ciclo de vida, dando mayor
importancia a materiales que minimicen el
impacto ambiental desde su etapa de
producción
Efecto isla de
calor
5% Se otorgó este peso a esta categoría ya que a
pesar de tratarse de una vivienda rural de
pequeñas dimensiones, la cubierta es el área
que recibe en mayor medida los rayos del sol
y por ende la que más relación tiene sobre este
efecto
Uso 17.5% Esta categoría tiene un peso importante debido
a la importancia de la cubierta respecto a la
resistencia a condiciones externas
Fuente: Autores basados en (Luciani, 2014)
Los materiales a calificar son los propuestos por Rocha (2011) y Rocha (2012), citados en
Luciani (2014) e incluyen tierra, piedra, concreto, maderas, metales y vidrios, donde cada
tipo incluye diversas configuraciones y usos del material en relación con el componente del
edificio que se está evaluando.
Para la aplicación de la metodología de selección de materiales, se multiplica el rango
otorgado a cada categoría por el peso que se le otorgó a la misma en porcentaje, para así tener
un valor global que permita seleccionar los elementos más aptos para la construcción de cada
componente de la vivienda.
Diseño de la vivienda
Se hizo un diseño preliminar de la vivienda teniendo en cuenta las consideraciones de los
dueños de la finca El Naranjal, los cuales llegaron a un consenso de cómo les gustaría que
fuera la distribución interna de la vivienda (Figura 6), sin embargo se tomaron en cuenta
también las consideraciones establecidas en el reglamento colombiano de construcción sismo
resistente (NSR-10) para verificar que el diseño de la vivienda cumpliera con las condiciones
de sismo resistencia. Como se había mencionado antes, la vivienda ya cuenta con un sistema
de cimentación acorde con la tabla de desempeño de materiales para cimentación, por lo cual
se trabajará con la placa de piso ya existente que se encuentra nivelada y estabilizada en la
actualidad, no obstante deben realizarse unas aperturas para el amarrado de los muros y las
columnas, estas aperturas de amarre entre cimientos y muros se realizaron conforme lo
estipulado en el título E.2 de la NSR-10, en donde se establece que la cimentación debe estar
compuesta por un sistema reticular de vigas que conformen anillos aproximadamente
rectangulares en planta para asegurar la transmisión de cargas de la estructura la suelo de
forma integral y equilibrada, además establece que debe existir una viga de cimentación para
cada muro estructural y ningún elemento de cimentación debe ser discontinuo. Para los casos
en que los anillos de cimentación tengan una relación largo sobre ancho mayor a 2 debe
construirse una viga intermedia de cimentación así esta no sea apoyo de ningún muro. La
intersección de los elementos de cimentación debe ser monolítica y los refuerzos deben
anclarse con ganchos estándar de 90° en la cara exterior del elemento transversal terminal,
como se ilustra en la Figura 7
Figura 6 Diseño preliminar de la vivienda en la finca El Naranjal.
Fuente. Autores
Figura 7 Ganchos de anclaje en vigas de cimentación transversales
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Las vigas de cimentación deben tener refuerzo longitudinal superior e inferior y estribos de
confinamiento en toda su longitud, las dimensiones de estas vigas deben ser de 200 mm de
ancho por 150 mm de alto, el acero longitudinal debe ser No. 3 o 3/8”, para los estribos debe
utilizarse acero No. 2 o ¼” cada 200 mm y el anclaje para muros debe ser de acero No. 3 o
3/8” de acuerdo a la Tabla 19, y sabiendo que el sistema estructural de la vivienda es en
bahareque.
Tabla 19 Valores mínimos para dimensiones de cimientos
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
El sistema estructural que se va a utilizar para la construcción de la vivienda es un sistema
de muros de carga, el cual no dispone de un pórtico esencialmente completo y en el cual las
cargas verticales son resistidas por los muros estructurales y las fuerzas horizontales son
resistidas por muros estructurales o pórticos diagonales. Estos muros de carga son los que
conforman la envolvente de la vivienda, por tanto el sistema envolvente y el sistema
estructural conforman un solo sistema, sin embargo se utilizan los materiales más aptos
encontrados anteriormente de manera conjunta.
En la norma se establece que el bahareque debe ser encementado para cumplir las
condiciones de sismo resistencia, en el capítulo E.7 se dictan los requisitos mínimos
necesarios para otorgar a las casas de bahareque encementado, con uno y dos pisos, un grado
de sismo resistencia tal que minimice la posibilidad de que sufra daños estructurales mínimos
durante eventos sísmicos moderados y que no sufra daños estructurales durante eventos
sísmicos de alta probabilidad de ocurrencia.
El bahareque encementado es un sistema estructural de muros que se basa en la fabricación
de paredes construidas con un esqueleto de guadua, o guadua y madera, cubierto con un
revoque de mortero de cemento aplicado sobre malla de alambre, clavada en esterilla de
guadua que, a su vez, se clava sobre el esqueleto del muro. Este se constituye de dos partes
principales:
El entramado que se forma por dos elementos horizontales, uno inferior y otro superior, y elementos verticales conectados entre sí por clavos o tornillos.
El recubrimiento que se fabrica con mortero de cemento aplicado sobre malla de
alambre que debe estar clavada sobre esterilla de guadua o sobre un entablado. La
esterilla debe ir calvada a los componentes verticales del entramado mediante clavos
y alambre dulce trenzado entre los clavos. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y
Desarrollo Territorial, 2010)
En cuanto al material predominante que es la guadua, esta debe tener una humedad entre el
10 y el 20 %, la mejor calidad se da en plantas en estado maduro, es decir, mayores a 4 años.
La guadua debe inmunizarse para evitar el ataque de insectos xilófagos, la inmunizada no
garantiza protección contra los efectos ambientales, de manera que la guadua no puede
exponerse al sol ni al agua en ninguna parte de la edificación, pues la acción de los rayos
ultravioleta produce resecamiento, fisuración, decoloración y perdida de brillo, y los cambios
de humedad pueden generar pudrición. (ibíd.)
La calidad del mortero para el revoque de muros debe ser como mínimo de tipo N, con una
proporción en volumen máximo de 4 partes de arena por una parte de cementante. Las
características de los morteros usados para mampostería deben cumplir la norma NTC 3329
de acuerdo a lo especificado en la siguiente tabla
Tabla 20 Clasificación de los morteros de pega por propiedad y proporción
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Los muros se dividen en tres categorías, que son:
Estructurales con diagonales: Los cuales están compuestos desde la solera superior hasta la inferior, junto a las guaduas puestas de manera vertical y unas guadua puestas
de manera horizontal, esto más el recubrimiento cementado, estos muros reciben
cargas verticales y resisten fuerzas horizontales de sismo o viento estos deben
colocarse en las esquinas de la construcción.
Estructurales sin diagonal: Los cuales están compuestos desde la solera superior hasta
la inferior, junto a las guaduas puestas de manera vertical y el recubrimiento
cementado, estos muros se colocan para soportar únicamente cargas verticales y serán
puestos para unir los segmentos de muros estructurales con diagonales.
Muros no estructurales: Están compuestos de igual forma a los estructurales sin diagonal pero estos solo deben soportar su propio peso y son usados para la
separación de espacios dentro de la vivienda, deben ir anclados a los cimientos y a
conectarse con el diafragma superior por medio de una conexión que impida su
volcamiento. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
La composición de estos muros de bahareque encementado es de un entramo de guaduas
constituido por elementos horizontales llamados soleras, elementos verticales llamados pie-
derechos y recubrimiento de mortero de cemento. Las guaduas deben tener un diámetro de 8
cm, el espacio horizontal entre pie-derechos debe ser de máximo 60 cm entre ejes, con unos
cerramientos para las puertas de acceso a la vivienda, que sirven de soporte para los marcos
de las mismas; los muros de bahareque encementado tendrán recubrimiento por ambos lados.
El recubrimiento de mortero debe aplicarse sobre una malla de alambre delgado de diámetro
no superior a 1.25 mm que a su vez se clava sobre esterilla de guadua. La sección de las
soleras tendrá un ancho de 8 cm y una altura de 16 cm.
Las soleras deben conformar conjuntamente con la cubierta un diafragma que traslade las
cargas horizontales a los muros estructurales, deben colocarse tirantes y cuadrantes en el
nivel de la solera superior, deben colocarse tirantes que dividan los espacios rectangulares en
espacios con relaciones menores de 1.5 sobre 1, estos diafragmas deben colocarse en los
niveles de cimentación y de cubierta.
Para repartir uniformemente las fuerzas sísmicas los muros estructurales que se dispongan
en cada una de las direcciones principales deben cumplir las siguientes condiciones:
Longitud mínima: Esta se calcula con la siguiente ecuación
𝐿𝑖 ≥ 𝐶𝐵𝐴𝑝 Ecuación 1
Donde
Li = Longitud mínima total de muros continuos (en m), sin aberturas, en la dirección i
CB= Coeficiente (en m-1), especificado en la Tabla 21, en función de la aceleración espectral
Aa para el sitio donde se realiza la vivienda
Ap= Área de la cubierta (en m2), que se puede sustituir por 2/3Ap si la cubierta es de materiales
livianos, como laminas metálicas o cubiertas de PVC
Por lo tanto la ecuación de longitud mínima se modifica y se expresa así:
𝐿𝑖 ≥ 𝐶𝐵(23⁄ 𝐴𝑝) Ecuación 2
Tabla 21 Valores del coeficiente de densidad de muros de bahareque encementado CB
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
La aceleración espectral se toma del título A de la NSR-10 en la cual se determina según el
nivel de amenaza sísmica de la región, la finca El Naranjal se encuentra dentro de la región
4, según el mapa de valores de Aa (Figura 8). Esta región corresponde a un nivel de amenaza
sísmica intermedio y el valor de Aa es de 0.20, de acuerdo a la Tabla 22.
Tabla 22 Valores de Aa y Av según regiones
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Figura 8. Mapa valores Aa
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Entonces la longitud mínima de muros continuos es igual a:
𝐿𝑖 ≥ 0.16𝑚−1(23⁄ 163.3709𝑚2) ≥ 17.42𝑚 Ecuación 3
Distribución simétrica de muros: la distribución de los muros de la vivienda debe ser
aproximadamente simétrica, por lo tanto debe cumplirse con la siguiente ecuación,
tomada en su valor absoluto
|(
∑ 𝐿𝑚𝑖∗𝑏)
∑ 𝐿𝑚𝑖−
𝐵
2)
𝐵| ≤ 0.15 Ecuación 4
Donde
Lmi = Longitud de cada muro (en m) en la dirección i.
b= Distancia perpendicular (en m) desde cada muro en la dirección i, hasta un extremo del
rectángulo menor que contiene el área de la cubierta.
B= Longitud del lado (en m), perpendicular a la dirección i, del rectángulo menor que
contiene el área de la cubierta.
Se debe tener en cuenta que las zonas húmedas de los baños y la cocina deben enchaparse
completamente por lo que se recomienda según la NSR-10 colocar enchape pegado con
mortero impermeable y debe estar adecuadamente fijado para evitar desprendimientos en
caso de sismos.
La guadua que se utilice para la conformación de los muros estructurales en bahareque
encementado debe cumplir con los siguientes requisitos de calidad:
Ser de la especie Guadua angustifolia Kunth
La edad de cosecha para guadua estructural debe estar entre los 4 y los 6 años
El contenido de humedad de la guadua debe corresponder al contenido de humedad
de equilibrio del lugar.
Debe tener buena durabilidad o estar adecuadamente preservada. Además se deben aplicar todos los recursos para protegerla mediante el diseño del contacto con la
humedad, la radiación solar, los insectos y los hongos. (Ministerio de Ambiente,
Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Debido a que la guadua Angustifolia Kunth debe cumplir con los más altos estandartes de
calidad, y resistencia se va a obtener la guadua de la empresa Guadua y Bambú Colombia,
un fabricante que hace parte de FEDEGUADUA por lo que su producción cumple con los
permisos legales de aprovechamiento y salvo conducto de movilidad para su
comercialización legal y además responsable. La guadua que va a utilizarse es guadua
seleccionada y madura que se orea a temperatura ambiente, luego se limpia y se sumerge en
agua caliente a 40°C para ser inmunizada durante 8 horas, luego de esto se escurre y se
introduce en hornos computarizados hasta alcanzar un 80 a 85 % de secado, adicionalmente
se le realizan procesos fitosanitarios y se le aplica aceite de linaza que protege la guadua de
la humedad, tiene un efecto insecticida natural que protege la guadua de insectos xilófagos y
tiene un efecto fungicida que protege la guadua de hongos y bacterias que pueden pudrirla,
además de embellecerla resaltando la fibra de la guadua evitando agrietamientos que puedan
bajar la calidad del material.
Finalmente para la construcción de la cubierta de la vivienda se deben conformar un conjunto
estable para cargas verticales y laterales, las correas y demás elementos que transmitan las
cargas de cubierta a los muros estructurales deberán fijarse entre sí y conectarse con la solera
superior. Los cañutos en contacto directo con el muro deben rellenarse con mortero de
cemento. (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Para la construcción de las correas será utilizada guadua, los cañutos de estas que están en
contacto directo con el muro deben rellenarse con mortero de cemento.
Para las correas se utilizarán los ejes verticales de los muros, por lo que la luz a utilizar en la
vivienda será de 3 metros, por ende las guaduas perpendiculares a las correas deben ser
dobles y con un espaciamiento máximo de 1,5 metros, según la Tabla 23
Tabla 23 Secciones requeridas para cubiertas con correas de guadua
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010)
Por lo tanto serán utilizadas 6 correas y 9 guaduas dobles que tienen un espaciamiento
máximo de 1.5 metros, perpendicularmente. Las guaduas deben tener mínimo un grosor de
110 mm de diámetro y pueden soportar una carga muerta de 1.25 kN/m2 y una carga viva de
0.5 kN/m2. Es importante aclarar que se pondrán dos guaduas a manera de soporte de la
cubierta que está en la zona del lavadero.
Para las uniones de los elementos estructurales, la norma indica que estas deben garantizar
la resistencia y rigidez necesaria para las cargas aplicadas, se van a utilizar uniones pernadas
debido a que se va a realizar la vivienda en guadua, las perforaciones deberán hacerse con
taladro de alta velocidad, se rellena con mortero de cemento en relación 1:4, la varilla a
utilizar es de 3/8” de diametro. (ibíd.)
Las uniones deben realizarse según su función de la siguiente manera:
Unión cimiento – muro (fijación de los pies derechos a la cimentación).
Unión columna – cimiento (la columna de guadua se apoya en un separador impermeable que transmita las fuerzas a tracción).
Unión columna – cubierta (las columnas se unen a las vigas soleras superiores
mediante un elemento que haga contacto completo con la carrera).
Unión entre muros (cuando son muros en un mismo plano se unen con pernos, tuercas y arandelas, siendo mínimo dos conexiones por unió; cuando son muros en planos
perpendiculares, se hace con pernos, tuercas y arandelas directamente en una sola
dirección o en juntas direcciones).
Unión entre muros – cubierta (se conectan las correas con los pies derechos mediante
un perno embebido dentro del último cañuto completo del extremo superior del pie
derecho, atravesando la solera y la correa y se rellena con mortero, en caso de que los
muros sean fabricados en paneles deben ser unidos por un elemento continuo; las
tejas se amarran a las correas en conjunto; si los aleros tienen más de 500mm
requieren un apoyo inclinado o pie de amigo. (Camargo Claros & Vega Perdomo,
2014), para este caso es necesaria la utilización de pie de amigos en la fachada
principal de la vivienda ya que en esta zona los aleros tienen 800 y 1000 mm con
fines de resguardar de la lluvia a los habitantes.
Figura 9 Relleno con mortero en cañutos perforados.
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)
Figura 10 Unión pernada en guadua.
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)
Figura 11 Unión cimiento – muro
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica), adaptada por autores
Figura 12 Perfil estructural de unión entre muros
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado en (Camargo Claros & Vega
Perdomo, 2014)
Figura 13 Planta estructural de unión entre muros
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado en (Camargo Claros & Vega
Perdomo, 2014)
Figura 14 Perno embebido para amarre de soleras y cubierta.
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica) citado
Figura 15 Unión muros – cubierta
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)
Figura 16 Pie de amigo para sostener aleros mayores a 500 mm
Fuente: (Asociación Colombiana de Ingeniería sísmica)
Iluminación interior
La iluminación interior es fundamental para el desarrollo de actividades cotidianas, además,
una mala iluminación puede conllevar a enfermedades visuales, es por esta razón que para el
diseño de la vivienda es necesario realizar el análisis para determinar la iluminación correcta
teniendo en cuenta que durante el día se aprovechará en lo máximo la luz solar con el fin de
usar la luz artificial únicamente en las noches.
En primer lugar, para la iluminación de los interiores de la vivienda, se toma el valor de 150
lux teniendo en cuenta lo establecido para áreas generales en las edificaciones en el
Reglamento Técnico de Iluminación y Alumbrado Público – RETILAP (2010), sin embargo
se establecen los valores de 100 lux como mínimo y 200 lux como máximo para los interiores.
Así mismo, se aclara que los lux son la unidad de medida de la Iluminancia o densidad del
flujo luminoso que incide sobre una superficie, donde:
1 lux = 1 lm/m2
Por lo tanto, para determinar la cantidad y tipo de bombillos led se tendrá en cuenta la
siguiente ecuación para determinar la luminosidad necesaria.
𝑙𝑚 = 150 𝑙𝑢𝑥 ∗ 𝑎 Ecuación 5
Dónde: lm: luminosidad necesaria para cada sección
a: área de cada sección
Para relacionar cada opción de bombillas con cada sección de la vivienda según la
luminosidad necesaria se aplica la siguiente ecuación,
𝑁𝑏 = 𝑙𝑚/𝑙𝑚𝑏 Ecuación 6
Dónde: Nb: Cantidad de bombillas de cada opción
lm: Luminosidad de cada área de la vivienda
lmb: Luminosidad de cada bombilla
En cuanto al cálculo de la potencia necesaria para cada sección de la vivienda se debe
implementar la siguiente ecuación.
𝑊𝑡𝑏 = 𝑊𝑏 ∗ 𝑁𝑏 Ecuación 7
Dónde: Wtb: Potencia total de cada opción de bombillas
Wb: Potencia de cada bombilla
Nb: Cantidad de bombillas de cada opción
Tratamiento de aguas residuales
Para el tratamiento de las aguas residuales de la finca El Naranjal se ha tomado como base
las especificaciones planteadas en la Resolución 330 (2017). Por la cual se adopta el
Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico (RAS) y se
derogan las resoluciones 1096 de 2000, 0424 de 2001, 0668 de 2003, 1459 de 2005, 1447 de
2005 y 2320 de 2009. Así mismo se han analizado los diferentes sistemas de tratamiento para
elegir los más convenientes para la finca, sin embargo se han tenido en cuenta las ecuaciones
planteadas para los diferentes tipos de tratamientos en la resolución 1096 del 2000 -RAS
2000
En primer lugar, según la Resolución 330 (2017) para la implementación de un sistema de
tratamiento en el sitio, deben realizarse los siguientes estudios:
1. Visita de campo para identificar aguas superficiales cercanas, edificaciones y límites de
la propiedad. Los cuáles se encuentran descritos en este documento en la sección de la
Caracterización del área de estudio Medio abiótico y Medio socioeconómico y en el Marco
geográfico respectivamente.
2. Topografía que indique la localización del sistema de tratamiento en planta y en altura.
3. Localización del sistema y del tratamiento complementario del efluente, o pos
tratamiento. Ver Figura 38
4. Determinación de las características del terreno: elevaciones máximas del nivel freático
y, cuando sea necesario, establecer la capacidad de infiltración del subsuelo. Sin embargo,
considerando que el humedal artificial se plantea diseñarlo sobre una zona dura previamente
desarrollada, es decir, no se realizara excavación para la elaboración del humedal por lo cual
no afectara directamente el nivel freático de la zona.
5. Definir los trámites de requisitos ambientales según la normativa ambiental vigente, y
obtener las autorizaciones ambientales que se requieran. En cuanto a este ítem, se tendrá en
cuenta el trámite necesario para solicitar un permiso de vertimientos ante CORTOLIMA
Teniendo en cuenta que la finca El Naranjal no cuenta con redes públicas de alcantarillado
se ha elegido el tanque séptico para realizar el tratamiento de aguas residuales, sin embargo
se ha optado por la adquisición de un tanque séptico prefabricado cumpliendo las siguientes
especificaciones planteadas en la Resolución 330 (2017).
1. El tiempo de retención hidráulica debe estar entre 12 a 24 horas.
2. La relación entre el largo-ancho del tanque séptico será como mínimo de 2:1 y como
máximo de 5:1.
3. El pozo deberá constar como mínimo de dos cámaras; el volumen de la primera
cámara deberá ser igual a 2/3 del total del volumen.
4. La profundidad útil debe estar entre los valores mínimos y máximos dados en la Tabla
24 de acuerdo con el volumen útil obtenido.
Tabla 24 Profundidad útil para un pozo séptico
Volumen útil (m3) Profundidad útil mínima
(m)
Profundidad útil máxima
(m)
Hasta 6 1,2 2,2
De 6 a 10 1,5 2,5
Más de 10 1,8 2,8
Fuente. Resolución 330. (2017)
5. Se debe diseñar de tal manera que se facilite su inspección y mantenimiento.
6. Se debe contar con un dispositivo para la evacuación de gases.
7. Debe ubicarse aguas abajo de cualquier pozo o manantial destinado al abastecimiento
de agua para consumo humano.
8. Identificación del fabricante y del producto.
9. El número de la Norma Técnica Colombiana o Internacional con la que está
certificado el producto.
10. La capacidad nominal.
11. La fecha de fabricación.
12. Tipo de material.
PAR. —En todos los casos, el tanque séptico deberá ir acompañado de un filtro anaeróbico
y un sistema de tratamiento complementario.
En primera instancia se estima que el caudal de agua residual generado está directamente
ligado con la dotación de agua potable en la finca, por lo cual se tomarán los valores de la
Tabla 25 contenida en el Art. 43 de la Resolución 330 (2017) como el caudal de aguas
residuales generado.
Tabla 25 Dotación neta máxima por habitante según la altura sobre el nivel del mar de la
zona
Altura promedio sobre el nivel del mar
de la zona atendida
Dotación neta máxima (L/HAB*DÍA)
> 2000 m s. n. m. 120
1000 – 2000 m s. n. m. 130
< 1000 m s. n. m. 140
Fuente. Resolución 330 (2017)
Estos datos se validaron con la información de la Tabla 26 extraída del RAS 2000 E.7.1
dando veracidad a lo planteado anteriormente, además de completar la información del
caudal de agua residual aportado por la vivienda.
Tabla 26 Contribución de aguas residuales por persona
Predio Unidades Contribución de aguas residuales (C) y
lodo fresco Lf (L / día)
Ocupantes permanentes
Residencia
Clase alta
Clase media
Clase baja
Hotel (excepto lavandería
y cocina)
Alojamiento provisional
persona
persona
persona
persona
persona
C
160
130
100
100
80
Lf
1
1
1
1
1
Fuente. Tabla E.7.1 RAS. (2000)
Para el cálculo de la contribución promedio de aguas residuales de la vivienda se
implementará la siguiente ecuación:
𝐶 = (𝐶𝑃 ∗ 0.5) + (𝐶𝑇 ∗ 0.5) Ecuación 8
Donde Cp: Contribución de aguas residuales para habitantes permanentes
Ct: Contribución de aguas residuales para habitantes temporales
En cuanto a los tiempos de retención, es necesario calcular la contribución total de aguas
residuales generadas en un día, para la cual se implementará la Ecuación 2
𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 𝐶 ∗ 𝑁𝐶 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎 Ecuación 9
Donde Nc: Número de contribuyentes
Tabla 27 Tiempos de retención (T)
Contribución diaria (L) Tiempo de retención (T)
Días horas
Hasta 1,500 1.00 24
De 1,501 a 3,000 0.92 22
De 3,000 a 4,500 0.83 20
4,501 a 6,000 0.75 18
6,001 a 7,500 0.67 16
7,501 a 9,000 0.58 14
más de 9,000 0.50 12
Fuente. Tabla E.7.2 RAS. (2000)
Para los valores referentes a la tasa de acumulación de lodos digeridos (K) se tiene en cuenta
la Tabla 28
Tabla 28 Tasa de acumulación de lodos digeridos (K)
Intervalo de
limpieza (años)
Valores de K por intervalo temperatura ambiente (t) en ºC
t ≤ 10 10 ≤ t ≤ 20 t ≥ 20
1 94 65 57
2 134 105 97
3 174 145 137
4 214 185 177
5 254 225 217
Fuente. Tabla E.7.3 RAS. (2000)
Ya que se plantea la instalación de tanques sépticos prefabricados es necesario hallar el
volumen útil del tanque séptico mediante la ecuación (E.7.1) del RAS (2000)
Vu= 1000 + Nc (CT + KLf) Ecuación 10
Para el diseño de este sistema se han tenido en cuenta las especificaciones planteadas en el
RAS 2000, sin embargo esta información se complementa con los parámetros definidos por
la Agencia de Protección Ambiental (EPA) en la Guía para el diseño y construcción de un
humedal construido con flujos subsuperficiales (1993).
En primera instancia, el humedal artificial se debe localizar aguas abajo del tanque séptico.
Para esto, debe hacerse una evaluación de las características del suelo, localización de
cuerpos de agua, topografía, localización geográfica, líneas de propiedad y vegetación
existente para localizar adecuadamente el humedal. En cuanto a los parámetros de diseño el
RAS 2000 postula que se deben usar los siguientes valores de carga hidráulica: 0.032
m²/L/día (para zonas frías o donde haya restricciones de espacio), y 0.021m²/L/día (para
zonas donde haya restricciones de espacio) y se debe utilizar el método incluyendo la cinética
del proceso para calcular el área superficial del humedal, por lo cual se usará la ecuación
E.3.2 del RAS (2000)
𝐴𝑠 =𝑄∗(𝐿𝑛𝐶𝑜−𝐿𝑛𝐶𝑒)
𝐾𝑡∗𝐷∗𝑛 Ecuación 11
Dónde: As= Área superficial
Q= Caudal de entrada
Co= DBO entrada
Ce= DBO salida
Kt= Proporción de la constante de temperatura de las aguas residuales
D= Profundidad promedio del agua en el filtro
n= Porcentaje de la porosidad de la estructura de filtro
Considerando que se debe manejar las mismas unidades en cuanto a la concentración de
DBO5, se utilizará la siguiente ecuación para hallar la concentración de DBO5 en las aguas
residuales.
𝐶𝑜 = (𝐷𝐵𝑂5 ∗1000𝑚𝑔
1 𝑔∗ 𝑁𝑐)/𝑄 Ecuación 12
Para el cálculo de la proporción de la constante de temperatura de las aguas residuales se
toma la ecuación E.4.30 del RAS (2000)
𝐾𝑡 = 𝐾20 ∗ 1.07𝑇−20 Ecuación 13
Dónde: T: Temperatura promedio del agua residual
K20: 1.1040 según la EPA (1993)
Se ha decidido manejar una proporción de 2:1 para el humedal, por lo tanto:
𝐴𝑠 = 𝑊 ∗ 𝐿 Ecuación 14
Dónde: W: Ancho
L: Largo = 2W
Ganadería Estabulada
Según (Trujillo & Osorio, 2013) la densidad de bovinos por metro cuadrado para una
topografía del establo plana, es de entre ¼ a 1/11, según casos de estudio reales funcionales
de establos para bovinos, por lo tanto para el área del establo de la finca El Naranjal, se
pueden tener un máximo de 13 bovinos, sin embargo se manejarán las 8 unidades ganaderas
tradicionales que se han manejado en la finca.
Para la construcción del establo se debe pavimentar toda la zona que se dispuso para tal fin
(64 m2) y posteriormente poner una capa de 25 centímetros de paja, aserrín o pasto para que
el suelo se afirme al momento del pisoteo del ganado (ibíd). La estructura del establo debe
realizarse en guadua para las paredes y los soportes del techo, adicionalmente se deben poner
comederos de plástico en la zona exterior del establo, estos pueden hacerse con canecas de
plástico cortadas a la mitad. La estructura contará con columnas de guadua ubicadas cada
dos metros en ambos ejes, adicionalmente se debe levantar un cimiento de cemento para la
fijación de las mismas, los cimientos tendrán una altura de 0.5 metros que servirán también
para evitar que el ganado rompa la guadua y logre escaparse. Desde donde termina el
cimiento se deben colocar 4 líneas de guadua alrededor del establo, menos en los sitios de
alimentación, en donde deberán realizarse huecos para que las cabezas ganaderas puedan
alimentarse. Se debe disponer de un espacio para el ingreso del ganado y otro para la
alimentación del biodigestor, en estos dos sitios se debe realizar una puerta en guadua para
permitir el acceso del ganado y del personal respectivamente (Figura 39). La guadua a utilizar
para la construcción del establo debe estar debidamente inmunizada contra rayos UV, y
protegida de insectos xilófagos, hongos y bacterias, y las uniones deben realizarse con varilla
roscada de 3/8” e ir amarradas con un zuncho.
El establo debe contar con pasto seco para evitar el estrés del ganado, para lograr esto se
debe garantizar una pendiente del 2% en el área pavimentada. El ganado estará el 90% del
tiempo dentro del establo, se deben disponer de dos horas para el descanso del ganado una
entre 10 y 11 y otra en la tarde entre 2 y 3. (ibíd). Debido a que es un establo pequeño, se
debe realizar un techo a 3 metros de altura con respecto al piso del establo para garantizar
la ventilación y que el pasto permanezca seco.
Biodigestor
Para la implementación del biodigestor es indispensable definir el tipo de digestor que se
utilizará, este fue seleccionado bajo los criterios dados por el manual de Biogás realizado por
el Ministerio de Energías de Chile en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas
para el Desarrollo (PNUD), la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y
la Agricultura (FAO) Global Environment Facility (GEF) en el cual, en términos generales,
se clasifican los sustratos en cuatro clases en función de su apariencia física, nivel de
dilución, grado de concentración y características cuantitativas, como el porcentaje de sólidos
totales (ST), sólidos volátiles (SV) y demanda química de oxígeno (DQO) como se puede
apreciar en la siguiente tabla.
Tabla 29 Clasificación de sustratos para digestión Anaeróbica
Fuente: (Esguerra, 1989) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)
Los sustratos de clase 1 pueden degradarse eficientemente en digestores tipo Batch o por
lotes; los sustratos de la clase 2 son degradados de manera eficiente en digestores mezcla
completa de operación continua; por presentar una dilución mayor y en consecuencia una
DQO menor, los sustratos de clase 3 deben tratarse con digestores de alta eficiencia, como
los de filtro anaerobio; en cuanto a los sustratos de clase 4, debido a su alto contenido de
DQO deben ser degradados en digestores aerobios intensivos para mayor eficiencia.
(Ministerio de energía de Chile, 2011)
El beneficio convencional del café es el proceso que tradicionalmente se ha utilizado en
Colombia para transformar el fruto en semilla y en el cual se utiliza agua en las etapas de
despulpado, lavado y transporte (del fruto, del café despulpado y del café lavado), con un
consumo global cercano a los 40 litros de agua por cada kilogramo de Beneficio tradicional
de café pergamino seco (cps) y en el cual no se realiza manejo a los subproductos obtenidos.
Estas aguas residuales tienen una alta contaminación orgánica, de 115g de DQO por
kilogramo de café cereza, lo que se traduce en 2.875 g/l DQO para una práctica convencional
de café (FNC-Cenicafé, 2015). Sin embargo para realizar este proceso de lavado más
eficiente y sostenible en pro de una producción más limpia, se propone la adquisición de un
sistema Belcosub, tecnología impulsada por la Federación Nacional de cafeteros, la cual
consume entre 0.7 y 1 litro de agua por kilogramo de café pergamino seco (Federacion
Nacional de cafeteros de Colombia, 2014), lo que representa un ahorro de entre 90 - 95 %
de agua frente a los 40 litros de agua utilizados en un beneficio tradicional , por ende la
calidad de esta agua residual sería de aproximadamente 115 g/l DQO.
Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores y que los sustratos utilizados para la
construcción del digestor serán las aguas residuales procedentes del lavado del café, así como
la cereza y el mucilago del mismo, y estiércol de ganado vacuno diluido en aguas lluvias en
una proporción 1:1 para asegurar también la inoculación de bacterias, se propone la
utilización de un digestor de operación continua debido a la naturaleza de estos sustratos y
sus características. Debido a que el beneficio del café en la finca El Naranjal es pequeño, de
aproximadamente 60@cps/año y que hay 8 unidades ganaderas se propone un digestor
continuo de tipo balón que tiene una estructura flexible y es de fácil instalación.
El volumen del digestor se halla conociendo la cantidad de materia orgánica que se puede
recoger diariamente para alimentar al mismo y se calcula mediante la siguiente expresión
(Cuní, 2011):
𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 Ecuación 15
Donde Tr es el tiempo de retención (tiempo que requieren las bacterias para degradar la
materia orgánica). El tiempo de retención varía entre 20 y 55 días, en dependencia de la
categorías de animales (cerdos, caballos, vacunos, etcétera), ya que se usan diferentes
proporciones entre las cantidades de excretas y agua. (ibíd.). Debido a que en la finca el
Naranjal solo se hará aprovechamiento de los residuos del ganado vacuno y de las aguas
mieles generadas del beneficio del café, las cuales tienen unas características similares en
cuanto a carga orgánica, se toma un tiempo de retención hidráulica de 30 – 40 días, debido a
que nos encontramos en una región con clima tropical.
Tabla 30 Tiempo de retención hidráulico de estiércol de ganado en distintas regiones.
Fuente: (Varnero, 1991) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)
Para garantizar que las bacterias degraden completamente la materia orgánica se tomará el
tiempo de retención mayor, es decir, un tiempo de retención de 40 días.
La 𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 Ecuación 15 debe modificarse
debido a que no se tiene en cuenta las aguas mieles resultantes del beneficio del café, pero
debido a que estas no se producen a diario sino por cosechas, la principal entre los meses de
Septiembre y Diciembre y una cosecha secundaria entre los meses de Abril y Junio
(Federación Nacional de Cafeteros de Colombia, 2010), se deben hallar los tiempos
necesarios para obtener el beneficio del café en cada cosecha, el cual se calcula con la
siguiente expresión:
𝑇𝑐𝑠 =𝐶𝑐𝑠
𝐽𝑑 Ecuación 16
En donde Ccs es el peso neto de café cereza seco al cual se le va a sacar el beneficio y Jd es
la cantidad de café que procesa un jornal al día, que tiene un valor a nivel nacional de
17@Ccs/jornal*día (Federación Nacional de Cafeteros)
El peso del café cereza seco necesario para obtener las 30@Cps (café pergamino seco),
se obtiene de las siguientes conversiones:
Cereza seca a grano verde: multiplicación del peso neto de la cereza por 0.5
Pergamino a grano verde: multiplicación del peso neto del pergamino por 0.8
(Organización Internacional del Café, 2011)
Por lo tanto el peso neto de café cereza seco para la producción de las 30@Cps es de
48@Ccs, el cual necesitará de 552L de agua para su beneficio.
Las aguas residuales de café, por ser ácidas (pH entre 3.5 y 4.5), requieren de un tratamiento
para eliminar dicha acidez, llevando el pH a un valor neutro cercano a 7, en lo que llamamos
neutralización de las aguas residuales de café. (ACERES - UTZ, 2016) Por lo tanto es
necesaria la instalación de un tanque de almacenamiento de 200 L antes de que las aguas
mieles sean tratadas en el digestor, este con el fin de neutralizar el pH de estas. Para la
neutralización se pueden usar diferentes químicos. La ¡Error! No se encuentra el origen de la
referencia. muestra la información de los químicos usados en el ajuste de pH de las aguas
mieles de café. Los químicos se agregan al tanque de almacenamiento.
Tabla 31 Productos químicos para el control del pH
Fuente: (Lemke, 2011) citado en (ACERES - UTZ, 2016)
Para realizar el proceso de neutralización de pH de las aguas mieles en el tanque de
almacenamiento es necesario contar con equipo de protección personal para ojos, boca y
manos. Con el equipo de protección puesto se debe agitar las aguas mieles y tomar una
muestra en un recipiente limpio, con ayuda de una cinta de tornasol medir el pH de las aguas,
en un recipiente aparte realizar una mezcla de aguas mieles y cal y revolver, agregar la mezcla
al tanque de almacenamiento y agitar hasta que se diluya completamente la mezcla, esperar
5 minutos y tomar de nuevo una muestra para realizar la medición de pH (ibíd.). Se debe
realizar el anterior proceso hasta que la mezcla tenga un pH cercano a 7, para que las aguas
mieles puedan ser agregadas al biodigestor.
Para calcular la producción de estiércol de las unidades ganaderas se utilizó la tabla propuesta
por el Ministerio de energía de Chile en colaboración con la FAO, la cual también nos indica
la producción de biogás a partir del tipo de residuo, para nuestro caso puntual estiércol de
ganado vacuno.
Tabla 32 Producción de biogás por tipo de residuo animal
Fuente: (Varnero, 1991) citado en (Ministerio de energía de Chile, 2011)
Tenemos entonces que se producen 80 Kg de estiércol de ganado vacuno por día, se debe
tener en cuenta que estos materiales se incorporan al biodigestor diluidos en agua. La
cantidad de agua a agregar dependerá de la cantidad de sólidos totales de las excretas frescas
y del tipo de carga, es decir, si se opera con cargas diarias o con sistemas estacionarios
(discontinuos o batch). (Ministerio de energía de Chile, 2011)
Cuando se utilizan biodigestores rurales pequeños, en forma práctica se recomiendan las
siguientes mezclas (ibíd.):
Tabla 33 Mezcla estiércol/agua por tipo de residuo animal
Fuente: (Ministerio de energía de Chile, 2011)
Para la construcción del biodigestor se debe cumplir con los requerimientos anteriormente
descritos en cuanto a las aguas mieles resultantes del beneficio del café. Se debe determinar
una ubicación para el tanque de almacenamiento, el digestor, la fosa para la instalación del
mismo y la cocina, posteriormente medir las distancias y calcular la tubería necesaria para
transportar la mezcla de agua con heces y las aguas mieles, así como la tubería necesaria para
la conducción del biogás. El lugar donde se instalará el biodigestor debe además:
No estar a más de 50 metros del punto en donde se usará el biogás.
Suficiente espacio alrededor del biodigestor para acceder para su operación y
mantenimiento incluyendo la instalación de un cerco.
Evitar sitios que se inunden en época lluviosa o que estén expuestos a fuertes vientos.
Que no existan arboles cercanos de donde puedan caer ramas.
Que exista suficiente pendiente desde el punto en donde salen las aguas residuales en
el beneficio húmedo para que lleguen por gravedad al sitio del tratamiento. (ACERES
- UTZ, 2016)
Excavación de la fosa
Debido a que el sitio dispuesto para la instalación del digestor tiene pendiente se debe realizar
una terraza para realizar la zanja, también se deben instalar unos drenajes en la parte superior
antes de hacer el movimiento de tierras, con el propósito de desviar las aguas de lluvia y
evitar que el agua ingrese a la fosa. (ACERES - UTZ, 2016)
Después de haber hecho la zanja con las medidas indicadas, se coloca un hilo a la mitad de
la zanja y a nivel del terreno para comprobar que la altura desde el hilo hasta el piso excavado
sea la misma en diferentes puntos, garantizando que el fondo este completamente horizontal
y a nivel. Posteriormente se deben colocar los tanques de entrada (tanque de almacenamiento)
y de salida de las aguas tratadas. (ibíd.) En el tanque de salida se van a almacenar las aguas
tratadas por el biodigestor, las cuales serán utilizadas para riego de los cultivos de la finca
debido a su potencial fertilizante.
Para la instalación de los tanques de entrada y salida se deben realizar dos excavaciones a 40
cm de distancia de ambos extremos de la fosa con 90 cm de profundidad. Dentro se colocan
los barriles de 100 litros por lo cual, la excavación debe tener el mismo diámetro de estos
barriles. Deben enterrarse hasta que su borde superior se encuentre al mismo del nivel del
suelo. (ibíd.)
Figura 17 Instalación de tanques de entrada y salida
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Se deben realizar niveles a la entrada y salida del digestor, de tal forma que el agua que
ingrese, salga por el extremo y evacúe, evitando que se devuelva.
Posteriormente deben realizarse 2 agujeros al barril de salida para el ingreso de la tubería que
viene desde el biodigestor y la que sale hacia la fosa final. Cada agujero debe tener su
adaptador macho dentro del tanque, y otro adaptador hembra que se ubica por fuera del
tanque, los agujeros deben sellarse con silicón transparente para evitar fugas, estos
adaptadores deben ser de 4”, ya que es el diametro de la tubería de salida y entrada del
biodigestor. (ibíd.)
Figura 18 Instalación adaptadores de acople
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016)
Es importante aclarar que el tanque de entrada tiene también la función de mezclador para el
estiércol y el agua antes de la entrada al digestor. Además el tanque de salida sirve para la
recolección de las aguas residuales tratadas, las cuales sirven de abono para los procesos
agrícolas de la finca.
Una vez se han colocado los tanques de entrada y salida, se procede a instalar el biodigestor,
antes de instalar el mismo debe llenarse de aire completamente con una bomba u otro
mecanismo para verificar que no esté roto y evitar que queden pliegues en la fosa donde se
instalará.
Debe colocarse plástico negro dentro de la fosa bien extendida sobre los lados y el fondo. El
plástico negro se sujeta en los bordes superiores del suelo con grapas de hierro de ¼ (se
clavan 30 cm de varilla en forma de U). El plástico debe cubrir el fondo y los muros, dejando
por fuera el sobrante en las mismas proporciones en los cuatro lados. Se estira suave y
uniformemente lo más que se pueda porque después de que el biodigestor se encuentre
instalado, no es posible ajustar el plástico. (ACERES - UTZ, 2016)
Una vez verificado el estado del biodigestor se desinfla y se procede a su instalación sobre el
plástico negro que se colocó en la fosa.
Colocar el biodigestor en la fosa con la salida de biogás apuntando hacia arriba. Cuidando de
no dañar el biodigestor al colocarlo. Una vez colocado se vuelve a inflar con aire, sellando
las salidas (extremo opuesto) para que se mantenga lleno. En caso de encontrarse fugas se
debe limpiar y secar bien la zona a reparar y con un neumático de bicicleta y pegamento de
PVC, presionar sobre el agujero por al menos 5 minutos. Una vez se instale el biodigestor,
se deben unir los barriles a la bolsa del mismo uniéndolo a los acoples de los tanques de
entrada y salida, como los tanques están enterrados y una distancia de 40 cm, lo recomendado
es hacer una perforación en la tierra (tipo túnel) para ingresar la tubería y conectarla a ambos
tanques. (ibíd.)
Siempre se debe colocar la tubería desde el biodigestor hacia la cocina, externamente (no
enterrada) y preferiblemente, elevada sobre postes o apoyada a cierta altura sobre una pared,
con el fin de tener acceso a ella y poder revisarla. Las longitudes máximas son de 100 metros
desde la cocina hasta el biodigestor, pero lo ideal es entre 10 y 50 metros. En la finca el
Naranjal la salida del biodigestor está ubicada a 12.6 metros aproximadamente de donde se
hará el aprovechamiento, lo que garantiza la seguridad de los habitantes en caso de posibles
fugas.
En la salida del biogás, ubicada en la parte superior del biodigestor, acoplar un pedazo de
tubo PVC de ½ pulgada, de unos 30 cm de largo. En el tubo de ½”, colocar una T de PVC
de2y en uno de los extremos poner un pedazo de tubo de ½” de 1 m, con un codo de 90° de
½” al final, y un pedazo de tubo de unos 30cm. Es ahí donde se coloca la botella desechable
con agua limpia, que servirá como trampa de seguridad del digestor. La botella debe apoyarse
sobre el nivel del suelo a un lado del biodigestor La trampa de seguridad (botella plástica)
debe colocarse colarse en un lugar ventilado y de fácil acceso para verificar el nivel
constantemente. Este sistema hace que cuando la presión del biogás dentro del biodigestor
suba demasiado por no estar en uso, el biogás escape por la botella. Por eso debe revisarse el
nivel de agua dentro de la botella con regularidad, manteniéndolo entre 3 cm a 5 cm de agua.
(ACERES - UTZ, 2016)
Figura 19 Instalación sistema de presión del biodigestor
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
En el otro extremo de la T, colocar una valvula lisa de ½” PVC y con bridas sinfín de 3/4”,
amarrar una manguera flexible ¾” a la tubería de media. Al final de la manguera, acoplar con
otro brida la tubería de ½” que iría hacia la cocina. (ibíd.)
Figura 20 Instalación de tubería de salida del biogás
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Instalación tubería de biogás y trampa de agua
La tubería del biogas es una tubería de PVC de ½” (puede ser también manguera plastica)
que conduce el biogás desde el biodigestor hasta la cocina. La tubería no debe instalarse bajo
tierra, debe tener una pendiente hacia arriba (principalmente a la salida del biodigestor en los
primeros metros de tubería) y evitar que interfiera con el tránsito de personas, animales o
vehículos. Cuando el biogás sale del biodigestor y entra a la tubería, se enfría y el vapor se
convierte en agua líquida que se acumula en la parte interna, ocasionando obstrucciones al
biogás y evitando que llegue hasta la cocina. Por esta razón, las tuberías se instalan con
pendiente, y así el agua condensada fluye hasta el punto más bajo de nivel, en donde se instala
una trampa de agua, que es un mecanismo que facilita la evacuación del agua sin permitir
que se escape del biogás. (ibíd.)
Se utilizarán aproximadamente 16 metros de tubería para la conducción del biogás hasta la
cocina, en la parte más baja de toda la conducción, donde se podría acumular agua, se debe
cortar la tubería y colocar una T de ½” para formar una U en la parte inferior, utilizando para
ello, dos codos de 90° de ½” .
Figura 21 Trampa de agua
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Filtro de remoción H2S
El filtro de remoción del ácido sulfhídrico (H2S), consiste en una porción de virutas de metal
inoxidable que se coloca en la tubería que transporta el biogás, posterior al biodigestor y
antes de que lleguen a los quemadores de la cocina. Para la instalación del filtro se deben
cortar dos círculos de esponjilla lavaplatos del diametro interno de un tubo de PVC de 2”, a
continuación colocar en la tubería del biogas de ½” una unión de tope de ½”, seguido de un
pedazo de tubo de ½” de unos 10 cm y posteriormente un reductor de 2” a ½” . Allí debe
colocarse uno de los recortes de esponjilla lavaplatos por la parte interna, que funciona como
una “tapa” que evita que la viruta que se colocará posteriormente en los tubos, ingrese a la
tubería de ½”. (ACERES - UTZ, 2016)
Figura 22 Sección entrada filtro
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Una vez colocada la esponjilla lavaplatos dentro del reductor, se acopla una unión lisa de 2”
por presión. Posteriormente, recortar un tubo de 2” de unos 50 cm y unirlo a la unión lisa de
2”.
Figura 23 Sección intermedia filtro 1
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Unir al tubo de 2”, un adaptador hembra de 2” y a este, un adaptador macho del mismo
diametro. Llenar completamente toda la tubería de 2” iniciando desde el reductor de 2” a ½”
con viruta o desechos de hierro procedente de un torno. (ibíd.)
Figura 24 Sección intermedia filtro 2
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Figura 25 Tubería con viruta de hierro
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Unir un segundo reductor de 2” a ½” al adaptador macho, y colocarle dentro del reductor el
otro recorte de la esponjilla lavaplatos. Verificar que la esponjilla esté en ambos extremos
con las dos reducciones de 2” a ½” y que quede relleno con la viruta.
Figura 26 Sección salida filtro
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Continuar después del reductor con la tubería de ½”, hacia el lugar donde se instalaran los
quemadores ingresandola a través de la pared hasta el sitio deseado. Conectar el tubo de ½”
a una T PVC de ½” y desde allí, distribuir en dos salidas para dos quemadores. A una
distancia de 30 cm colocar un codo PVC de ½” y seguidamente 10 cm de tubo de ½” en
ambos extremos.
Figura 27 Conducción biogás
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Para la instalación de los quemadores de biogás en la cocina colocar un adaptador macho de
½” y una llave metalica de bola de ½” en ambos extremos. Acoplar la llave a un niple
galvanizado de ½”. Finalmente, enroscar los quemadores industriales. Utilizar en todos los
casos el teflón para mantener la presión en las roscas.
Figura 28 Llegada biogás a los quemadores
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016) adaptada por autores
Figura 29 Quemadores de biogás
Fuente: (ACERES - UTZ, 2016)
Finalmente se establece una cerca al biodigestor que se realizarán en guadua, esto con el fin
de proteger el biodigestor del ingreso de animales. La cerca se realizará levantando columnas
de 2 metros en los extremos del biodigestor y realizando un cercado de dos líneas de guadua,
en un costado realizar una puerta en guadua para poder acceder al biodigestor, finalmente
poner un techo protector en teja transparente de PVC para que proteja el biodigestor de las
lluvias pero además permita el paso de los rayos UV.
Control de la erosión de taludes
En la parte posterior de la vivienda hay un talud el cual debe ser estabilizado para evitar
posibles erosiones que puedan afectar a la vivienda o a sus habitantes, para tal fin se propone
la técnica de taludes en escalera, que es un tratamiento integral de estabilización que combina
remoldeo del terreno e incorporación de material vegetal, en este sistema se conforman
niveles de terraza en los que las paredes constan de estacas como elemento vertical y caña
brava o bambú como elemento horizontal y los terraplenes se cubren de suelo orgánico, sobre
el cual se disponen estolones o semillas de pasto (Suarez, 1992), citado en (Pelaez, 2001).
Las dimensiones dadas para estabilizar el terreno son las que se dan en la siguiente figura, en
la cual también se especifica el diámetro de las estacas a utilizar, el material, la distribución
y otras consideraciones.
Figura 30 Dimensiones talud escalera
Fuente: (Pelaez, 2001) adaptada por autores
Sistema de energía solar
Inicialmente se debe calcular la demanda energética de la vivienda relacionando cada aparato
eléctrico con sus potencias y las horas de uso en el día de los mismos.
Al haber calculado la demanda energética de la finca El Naranjal se aplica la Ecuación 17
para el cálculo de paneles solares necesarios para satisfacer dicha demanda.
𝑁𝑝 =𝐷𝑒∗1,3
𝐻𝑆𝑃∗𝑊𝑝 Ecuación 17
Dónde: Np: Número de paneles
De: Demanda energética de la finca El Naranjal
HSP: Hora Solar Pico
Wp: Potencia del Panel
En cuanto a las Horas Solar Pico se tomó como guía lo planteado por el grupo Elektra (2014)
implementando la siguiente ecuación.
𝐻𝑆𝑃 = 𝑅 ∗ 𝐶𝑎 ∗ 𝑘 Ecuación 18
Dónde: R: Radiación solar
Ca: Valor de Corrección Atmosférico
k: Factor de corrección
Según el grupo Elektra (2014) para el valor de corrección atmosférico Ca si en la zona
dónde se ubicará el proyecto, la atmósfera está limpia, como por ejemplo en la montaña o
alejado de urbes, se debe utilizar el valor de 1.05.
Por otra parte, para el almacenamiento de la energía producida por los paneles solares, se
usaran baterías de 2400 W, para el cálculo de la cantidad de baterías se aplicará la siguiente
ecuación
𝑁𝑏𝑡 = 𝐷𝑒∗1,3
𝑊𝑏𝑡∗0,5∗0,9 Ecuación 19
Dónde: Nbt: Número de baterías
De: Demanda energética de la finca El Naranjal
Wbt: Potencia de la batería
Además de los paneles solares y las baterías para la instalación del sistema autónomo de
energía eléctrica se deben incluir los siguientes materiales:
4 Interruptores
Regulador de carga
Inversor
Cable calibre 4
Cable calibre 6
Cable calibre 8
El sistema de abastecimiento de energía eléctrica debe estar acompañado por un electrodo de
puesta a tierra evitando sobre tensiones eléctricas o cortos circuitos, este se debe situar a las
afueras a 3 m de la vivienda cerca a la instalación de energía solar; se debe hacer un hueco
con una profundidad de 2m y un diámetro de 0,3m; un conector GKP de 5/8” se debe colocar
en la parte superior de un electrodo de varilla revestida de cobre (Copperweld) de 5/8” y
1,8m de largo, con el conector GKP se debe anclar una punta de cable calibre 8 tipo THW-
LS revestido de verde, para ello son necesarios 15,4 m de dicho cable, el electrodo se debe
enterrar en el hueco con un intensificador de tierra, para este sistema se implementará la
Hidrosolta dejando 5 centímetros del electrodo al aire, para ello serán necesarios 90 Kg del
intensificador de puesta a tierra. La otra punta debe estar dirigida a una caja de conexiones a
la salida del inversor, así mismo el soporte metálico de los paneles debe estar anclado a la
caja de conexiones a la salida del inversor para ser dirigido al electrodo de puesta a tierra.
Sistema de recolección de aguas lluvia
Para la recolección de aguas lluvia se tiene en cuenta que debe haber una cantidad de lluvia
para el lavado del techo evitando que las impurezas lleguen al sistema de almacenamiento,
para Palacio (2010) es conveniente usar 1 L de lluvia por cada m2 del techo para el lavado
del mismo. Teniendo esto en cuenta, para determinar el volumen necesario para el lavado de
los techos se implementa la siguiente ecuación.
𝑉𝑙𝑖 = (1𝐿
𝑚2∗ 𝐴𝑐)/1000 Ecuación 20
Dónde: Vli: Volumen de lavado para los techos de cada sección m3
Ac: Área captadora de aguas lluvia
La oferta de aguas lluvia debe calcularse con la siguiente ecuación propuesta por Palacio
(2010)
𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐
1000 Ecuación 21
Dónde: Odi: Oferta de aguas lluvia de diseño para la sección “i” en m3
Ppi: Precipitación
Ce: Coeficiente de escorrentía
Ac: Área captadora de aguas lluvia
Por otra parte para el cálculo final de la oferta de aguas lluvia de diseño se debe tener en
cuenta una pérdida del 20% anual según Palacio (2010), eso como consecuencia de pérdidas
por la evaporación, por la textura del material del techo, por pérdidas en las canaletas y en el
almacenamiento, y a la ineficiencia del sistema de captación, ya que este porcentaje de
perdida es anual, se debe dividir por 12 correspondiente al número de meses, por último se
debe restar la cantidad utilizada para el lavado de los techos dividido por mil como factor de
conversión a m3 tal como se muestra en la siguiente ecuación.
𝑂𝑑𝑓𝑖 = 𝑂𝑑𝑖 − (𝑂𝑑𝑖 ∗0,2
12) − 𝑉𝑙𝑖 Ecuación 22
6. Lista de chequeo para la finca El Naranjal para obtener la certificación LEED
Tabla 34 Criterios y calificación para el sello LEED de la finca El Naranjal
CRITERIOS CALIFICACIÓN ESPECIFICACIÓN PUNT
OS
PROCESO
INTEGRADOR
Reunir e involucrar
un equipo de
proyecto
Incluye miembros con
diferentes habilidades
1
Design charrette Se realice al menos un
taller de día completo
1
Entrenamiento de
oficios
Al menos ocho horas de
capacitación sobre
aspectos ecológicos
1
EVITAR LA LLANURA ALUVIAL (OBLIGATORIO) NA
SELECCIÓN DEL SITIO Desarrollado
previamente
75% del área edificable se
haya desarrollado
previamente
4
Evitación de tierras
sensibles
No construcciones donde:
primen cultivos, paisaje
modelado, llanura de
inundación, hábitat
estratégico, humedales y
rondas hídricas
3
Desarrollo de
relleno
75% dentro de 800 metros
de área ya desarrollada
previamente
2
Espacio abierto Cree un espacio abierto al
público de 0.3 ha
1
Red de calles Alta densidad de
intersección
1
PREVENCIÓN DE LA
CONTAMINACIÓN
DURANTE LA
CONSTRUCCIÓN
Para reducir la contaminación de las actividades
de construcción mediante el control de la erosión
del suelo, la sedimentación de las vías fluviales y
el polvo en el aire (OBLIGATORIO)
NA
SIN PLANTAS
INVASORAS
Para prevenir la introducción de especies
invasoras a través del paisajismo
(OBLIGATORIO)
NA
REDUCCIÓN DE ISLA
DE CALOR
Área sombreada
por árboles
50%-75% 1
>75% 2
GESTIÓN DEL AGUA
DE LLUVIA
Área permeable o
que dirija a zonas
de captación o
infiltración
50%-64% 1
65%-79% 2
>79% 3
MEDIDOR DE AGUA Instalar un contador de consumo de agua
(OBLIGATORIO)
NA
USO TOTAL DE AGUA Porcentaje de
reducción de agua
potable
10% 1
15% 2
20% 3
25% 4
30% 5
35% 6
40% 7
45% 8
50% 9
55% 10
60% 11
65% 12
MEDIDOR DE
ENERGÍA
Instalar un contador de consumo de energía
(OBLIGATORIO)
NA
EDUCACIÓN DEL
PROPIETARIO DE LA
VIVIENDA
Manual de operaciones y mantenimiento de la
vivienda (OBLIGATORIO)
NA
DISEÑO ACTIVO
LISTO PARA USAR
CON ENERGÍA SOLAR
Especificaciones solares fotovoltaicas de EPA
para una casa lista para energía renovable
1
USO DE ENERGÍA
ANUAL
Se comparan con
las casas de
referencia LEED
para hallar la
disminución
1% 1
2% 2
3% 3
4% 4
5% 5
6% 6
7% 7
8% 8
9% 9
10% 10
12% 11
14% 12
16% 13
18% 14
20% 15
22% 16
24% 17
26% 18
28% 19
30% 20
32% 21
34% 22
37% 23
40% 24
50% 25
60% 26
70% 27
80% 28
90% 29
Índice de HERS
con Ajustador de
tamaño de la casa
70 5
69 6
68 7
67 8
66 9
65 10
64 11
63 12
62 13
60 14
58 15
56 16
54 17
52 18
50 19
45 20
40 21
35 22
30 23
25 24
20 25
15 26
10 27
5 28
0 29
ILUMINACIÓN Iluminación interior
(W/m2)
7.7 0.5
6.5 1
5.2 1.5
ENERGÍA
RENOVABLE
Diseñar e instalar
un sistema de
generación de
electricidad
renovable Kwh
anual
500 1
1 2
1,5 3
2 4
MADERA TROPICAL
CERTIFICADA
Toda la madera en el edificio debe ser no
tropical, reutilizada o recuperada, o certificada
por el Forest Stewardship Council o equivalente
aprobado por USGBC (OBLIGATORIO)
NA
GESTIÓN DE LA
DURABILIDAD
Cumplir con los requisitos de ENERGY STAR
for Homes, versión 3 (OBLIGATORIO)
NA
VERIFICACIÓN DE
GESTIÓN DE
DURABILIDAD
Comprobación de requisitos de gestión de
durabilidad y sistema de gestión del agua 1
PRODUCTOS
AMBIENTALMENTE
PREFERIBLES
Producción local,
<160 km y al
Encuadre 0,5
agregado para hormigón y
cimientos 0,5
menos el 50% de la
construcción
paneles de yeso o
revestimiento interior 0,5
GESTIÓN DE
RESIDUOS DE
CONSTRUCCIÓN
Reducción de
escombros
basándose en las
casas de referencia
LEED
10% 0.5
20% 1.0
30% 1.5
40% 2.0
50% 2.5
60% 3.0
VENTILACIÓN Mínimos de flujo
de aire para el
escape local
intermitente
(OBLIGATORIO)
Cocina: 47 Lps NA
Baño: 23 Lps NA
VENTILACIÓN DE
COMBUSTIÓN
No instale ningún dispositivo de combustión sin
ventilación (OBLIGATORIO)
NA
Fuente. Autores, adaptada de USGBC (2013)
LIMITACIONES
Para llevar a cabo este trabajo se han analizado factores geográficos, ambientales,
socioeconómicos y culturales llegando a una serie de limitaciones que influyen directamente
en el desarrollo del proyecto.
Inicialmente se tiene que la vivienda cuenta solo con un camino de acceso de 863 metros
aproximadamente hasta la carretera más cercana o de 1263 metros aproximadamente hasta
la vía principal Cajamarca - Ibagué, donde las únicas formas de transitarlo son caminando o
por medio del uso de animales como los equinos. En temporadas de lluvia este camino suele
volverse fangoso en algunos tramos dificultando aún más el acceso, además este camino
cuenta con una pendiente promedio del 45% causando un esfuerzo físico mayor, lo anterior
se convierte en una limitante tanto para el acceso a la vivienda como para trasladar materiales
de construcción y otros elementos necesarios para el desarrollo de este proyecto.
Por otra parte, la implementación de nuevas tecnologías se puede ver afectada ya que los
integrantes del grupo familiar no cuentan con ningún conocimiento previo de estas, por lo
cual dichas tecnologías no serían utilizadas adecuadamente. Así mismo la información
referente a la protección de los recursos, a pesar de encontrarse disponible, es ignorada por
los habitantes de la vereda El Tostado en general, esto se debe a factores como la distancia
desde las fincas hasta los lugares donde se encuentra dicha información (alcaldía y
biblioteca), la ausencia del servicio de internet en este sector y la falta de socialización por
medios como la televisión, radio, folletos o la socialización en Juntas de Acción Comunal.
Teniendo en cuenta el nivel socio económico de los habitantes de la finca, se encuentran
dificultades para adquirir las tecnologías e implementar las técnicas propuestas, ya que los
recursos necesarios no podrían ser cubiertos por el grupo familiar, por lo cual sería
conveniente solicitar la financiación a entidades gubernamentales o privadas para lograr
llevar el proyecto a cabo, es por esta razón que está es la principal limitante para desarrollar
este trabajo
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE LA VIVIENDA
Al analizar la matriz de comparación de materiales, para el componente de cimentación, se
obtuvo que el material más apto era el concreto, lo cual es conveniente con el tipo de
cimentación que se encuentra en la vivienda, por lo tanto esta cimentación se conservará,
disminuyendo así también el impacto ambiental que implicaría el cambio de cimientos.
Tabla 35 Resultados materiales con mejor desempeño para cimientos.
CIMENTACIÓN
CATEGORÍA
Lu
ga
r d
e p
rod
ucc
ión
Fa
cili
da
d d
e tr
an
spo
rte
Ren
ova
ble
Pes
o/D
ensi
da
d
Rec
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Du
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lor
Uso
(C
ap
aci
dad
po
rta
nte
)
To
tal
7,5
%
10
%
10
%
10
%
5
%
22,5
%
2,5
%
2,5
%
7,5
%
2,5
%
20
%
100
%
MA
TE
RIA
LE
S
Tie
rra
Adobe, bahareque y tapia 5 5 3 4 3 4 3 5 5 3 4 4,08
Ladrillo, Bloque de
arcilla 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 4 3,65
Pie
dra
Sin proceso 5 1 3 4 3 5 3 4 5 2 5 4,05
Bloques laborados 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 5 3,85
Placas 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 4 3,65
Co
ncr
eto
Prefabricados y bloques
de concreto 5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 3 3,35
Concreto reforzado 5 5 1 3 3 5 5 1 5 2 5 4,13
Láminas de fibrocemento 5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 1 3,25
Ma
de
ra Madera aserrada-Pino 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 3 3,98
Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 3 4,00
Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 5 3 4,05
Met
ale
s Hierros y acero 5 1 1 1 1 1 1 5 1 5 1 1,50
Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 1 2,43
Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 3 3,55
Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores
En cuanto a la estructura el material más apto para la construcción de esta fue la guadua, la
cual es de fácil obtención en la zona y además de fácil manipulación
Tabla 36 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente estructura.
ESTRUCTURA
CATEGORÍA Lu
gar
de
pro
du
cció
n
Faci
lidad
de
tra
nsp
ort
e
Re
no
vab
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Pe
so/D
en
sid
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Tota
l
10% 10% 10% 5% 5% 25% 2,5% 2,5% 7,5% 2,5% 20% 100%
MA
TER
IALE
S
Co
ncr
eto
Prefabricados y bloques de concreto
5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 5 3,85
Concreto reforzado
5 1 1 3 3 5 5 1 5 2 5 3,83
Láminas de fibrocemento
5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 3 3,70
Mad
era
Madera aserrada-Pino
5 3 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,13
Procesadas 5 3 5 5 5 3 2 5 5 2 5 4,15
Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,33
Me
tale
s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 5 3,80
Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 1 2,53
Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 5 4,00
Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores
Respecto al componente envolvente, para la construcción de la vivienda el adobe y el
bahareque tuvieron la mejor y misma puntuación, esto debido a su naturaleza; sin embargo
la utilización de bloques de bahareque conllevaría consigo un alto impacto al recurso suelo
debido a la cantidad de material que se debería extraer para la construcción de los mismo,
adicionalmente, la guadua es un recurso de fácil acceso en la zona con las condiciones
necesarias para la construcción en bahareque, es por esto que se opta por tomar como material
de construcción de la envolvente, al bahareque sobre el adobe.
Tabla 37 Resultados materiales con mejor desempeño para el componente envolvente.
ENVOLVENTE
CATEGORÍA
Luga
r d
e p
rod
ucc
ión
Faci
lidad
de
tra
nsp
ort
e
Re
no
vab
le
Pe
so/D
en
sid
ad
Re
cicl
aje
y r
euti
liza
ció
n
Du
rab
ilid
ad
Esta
bili
dad
té
rmic
a
Co
nd
uct
ivid
ad
Ene
rgía
em
be
bid
a
Efe
cto
isla
de
cal
or
Uso
(C
apac
idad
en
volv
en
te)
Tota
l
7,5%
10%
10%
5%
5%
25%
5%
5%
7,5%
2,5%
17,5%
100%
MA
TER
IALE
S
Tie
rra Adobe / Bahareque 5 5 3 4 3 5 3 5 5 3 5 4,50
Ladrillo, Bloque de arcilla 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 5 3,83
Pie
dra
Sin proceso 5 1 3 4 3 5 3 4 5 2 3 3,68
Bloques laborados 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 3 3,48
Placas 5 1 1 4 3 5 3 4 5 2 1 3,13
Co
ncr
eto
Prefabricados y bloques de concreto
5 1 1 3 3 5 4 3 5 2 5 3,78
Concreto reforzado 5 1 1 3 3 5 5 1 5 2 5 3,73
Láminas de fibrocemento 5 3 1 4 3 5 4 3 5 2 3 3,68
Mad
era
Madera aserrada-pino 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 3 3,88
Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 3 3,93
Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 5 4,23
Me
tale
s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 3 3,35
Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 3 2,98
Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 3 3,60
Vid
rio
Lámina 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33
Bloque 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33
Estructural 5 3 1 3 3 5 4 4 5 2 1 3,33
Fuente: (Luciani, 2014), adaptada por autores
Finalmente, para el componente cubierta el material más apto para el cubrimiento de la
vivienda fue el aluminio, sin embargo se utilizarán las tejas en buen estado resultantes de la
vivienda anterior, esto con el fin de minimizar el impacto ambiental de la nueva vivienda.
Sin embargo, también serán utilizadas tejas transparentes de PVC con el fin de iluminar el
interior de la vivienda en el día
Tabla 38 Resultados materiales con mejor desempeño para la componente cubierta.
CUBIERTA CATEGORÍA
Luga
r d
e p
rod
ucc
ión
Faci
lidad
de
tra
nsp
ort
e
Re
no
vab
le
Pe
so/D
en
sid
ad
Re
cicl
aje
y r
euti
liza
ció
n
Du
rab
ilid
ad
Esta
bili
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té
rmic
a
Co
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uct
ivid
ad
Ene
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em
be
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a
Efe
cto
isla
de
cal
or
Uso
(R
esi
sten
cia
a co
nd
icio
ne
s e
xte
rnas
)
Tota
l
7,5%
10%
10%
5%
5%
22,5%
5%
5%
7,5%
5%
17,5%
100%
MA
TER
IALE
S
Mad
era
Madera aserrada-pino
5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 1 3,50
Procesadas 5 5 5 5 5 3 2 5 5 2 1 3,55
Guadua 5 5 5 5 5 3 1 5 5 2 1 3,50
Me
tale
s Hierros y acero 5 1 1 1 5 5 5 1 5 1 5 3,60
Cobre 1 1 1 1 5 5 5 1 4 1 5 3,23
Aluminio 3 5 3 3 5 5 5 1 1 1 5 3,85
VIVIENDA
Según la metodología utilizada para las dimensiones de los cimientos, la distribución de estos
para la vivienda de la finca El Naranjal debe ser la siguiente:
Figura 31 Sistema de vigas de cimentación en la vivienda de la finca El Naranjal.
Fuente: Autores
El nivel inferior de las vigas de cimentación debe tener una profundidad de 500mm por
debajo del nivel acabado del primer piso, por lo que debe hacerse un relleno de cemento
ciclópeo bajo la viga de una profundidad de 350mm y una anchura de 300 mm, sobre las
vigas debe construirse un sobre cimiento de concreto que sobresalga 80 mm, en donde se
anclarán los muros estructurales.
El cálculo de la distribución simétrica de muros debe hacerse para ambos ejes principales
donde se ubican los muros de la vivienda (x y y), para ello se toma como referencia la esquina
inferior izquierda como el origen (0,0).
Los muros estructurales del eje horizontal son los resaltados en rojo en la Figura 32
Figura 32. Muros estructurales del eje horizontal
Fuente: Autores
Los datos de los muros del eje horizontal se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 39 Valores de (L*b) para los muros del eje horizontal.
MURO L (m) b L*b
1 5,3924 0 0
2 5,3922 0,92 4,9608
3 3,5025 0,92 3,2223
4 1,9445 4,0350 7,8461
5 3,6378 4,0350 14,6785
6 2,3154 4,0350 9,3426
7 4,0733 7,7103 31,4064
8 2,4118 7,7103 18,5957
9 2,2757 7,7103 17,5463
10 2,3181 7,7103 17,8732
11 9,6017 10,7103 102,8371
12 2,5580 2,0701 5,2953
Total 45,4234 - 233,6044
Fuente: Autores
El valor de B para los muros del eje horizontal es de 10.7103 m, se procede entonces a
calcular la simetría de los muros:
|(
233.604445.4234
−10.7103
2 )
10.7103| ≤ 0.15
0.01982 ≤ 0.15
Por lo tanto los muros en el plano horizontal cumplen con una distribución simétrica.
Los muros estructurales del eje vertical son los resaltados en azul en la Figura 33.
Figura 33. Muros estructurales del eje vertical
Fuente: Autores
Los datos de los muros del eje vertical se resumen en la siguiente tabla.
Tabla 40 Valores de (L*b) para los muros del eje vertical.
MURO L (m) b L*b
1 7,8403 0,0000 0
2 2,6753 2,8335 7,5804626
3 3,1368 2,8335 8,8881228
4 3,1300 5,2624 16,471312
5 4,1650 5,2624 21,917896
6 3,1300 8,3924 26,268212
7 3,2450 8,3924 27,233338
8 3,1300 11,5224 36,065112
9 3,2450 11,5224 37,390188
10 9,9200 14,7341 146,16227
Total 43,6174 - 327,9769
Fuente: Autores
El valor de B para los muros del eje vertical es de 14.7341 m, se procede entonces a calcular
la simetría de los muros:
|(
327.976943.6174 −
14.73412 )
14.7341| ≤ 0.15
0.0103 ≤ 0.15
Por lo tanto los muros en el plano vertical cumplen con una distribución simétrica, por lo
tanto ya que ambas distribuciones son menores a 0.15 se cumple con las condiciones de
divisiones y longitudes de los muros estructurales, por lo tanto el diseño en planta de la
vivienda será el siguiente:
Figura 34 Distribución en planta de los muros de la vivienda
Fuente: Autores
Verificación de resistencia de muros
Cargas muertas
Las cargas muertas son aquellas que se encuentran sobre la edificación e incluyen el peso de
la misma más los elementos permanentes, para calcular las cargas muertas deben utilizarse
las densidades de masa reales (en Kg/m3) de los materiales las cuales se deben multiplicar
por la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2), para así obtener los valores de peso en N/m3.
Cargas estructurales
La guadua a utilizar en la construcción de la vivienda dependiendo su uso tiene las
características consignadas en la Tabla 41, y la carga muerta total fue de 65.85 KN
Tabla 41 Carga muerta de la guadua para la edificación
Uso Longi
tud
total
(m)
Diámetr
o (m)
Volume
n (m3)
Graveda
d (m/s2)
Densida
d
(Kg/m3)
Peso por
m3(KN/m
3)
Carga
muerta
(KN)
Estructura 554,4
0
0,08 2,79 9,80 820,00 8,04 22,39
Soleras 363,3
2
0,08 1,83 9,80 820,00 8,04 14,68
Cubierta 376.5 0,11 3,58 9,80 820,00 8,04 28.78
Total - - - - - 65.85
Fuente: Autores
La densidad de la guadua Angustifolia Kunth según (Giraldo, 2004) está entre 0.76 g/cm3 a
0.82 g/cm3, se tomó la densidad mayor para efectos de calcular la carga muerta máxima
posible.
En cuanto a la esterilla de guadua esta tiene una densidad de 768 kg/m3 y por ende la carga
muerta para la esterilla es de 55.78 KN.
La malla electro soldada con las características anteriormente mencionadas es comercializada
con medidas de 6 * 2.35 m que tienen un peso de 15.1 Kg, por lo tanto la carga muerta es de
0.0031 KN. La carga muerta de mortero utilizado para los muros estructurales es de 294.81
KN.
Finalmente, la cubierta está compuesta por tejas de aluminio que ocupan un área de 152.03
m2 y tejas plásticas traslucidas que ocupan un área de 11.34 y el peso muerto de la cubierta
tiene un valor de 0.0784 KN.
Finalmente se calcula que la carga muerta total de la estructura que es de 416.5215 KN.
Cargas no estructurales
Las cargas muertas no estructurales horizontales a calcular para la vivienda son las referentes
al acabado del piso de concreto, el cual según la NSR-10 tiene una carga de 0.02 KN/m2 por
mm de espesor, como el acabado de los pisos será de 5mm y el área a la cual se le hará dicho
acabado es de 119.81 m2, por ende, la carga horizontal es de 11.981 KN
Las cargas no estructurales verticales vienen dadas por los enchapes que tienen una carga de
0.015 KN/m2 por mm de espesor, el área a enchapar será de 68 m2, por lo tanto la carga
muerta es de 5.1 KN. Los muros no estructurales también hacen parte de las cargas verticales,
sólo hay un muro no estructural en la vivienda y tiene una carga muerta de 2.4 KN.
Finalmente, dentro de las cargas muertas no estructurales se encuentran las generadas por las
ventanas y estas tienen una carga de 6.2 KN, para tener finalmente una carga de elementos
no estructurales verticales de 13.7 KN.
Las cargas muertas entonces tienen un valor de 430.2215 KN.
Cargas vivas
Las cargas vivas son aquellas producidas por el uso y ocupación de la edificación, las cargas
que se utilizarán en el diseño de la vivienda son las referentes al uso residencial y de
almacenamiento ya que se dispone de un cuarto de acopio de lo producido en la finca, por lo
tanto se calculan las cargas vivas producidas según la Tabla 42.
Tabla 42 Cargas vivas mínimas uniformemente distribuidas
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010) adaptada por
autores
Por lo tanto la carga viva referente a los cuartos privados y sus corredores es de 82.38 KN, y
la carga viva referente al cuarto de almacenamiento es de 39.2 KN, para un total de carga
viva de la vivienda de 121.58 KN.
Por ende, las cargas que se van a aplicar sobre los muros estructurales tienen un valor de
551.8015 KN los cuales serán distribuidos entre los 90.83 metros de longitud que tienen los
muros estructurales, los cuales están anclados a la cimentación y entre sí, lo que garantiza la
distribución simétrica de las cargas, por lo que cada metro de los muros de cimentación
soportará una carga de 6.07 KN, lo cual cumple con los valores admisibles de trabajo de los
muros en bahareque, según la Tabla 43.
Debido a que las cargas estructurales se encuentran correctamente distribuidas, no es
necesaria la instalación de columnas de apoyo.
Tabla 43 Valores admisibles de trabajo en muros de bahareque encementado
Fuente: (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, 2010) adaptada por
autores
ILUMINACIÓN EN EL INTERIOR DE LA VIVIENDA
A continuación se muestra la Tabla 44 que relaciona el área de cada sección de la vivienda
con el flujo luminoso o lúmenes necesarios para respetar el valor de 150 lux siguiendo la
𝑙𝑚 = 150 𝑙𝑢𝑥 ∗ 𝑎 Ecuación 5
Tabla 44 Luminosidad requerida para cada sección de la vivienda
Sección Área (m2) Luminosidad (lm)
Almacén 5,69 852,93
Baño 1 4,22 633,06
Baño 2 4,46 668,75
Cocina 8,96 1343,25
Corredor Ppal. 41,78 6267,40
Corredor Salida 8,20 1229,98
Habitación 1 8,84 1326,68
Habitación 2 9,20 1379,84
Habitación 3 8,61 1291,50
Habitación 4 8,61 1291,50
Habitación Ppal. 10,56 1584,08
Pasillo 2,83 424,47
Puesto Control 1,00 150,00
Fuente. Autores
Por otra parte, se han identificado varios tipos de bombillos y páneles led para analizarlos
según sus características, las cuales se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 45 Características de diferentes tipos de bombillos y paneles led
Opción Marca Tipo Luminosidad (Lm) Potencia (w) Valor $
1 Dairu Bombillo 350 4 7900
2 Dairu Bombillo 450 5,5 3316,67
3 Dairu Bombillo 806 8,8 6650
4 Dairu Bombillo 1060 10,5 6980
5 Ilumax Panel 150 3 8900
6 Ilumax Panel 450 6 11900
7 Philips Capsula 170 1,6 17500
Fuente. Catálogo de iluminación de Homecenter adaptado por autores
Implementando la 𝑁𝑏 = 𝑙𝑚/𝑙𝑚𝑏 Ecuación 6 se logra obtener la
cantidad de bombillos para cada sección, estos resultados se muestran en la Tabla 46.
Tabla 46 Cantidad de bombillos de cada opción para cada sección de la vivienda
Sección Cantidad Bombillos
1 2 3 4 5 6 7
Almacén 2 2 1 1 6 2 5
Baño 1 2 1 1 1 4 1 4
Baño 2 2 1 1 1 4 1 4
Cocina 4 3 2 1 9 3 8
Corredor Ppal. 18 14 8 6 42 14 37
Corredor Salida 4 3 2 1 8 3 7
Habitación 1 4 3 2 1 9 3 8
Habitación 2 4 3 2 1 9 3 8
Habitación 3 4 3 2 1 9 3 8
Habitación 4 4 3 2 1 9 3 8
Habitación Ppal. 5 4 2 1 11 4 9
Pasillo 1 1 1 0 3 1 2
Puesto Control 0 0 0 0 1 0 1
Fuente. Autores
Como se puede notar, en algunos casos el resultado para el número de bombillas es 0, esto
se debe a la alta luminosidad de cada foco luminoso, es decir, se desperdiciará cierta cantidad
de luz si se implementarían.
Teniendo en cuenta la tabla anterior y la Tabla 45 donde se muestran las características de
las 7 opciones elegidas, se puede llegar a la potencia total requerida de cada opción para cada
sección de la vivienda por medio de la 𝑊𝑡𝑏 = 𝑊𝑏 ∗ 𝑁𝑏 Ecuación
7, estos resultados se presentan a continuación.
Tabla 47 Potencia total de cada opción para cada sección de la vivienda
Sección Total potencia (w)
1 2 3 4 5 6 7
Almacén 8 11 8,8 10,5 18 12 8
Baño 1 8 6 8,8 10,5 12 6 6,4
Baño 2 8 6 8,8 10,5 12 6 6,4
Cocina 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8
Corredor Ppal. 72 77 70,4 63 126 84 59
Corredor Salida 16 17 17,6 10,5 24 18 11,2
Habitación 1 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8
Habitación 2 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8
Habitación 3 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8
Habitación 4 16 17 17,6 10,5 27 18 12,8
Habitación Ppal. 20 22 17,6 10,5 33 24 14,4
Pasillo 4 5,5 8,8 0 9 6 3
Puesto Control 0 0 0 0 3 0 1,6
Fuente. Autores
Así mismo se resaltan con color verde las opciones de bombillas que consumen una menor
cantidad de energía en las diferentes áreas de la vivienda, excepto en el área del corredor
principal, el pasillo y el puesto de control ya que si se eligiera la opción 7 se elevarían
significativamente los costos por lo cual se optó por las opciones 4, 1 y 5 respectivamente
dando relevancia al consumo energético y a la inversión económica. Se han definido Cuatro
tipos de bombillas, las opciones 1, 2, 4 y 5, tal como se evidencia en la Tabla 48 con sus
respectivas cantidades
Tabla 48 Cantidad y tipo de bombillas
Sección Opción de
bombilla
Cantidad de
Bombillas
Total potencia
(w)
Almacén 1 2 8
Baño 1 2 1 6
Baño 2 2 1 6
Cocina 4 1 10,5
Corredor Ppal. 4 6 63
Corredor Salida 4 1 10,5
Habitación 1 4 1 10,5
Habitación 2 4 1 10,5
Habitación 3 4 1 10,5
Habitación 4 4 1 10,5
Habitación Ppal. 4 1 10,5
Pasillo 1 1 4
Puesto Control 5 1 3
Total 163,5
Fuente. Autores
Conociendo que 1 lux equivale a 1lm/m2 se obtiene la iluminancia para cada espacio de la
vivienda, los cuales se muestran en la siguiente tabla.
Tabla 49 Iluminancia final para cada espacio de la vivienda
Sección Cantidad de
bombillas
lm de
bombilla Área total Iluminancia
Almacén 2 350 5,69 123,11
Baño 1 1 450 4,22 106,62
Baño 2 1 450 4,46 100,94
Cocina 1 1060 8,96 118,37
Corredor Ppal. 6 1060 41,78 152,22
Corredor Salida 1 1060 8,20 129,27
Habitación 1 1 1060 8,84 119,85
Habitación 2 1 1060 9,20 115,23
Habitación 3 1 1060 8,61 123,11
Habitación 4 1 1060 8,61 123,11
Habitación Ppal. 1 1060 10,56 100,37
Pasillo 1 350 2,83 123,68
Puesto Control 1 150 1,00 150
Fuente. Autores
Como se muestra en la tabla anterior, a pesar que se tomó como base el valor medio de 150
lux, únicamente el área del puesto de control cumple con este parámetro, sin embargo, los
valores obtenidos no se salen de mínimo (100 lux) y el máximo (200 lux) recomendado para
evitar el deslumbramiento u otros efectos a la salud visual de los habitantes.
Por otra parte, para la red de iluminación de la vivienda se necesitarían un total de 147 m de
cable calibre 14, para las tomas de uso general se implementarían 57 m de cable calibre 12 y
para las tomas de uso rudo (lavadora, hornos, planchas, entre otros) 26 m de cable calibre 8,
además, se necesitarían 147 m de tuvo PVC conduit de media pulgada para las redes, a
continuación se muestra la distribución de las bombillas junto a las redes eléctricas.
Figura 35 Distribución de bombillas y red eléctrica para la iluminación para la vivienda
de la finca El Naranjal
Fuente. Autores
Figura 36 Red eléctrica para las tomas de la vivienda de la finca El Naranjal
Fuente. Autores
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Se tiene en cuenta que son 4 habitantes permanentes por lo cual se tomará el valor de 130
L/Hab*día basados en la Tabla 26, en cuanto a las 4 personas que habitan la vivienda
temporalmente se ha decidido tomar el dato de “alojamiento temporal” presentado en dicha
tabla de 80 L/Hab*día, de esta forma, se implementa la 𝐶 = (𝐶𝑃 ∗ 0.5) + (𝐶𝑇 ∗ 0.5)
Ecuación 8 obteniendo lo siguiente.
𝐶 = (130 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 0.5) + (80 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎 ∗ 0.5)
𝐶 = 105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎
Posteriormente se halla el total de aguas residuales en un día por medio de la 𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 𝐶 ∗
𝑁𝐶 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎 Ecuación 9
𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖 ∗ 8 𝐻𝑎𝑏 ∗ 1 𝑑𝑖𝑎
𝐶1𝑑𝑖𝑎 = 840 𝐿
Teniendo en cuenta la Tabla 27 de tiempos de retención, se toma el dato de 1 día como tiempo
de retención (T)
Se ha elegido un intervalo de limpieza de dos años y considerando que la temperatura
ambiente promedio de la zona es de 16 ºC se obtiene el valor de 105 para K como se muestra
en la Tabla 28.
Sustituyendo las variables de la Vu= 1000 + Nc (CT + KLf) Ecuación
10 con los datos ya planteados se obtiene el siguiente volumen útil para el tanque séptico:
Vu = 1000 + 8 Hab (105 𝐿/𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎*1dia + 105*1 L/día)
Vu= 2680 L
Siguiendo las consideraciones planteadas por la Resolución 0330 (2017) para el diseño de
tanques sépticos, en el numeral 3 se plantea que este sistema debe estar formado por dos
cámaras con relación 2:1 con respecto al volumen total, por esta razón se ha decidido
implementar dos tanques prefabricados, el primero con una capacidad de 2000 L y el segundo
de 1000 L para un total de 3000 L cumpliendo con la demanda del volumen útil necesario,
estos tanques tienen una altura de 1550 mm y 1030 mm respectivamente cumpliendo las
especificaciones planteadas en la Tabla 24. Así mismo, se debe incluir un sistema de
filtración anaerobia prefabricada de 1000 L y se incluirá una trampa de grasas a la salida de
las aguas residuales provenientes de la cocina con capacidad de 95 L
Por otra parte, la Resolución 0330 (2017) exige que este sistema debe estar acompañado por
un tratamiento complementario, de estos se han descartado el campo de infiltración por el
área que este demanda y el pozo de infiltración, ya que las propiedades del suelo causan que
la infiltración sea demasiado lenta, por lo tanto se ha elegido el humedal artificial como
tratamiento complementario del sistema de tanque séptico para la finca El Naranjal, se ha
elegido el humedal de tipo Subsuperficial ya que según Arias, Betancur, Salazar, &
Hernandez (2010), este tipo de humedal frente a los otros tipos tiene las siguientes ventajas:
Mínima presencia de plagas.
Ausencia de malos olores en la zona de los lechos
Facilidad de operación
La condición de modular permite adicionar nuevas unidades de acuerdo con las
características de las aguas residuales finales.
Las aguas obtenidas se pueden usar nuevamente
El caudal de entrada al sistema de humedal Q es el caudal efluente del pozo séptico, es decir,
2680 L/día como ya se había planteado por medio de la Vu= 1000 + Nc (CT + KLf)
Ecuación 10.
Según la tabla E.2.6 del RAS (2000) para la carga de DBO5 se sugiere tomar el valor de 50
g/Hab.Día el cual corresponde al DBO5 entrante. Por otra parte, para el DBO5 de salida se
tendrá en cuenta los valores encontrados en la Resolución 631 (2015) por la cual se establecen
los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a
cuerpos de aguas superficiales; siendo así 90 mg/L el máximo permisible.
Se sustituyen las variables en la 𝐶𝑜 = (𝐷𝐵𝑂5 ∗1000𝑚𝑔
1 𝑔∗ 𝑁𝑐)/𝑄 Ecuación
12 para obtener la concentración de DBO5 de la siguiente forma:
𝐶𝑜 =
50 𝑔𝐻𝑎𝑏. 𝑑𝑖𝑎
∗100 𝑚𝑔
1 𝑔 ∗ 8 𝐻𝑎𝑏
2680 𝐿/𝑑𝑖𝑎
𝐶𝑜 = 149.25 𝑚𝑔/𝐿
Con la 𝐾𝑡 = 𝐾20 ∗ 1.07𝑇−20 Ecuación 13 se obtiene el valor de k
pertinente a la constante de temperatura para el sistema
𝐾𝑡 = 1.1040 ∗ 1.0716−20
𝐾𝑡 = 0.8422
La EPA (1993) sugiere que para la profundidad promedio del agua en el filtro no se puede
superar los 0.62 m sin embargo para este sistema se ha elegido una profundidad de 0.6 m
para manejar cifras cerradas, en cuanto al valor del porcentaje de la porosidad de la estructura
se sugiere que para sistemas que utilicen plantas, n debe ser igual a 0.35.
Ya teniendo estos datos, las variables se sustituyen por los valores correspondientes en la
𝐴𝑠 =𝑄∗(𝐿𝑛𝐶𝑜−𝐿𝑛𝐶𝑒)
𝐾𝑡∗𝐷∗𝑛 Ecuación 11 para calcular el área superficial del
humedal.
𝐴𝑠 =2.68 𝑚3/𝑑𝑖𝑎 ∗ (𝐿𝑛 149.25 𝑚𝑔/𝐿 − 𝐿𝑛 90 𝑚𝑔/𝐿)
0.8422 ∗ 0.6 𝑚 ∗ 0.35
𝐴𝑠 = 7.6646 𝑚2
Las dimensiones del humedal están determinadas por la 𝐴𝑠 = 𝑊 ∗ 𝐿
Ecuación 14 obteniendo lo siguiente
𝑊 ∗ 2𝑊 = 7.6646 𝑚2
𝑊 = √7.6646 𝑚2
2
𝑊 = 1.9576
𝐿 = 2𝑊 = 2 ∗ 1.9576 𝑚 = 3.9152 𝑚
Las medidas de largo y ancho definidas para el humedal son 4 m y 2 m respectivamente con
profundidad de 1 m, altura del relleno de 0,7 m y profundidad del agua de 0,6 m.
Uno de los factores fundamentales para el correcto funcionamiento del humedal artificial es
la vegetación implementada, ya que por medio de esta se realizan los procesos de purificación
del recurso hídrico. Para la finca El Naranjal se propone implementar Guadua angustifolia
Kunth ya que según los resultados presentados por Marín & Correa (2010) esta especie aparte
de proteger el suelo y el recurso hídrico, contribuye a la remoción de nitrógeno, materia
orgánica y algunos agentes patógenos como E. coli.
Conforme a lo propuesto por Marín & Correa (2010) se deben sembrar 4 chusquines por m2,
por lo cual para el humedal de la finca El Naranjal se deben sembrar 32 chusquines de
Guadua angustifolia Kunth. Este tipo de planta muestra mejor eficiencia al estar sembrada
en arena, sin embargo, se ha considerado implementar los residuos de los escombros
fragmentados para el relleno mejorando la distribución de las aguas residuales en todo el
humedal; por lo tanto se usaran los residuos de escombros en la entrada y salida del humedal
con una capa de 50 cm, estas secciones a su vez tienen una inclinación de 65 grados
permitiendo el flujo del agua con una velocidad inicial, el resto del relleno del humedal está
compuesto por el 50% de escombros triturados y el 50% de arena para el crecimiento de la
guadua. Lo anterior puede observarse en la Figura 37.
En cuanto a los escombros provenientes de la vivienda se tiene que es un volumen total de
18.57 m3, para el humedal se usarán 3.5 m3 de dichos escombros, además, en el área del
antiguo corral se nivelara para dejar esta zona como un jardín rodeando el humedal, para esto
se usarán 10.53 m3 formando un total de 14.03 m3 de escombros reutilizados en esta zona.
Los 4.54 m3 de escombros sobrantes se utilizarán para nivelar el suelo para la construcción
del establo.
Figura 37 Vista Transversal del humedal artificial subsuperficial para la finca El Naranjal
Fuente. Morales, López, Vera & Vidal (2013) adaptada por Autores
El vertimiento final del sistema de tratamiento se realizará en la zona de bosque que no se
encuentra intervenida antrópicamente, este punto se encuentra a aproximadamente 72 metros
de la quebrada que delimita la finca. Por otra parte, es necesaria la utilización de 41 metros
de tubería de 4 pulgadas, 8 m de tubería de 2 pulgadas, una tees sanitaria reducida 4x2, 4
codos de 90° de 2 pulgadas, 4 codos de 90° de 4 pulgadas y dos tees sanitarias de 4 pulgadas
.
Todo el sistema de tratamiento de aguas residuales se muestra en la siguiente figura.
Figura 38 Sistema de tratamiento de aguas residuales de la vivienda de la finca El
Naranjal
Fuente. Autores
GANADERÍA ESTABULADA
Se dispone de un área de 64 m2 para la construcción del establo donde se van a ubicar las
unidades ganaderas, se utilizará un área de 54 m2 para la estadía de las mismas y el área
restante será utilizada para la construcción del abrevadero que tendrá forma de L con una
longitud de 12 metros y 0.6 metros de ancho, el abrevadero tendrá una cota superior de 1
metro, sin embargo este sólo tendrá una profundidad de 0.6 metros, para facilitar a las
unidades ganaderas el acceso al agua.
Finalmente siguiendo las consideraciones de la metodología, el diseño final del establo es el
siguiente.
Figura 39 Vista en planta del establo
Fuente. Autores
BIODIGESTOR Y APROVECHAMIENTO DEL BENEFICIO DE CAFÉ
Para calcular el tiempo de beneficio por cosecha se implementa la 𝑇𝑐𝑠 =𝐶𝑐𝑠
𝐽𝑑
Ecuación 16
𝑇𝑐𝑠 =48@
17@ 𝑗𝑜𝑟𝑛𝑎𝑙 ∗ 𝑑í𝑎⁄= 2.823 ≅ 3 𝑑í𝑎𝑠
Cada día de estos 3 necesarios para la cosecha, aportará entonces 184L de aguas mieles
al digestor, por lo tanto la 𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟
Ecuación 15 se modifica para poder internalizar la carga adicional que recibirá
el digestor en días de cosecha, quedando así:
𝑉𝐷 = (𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 + 552𝐿(𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑚𝑖𝑒𝑙𝑒𝑠) Ecuación 23
Por tanto el volumen total de carga diaria al biodigestor se calcula añadiendo la misma
cantidad de agua en litros que los kilogramos de residuos generados por las unidades
ganaderas, es decir 80Kg de estiércol + 80L de agua, lo que nos da como resultado 160 litros
de mezcla al día, considerando el tiempo de retención de 40 días y reemplazando en la 𝑉𝐷 =
(𝐾𝑔(𝑒𝑥𝑐𝑟𝑒𝑡𝑎) + 𝐾𝑔(𝑎𝑔𝑢𝑎)) 𝑇𝑟 + 552𝐿(𝑎𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑚𝑖𝑒𝑙𝑒𝑠) Ecuación 23 podemos calcular el
volumen del biodigestor, entonces se tiene que:
𝑉𝐵 = (80 + 80) ∙ 40 + 552𝐿
𝑉𝐵 = 6400 𝐿 + 552 𝐿
𝑉𝐵 = 6952 𝐿 ≅ 7 m3
Por lo tanto el volumen final que debe tener el balón para poder tratar los residuos
anteriormente necesarios es de 6952 litros, que se aproxima a 7 m3 para términos prácticos.
Para poder calcular las medidas del digestor de balón de 7 m3 se emplea la expresión de
volumen de un cilindro.
𝑉𝐵 = 𝜋𝑟2 ∗ ℎ
El área destinada para la ubicación del digestor tiene un largo de 8.71m, por lo que se toma
un largo de 8 metros para el cilindro, reemplazando los valores en la expresión de volumen
del cilindro tenemos que
7 𝑚3 = 𝜋𝑟2 ∗ 8𝑚
Despejando el radio obtenemos la siguiente ecuación
𝑟 = √𝑉
𝜋ℎ
Reemplazamos los valores de volumen y altura, entonces
𝑟 = √7 𝑚3
𝜋 ∙ 8𝑚= 0,5277 𝑚
Por lo tanto las dimensiones finales del digestor de balón son de 8 metros de longitud y un
radio de 0,5277 metros y 1,055 metros de diámetro.
Ahora se calcula la producción de biogás a partir de las cargas diarias que se le van a hacer
al digestor, según la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. por cada kilogramo de
estiércol de ganado vacuno se producen 0,04 m3 de biogás, por lo tanto la producción diaria
de biogás estará dada por la siguiente expresión
𝑉𝐵/𝑑 = 80 ∗ 0,04 = 3,2 𝑚3
Entonces la producción de biogás al día será de 3,2 m3, a excepción de los meses de cosecha
de café en las que el digestor tendrá cargas extra y se generará más biogás, en la evaluación
de biogás generado por aguas procedentes del beneficio del café, se estima que por cada litro
de estas aguas, se generan 41,52 litros de biogás o 0,04152 m3 (Espinosa, 2017), el volumen
extra de biogás viene dado entonces por la siguiente expresión:
𝑉𝐴𝑚 = 184 ∗ 0,04152 = 7,64 𝑚3
Es decir que para los 3 días de lavado de la cosecha de café, se van a generar 7,64 m3 de
biogás adicionales por día.
Consecuentemente se generarán 3,2 m3 de biogás por día y para la primera temporada de
cosechas del año (Abril-Junio) se darán unos excesos de 7,64 m3 durante los 3 días del
beneficio del café, por lo que la producción diaria de biogás para estos 3 días será de 10,84
m3 por día, lo mismo sucede con la segunda cosecha del año (Septiembre – Diciembre).
Se calculan entonces las necesidades de biogás al día de la vivienda, ayudándonos de la Tabla
50 en donde se calcula el consumo de gas de algunos equipos alimentados por este
combustible.
Tabla 50 Principales equipos de consumo de biogás
Fuente: (Ministerio de energía de Chile, 2011)
El gas producido será utilizado con fines familiares para la elaboración de los alimentos tres
veces al día y para el alumbrado de la finca. Se considera que una persona para satisfacer la
necesidad de elaboración de sus alimentos consume 0,35 m3 de gas diario (Cuní, 2011),
entonces:
𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜 = 0,35 𝑚3 ∗ 4 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 = 1,4 𝑚3
Por lo tanto el consumo diario de biogás para la elaboración de alimentos será de 1,4 m3, lo
que deja un volumen restante de 1,8 m3 que serán aprovechados para el alumbrado de la finca,
este biogás será distribuido en 5 lámparas que podrán ser utilizadas por máximo 5 horas cada
una, estas se distribuirán en el exterior de la vivienda, 2 en la zona del biodigestor y el establo,
una en el lavadero, una en la entrada principal y la última en la parte trasera de la vivienda.
Para las 4 personas flotantes que visitan la finca en temporada de vacaciones (Junio- Julio) y
(Diciembre-Enero) se deben calcular los excesos de consumo de biogás, los cuales se
calculan en función del tiempo de estadía, generalmente las 4 personas flotantes se quedan
en la finca por 2 semanas, por lo tanto el cálculo de los excesos está dado por la siguiente
expresión:
𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 𝑓𝑙𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = 0,35 𝑚3 ∗ 4 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 14 𝑑í𝑎𝑠 = 19,6 𝑚3
Este exceso se suple con el volumen de biogás extra generado en las temporadas de cosecha
del café, las cuales coinciden con los tiempos de visita de las personas flotantes, el cálculo
del volumen sobrante viene dado por la siguiente expresión:
𝑉𝐵𝑖𝑜𝑔á𝑠 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎 = 22,92 𝑚3 − 19,6 𝑚3 = 3,32 𝑚3
Es decir que para la temporada de cosecha quedará un volumen de 3,32 m3 de biogás restante,
el cual podrá ser utilizado para iluminación, ya sea con las lámparas de biogás instaladas en
los exteriores de la vivienda o con una lámpara de biogás portable.
Para decidir la localización del digestor (Figura 40) se tomaron en cuenta criterios de cercanía
a la materia prima, la cual se va a cargar diariamente, también que como se indica en el
manual la tubería esté entre 10 y 50 metros. Así mismo, las lámparas que se proponen en el
diseño de la vivienda serán utilizadas para el alumbrado de exteriores.
Figura 40 Localización del digestor en la finca El Naranjal
Fuente. Autores
Por lo tanto se utilizarán 40 metros de tubería para la conducción del gas hasta su sitio de
utilización, esto debido a que el biodigestor se encuentra en la cota de 2100 msnm y la
vivienda en la de 2090, por lo tanto verticalmente son 10 metros de tubería más la que se
utilizará horizontalmente (30m), esto teniendo en cuenta que la tubería debe llegar a la
vivienda por las alturas con fines de seguridad.
Excavación de la fosa
La excavación de la fosa se realizará teniendo en cuenta las dimensiones del digestor que ya
se han calculado anteriormente. Se debe hacer una terraza completamente nivelada de largo
y de ancho, las dimensiones de la fosa son las siguientes:
Figura 41 Medidas de excavación del terreno parta la instalación del digestor
Fuente: (Cenicafé, 1999) adaptada por autores
CONTROL DE EROSIÓN DE TALUDES
El talud a tratar tiene una longitud de 15 metros y su perfil es de 4x4 metros, por lo tanto se
necesitarán de 8 escalones para estabilizar el terreno, como se aprecia a continuación
Figura 42 Perfil transversal de talud escalera
Fuente. Autores
Debido a que se van a colocar estacas cada metro de distancia horizontal y que se proponen
8 escalones, el total de estacas será de 60, cada una de ellas con una longitud de 0.75 metros.
Adicionalmente se refuerza con 10 líneas horizontales de bambú para poder retener el suelo
y evitar la erosión, lo que equivale a un total de 1200 metros de bambú. Estos materiales
serán obtenidos de un productor certificado. La obra se debe construir de arriba hacia abajo
para garantizar el correcto funcionamiento de la misma.
SISTEMA DE ENERGÍA SOLAR
La instalación de los paneles solares depende directamente del consumo o la demanda
energética de la vivienda, por lo cual, se debe cuantificar dicha demanda teniendo en cuenta
las condiciones deseadas y los aparatos eléctricos que se emplean como uso cotidiano, para
ello se realizó una tabla de consumo eléctrico que se muestra a continuación.
Tabla 51 Consumo energético de la finca El Naranjal
Equipo Potencia
(w) Cantidad
Tiempo
Uso h/día Wh/día
Bombillo Dairu 1060 lm 10,5 13 4 546
Bombillo Dairu 350 lm 4 3 4 48
Bombillo Dairu 450 lm 5,5 2 4 44
Cafetera Oster 650 1 0,5 325
Carga de celulares 12 4 0,53 25,44
DVD contex 15 1 0,0119 0,1785
Equipo Mini PANASONIC
AKX110 300 1 3 900
Lavadora Centrales
LCA80GZI1 340 1 0,375 127,5
Licuadora Premium PB323 350 1 0,1667 58,345
Nevera Challenger 223lt
Frost CR252 69 1 24 1656
Otros gastos energéticos o
perdidas 5 1 0,53 2,65
Panel Ilumax 150 lm 3 1 4 12
Plancha 1200 1 0,003 3,6
Televisor Samsung 75 2 3 450
Total 4254,7135
Fuente. EPM (2012) adaptada por Autores
Para el potencial de los páneles se toma el valor de 250 W el cual es un promedio de los
consultados en el mercado con un costo asequible.
El valor de la radiación solar se toma a partir de los datos presentados por el IDEAM (2014)
donde se establecen valores mínimos de 4 KWh/m2/día y máximos de 4,5 KWh/m2/día para
el municipio de Cajamarca.
Para el factor de corrección se tendrá en cuenta la Tabla 52 donde se muestran el factor de
corrección k para la latitud de 4º, además se muestra un promedio anual teniendo en cuenta
que algunos meses tienen más días que otros, por lo cual tienen un mayor peso en el promedio
de la siguiente forma.
Meses de 31 días = 8,49%
Meses de 30 días = 8,22%
Meses de 28 días = 7,67%
Tabla 52 Valores de factor k para latitud de 4º
FACTOR k PARA LATITUD DE 4º
Inc Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Promedio
anual
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,0000
5 1,02 1,01 1 0,99 0,97 0,97 0,97 0,98 1 1,02 1,03 1,03 0,9989
10 1,04 1,02 1 0,96 0,94 0,93 0,94 0,96 1 1,03 1,05 1,05 0,9930
15 1,05 1,02 0,98 0,94 0,9 0,88 0,90 0,93 0,98 1,03 1,06 1,07 0,9779
20 1,06 1,02 0,97 0,9 0,85 0,83 0,85 0,90 0,96 1,03 1,07 1,08 0,9595
25 1,05 1,01 0,94 0,86 0,8 0,77 0,80 0,86 0,94 1,02 1,07 1,08 0,9328
30 1,05 0,99 0,91 0,82 0,74 0,71 0,74 0,81 0,91 1,00 1,06 1,07 0,9002
35 1,03 0,97 0,87 0,77 0,68 0,64 0,67 0,76 0,87 0,98 1,05 1,06 0,8618
40 1,01 0,94 0,83 0,71 0,61 0,57 0,60 0,70 0,82 0,95 1,03 1,04 0,8167
45 0,98 0,9 0,78 0,65 0,54 0,5 0,53 0,64 0,77 0,91 1,00 1,02 0,7675
50 0,95 0,86 0,73 0,59 0,47 0,42 0,46 0,57 0,72 0,87 0,97 0,99 0,7158
55 0,91 0,81 0,67 0,52 0,39 0,34 0,38 0,50 0,66 0,82 0,93 0,95 0,6558
60 0,86 0,76 0,61 0,45 0,31 0,25 0,30 0,43 0,60 0,76 0,88 0,91 0,5924
65 0,81 0,71 0,55 0,37 0,23 0,17 0,22 0,35 0,53 0,70 0,83 0,86 0,5265
70 0,76 0,65 0,48 0,3 0,15 0,12 0,13 0,27 0,46 0,64 0,77 0,81 0,4606
75 0,7 0,58 0,41 0,22 0,12 0,11 0,10 0,19 0,38 0,57 0,71 0,75 0,4023
80 0,64 0,52 0,34 0,14 0,11 0,1 0,10 0,11 0,31 0,50 0,64 0,69 0,3491
85 0,57 0,45 0,26 0,12 0,1 0,09 0,09 0,09 0,23 0,43 0,57 0,62 0,3009
90 0,5 0,37 0,19 0,11 0,1 0,09 0,08 0,08 0,15 0,35 0,50 0,55 0,2553
Fuente Clean Energy Solar (2015) adaptada por Autores
Como se evidencia en la tabla anterior el valor promedio anual más alto corresponde a una
inclinación de 0, por lo cual los paneles al estar horizontalmente serán más eficientes, es por
esta razón que se toma para k el valor de 1.
Teniendo estos datos se sustituyen las variables en la 𝐻𝑆𝑃 = 𝑅 ∗ 𝐶𝑎 ∗ 𝑘
Ecuación 18, trabajando con el valor mínimo de radiación para satisfacer la demanda
energética de la vivienda
𝐻𝑆𝑃 =4𝐾𝑊ℎ
𝑚2/𝑑𝑖𝑎∗ 1,05 ∗ 1
𝐻𝑆𝑃 = 4,2 𝐾𝑊ℎ/𝑚2/𝑑𝑖𝑎
Con estos datos, se implementa la 𝑁𝑝 =𝐷𝑒∗1,3
𝐻𝑆𝑃∗𝑊𝑝 Ecuación
17 para hallar la cantidad de paneles solares necesarios para abastecer de energía eléctrica la
finca El Naranjal.
𝑁𝑝 =4198,7135 ∗ 1,3
4.2 ∗ 250
𝑁𝑝 = 5,2 ≈ 6
Como se muestra en la ecuación anterior, es necesaria la instalación de 6 paneles solares para
suplir la demanda energética de la vivienda.
En cuanto a la cantidad de baterías a implementar se sustituyen los valores en la 𝑁𝑏𝑡 =
𝐷𝑒∗1,3
𝑊𝑏𝑡∗0,5∗0,9 Ecuación 19:
𝑁𝑏𝑡 = 4198,7135 ∗ 1,3
2400 ∗ 0,5 ∗ 0,9
𝑁𝑏𝑡 = 5,05
El resultado muestra la necesidad de 5,05 baterías, por lo cual se implementarán 5 baterías
de 2400 W y una de 312 W previniendo que hallan excesos de producción o una sobrecarga
energética de las baterías.
En cuanto a la conexión desde los paneles solares hasta las baterías se implementará cable
calibre 4 con una longitud de 9,5 m y desde las baterías hasta el inversor se usará cable calibre
6 con una longitud de 3 m
A continuación se muestra el esquema de cómo estaría compuesto el sistema de energía solar
para la vivienda.
Figura 43 Sistema de conexión de energía solar
Fuente. Autores
Este sistema debe contar con un cuarto de control donde se situarán los interruptores, el
regulador de carga, las baterías y el inversor, este se encontrará en la parte sur de la vivienda.
Por otra parte los paneles solares se situaran sobre la habitación 2 esto con el fin de que los
muros soporten el peso de dichos paneles, lo anterior se muestra en la Figura 43.
Figura 44 Ubicación paneles solares sobre la vivienda de la finca El Naranjal
Fuente. Autores
SISTEMA DE RECOLECCIÓN DE AGUAS LLUVIA
Se ha propuesto un sistema de recolección de aguas lluvia para la Finca el Naranjal el cual
depende principalmente de la precipitación en la zona, para ello, se ha solicitado información
al Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM de la estación
meteorológica Cajamarca-21215100 ubicada a 1,5 Km del predio y a una elevación de 1920
m.s.n.m., la información corresponde a los valores máximos de precipitación durante el
periodo de 1991 y 2009 presentada mensualmente a continuación.
Tabla 53 Información de los valores máximos mensuales de precipitación entre 1991 y
2009
Valores máximos mensuales de precipitación (mm)
Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
1991 7,7 3,5 15,2 25,9 28,9 24,1 44,7 30,3 33,9 24,2 39,2 18,93
1992 15 34,2 19,8 31,2 14,5 27,8 31,2 13,1 28,6 31,2 25,03 22,9
1993 13 20,3 28,9 33,4 43,9 12,4 26,2 10,2 41,7 22,6 33,4 20,4
1994 29 19,4 22 28,6 25,1 26,9 26,7 14,5 34,4 32,6 24 8,3
1995 4,2 8,13 30,43 29,2 29,4 109,03 43,1 15,1 40,4 18 21,1 37,1
1996 15,3 10,2 22,4 29,5 31,9 29,4 14,6 49,5 28,1 24 44,9 28,9
1997 13,43 42,6 18,2 22,5 31 72,1 2,1 3,1 19,2 19,2 32,4 8,4
1998 7,6 29,5 25,6 28,4 29,5 25,9 54,9 33,2 33,3 16,8 19,6 38,6
1999 25,2 23,6 34,3 33,7 20,4 23,1 19,5 21,7 38,9 26,5 26,6 31,5
2000 19,7 23,6 23 17,1 54,9 58,5 31,2 20,2 32,1 21,3 14,2 13,6
2001 17,2 24,4 35,2 26,8 45,3 13,3 54,03 19,1 32,4 12,8 15,3 38,4
2002 6,93 23,2 32,3 27 29,8 29,7 61,9 14,5 22,9 26 13,8 7,8
2003 1,8 10,3 20 45,5 73,7 29 19,6 17,8 22,53 34,1 21 36
2004 8,93 38,8 17 16,7 31,5 21,8 27,7 11,6 25,7 27,3 27,4 8,4
2005 16,7 25,4 30,3 25,6 29 54,6 15,73 50 19,6 21,33 38,4 22,6
2006 18,4 31,2 20 31,6 28,63 48 10,4 5,5 27,2 12,2 14,7 24,7
2007 7,6 24,7 17,5 28,1 43,7 39,8 35,4 47,3 32 33,6 33,6 16,6
2008 16,8 16,53 13,5 32,8 29,1 36,6 40 31,8 23 30 34 19,5
2009 22 21 33 16,5 32,2 41,6 34,7 18,3 16,2 32,3 18,1 22,03
Fuente. Información suministrada por el IDEAM (2018) adaptada por autores
Para el cálculo del almacenamiento del agua lluvia captada, se ha decidido trabajar con
valores máximos, a pesar que el valor máximo es de 109,03 mm correspondiente al mes de
junio del año 1995, se ha decidido no trabajar con este valor, ya que, como se ve reflejado en
la Figura 45 este valor se encuentra fuera del comportamiento normal respecto a los valores
de los otros años, es por esta razón que se ha decidido tomar el segundo valor máximo que
es de 73,7 mm correspondiente al mes de mayo de 2003.
Figura 45 Valores máximos mensuales de precipitación
-20
0
20
40
60
80
100
120
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pre
cip
ita
ció
n (
mm
)
Número correspondiente al mes1991 1992 1993 1994 1995
1996 1997 1998 1999 2000
2001 2002 2003 2004 2005
2006 2007 2008 2009
Fuente. Autores
Según el diseño de la vivienda propuesta se identifican tres secciones, la primera demarcada
por el techo sobre las habitaciones secundarias, la cocina y la sala; la segunda delimitada por
el techo que cubre la habitación principal, los dos baños y el almacén; la tercera corresponde
al área del establo; por esta razón se realizan los siguientes cálculos identificando la
posibilidad de tener tres puntos de recolección de aguas lluvia, así mismo se aplicará la 𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐
1000 Ecuación 21 en los tres casos para conocer la oferta de
aguas lluvia de diseño en las secciones del techo. El área de las tres secciones del techo es de
111,4021 m2, 44,4861 m2 y 79,98 m2 respectivamente y se muestran en la siguiente
ilustración.
Figura 46 Secciones del tejado para la recolección de aguas lluvia
Fuente. Autores
El volumen de lavado de los techos está determinados por la 𝑉𝑙𝑖 = (1𝐿
𝑚2∗ 𝐴𝑐)/1000
Ecuación 20, por lo tanto para cada sección se obtienen los siguientes
resultados
𝑉𝑙1 = (1𝐿
𝑚2∗ 111,4021 𝑚2)
𝑽𝒍𝟏 = 𝟏𝟏𝟏, 𝟒𝟎𝟐𝟏 𝑳
𝑉𝑙2 = (1𝐿
𝑚2∗ 44,4861𝑚2)
𝑽𝒍𝟐 = 𝟒𝟒, 𝟒𝟔𝟏 𝑳
𝑉𝑙3 = (1𝐿
𝑚2∗ 79,98𝑚2)
𝑽𝒍𝟑 = 𝟕𝟗, 𝟗𝟖 𝑳
De esta manera se implementarán tres tanques, uno de 120 L, de 50 L y 80 L respectivamente
para las secciones ya mencionadas, el agua recolectada en estos recipientes puede
implementarse para el riego de los cultivos en la finca.
Para el coeficiente de escorrentía se toma el valor de 0,8 según lo propuesto por Palacio
(2010); sustituyendo los valores en la 𝑂𝑑𝑖 =𝑃𝑝𝑖∗𝐶𝑒∗𝐴𝑐
1000
Ecuaci
ón 21 se tiene lo siguiente.
𝑂𝑑1 =73,7 ∗ 0,8 ∗ 111,4021
1000
𝑶𝒅𝟏 = 𝟔, 𝟓𝟕 𝒎𝟑
𝑂𝑑2 =73,7 ∗ 0,8 ∗ 44,4861
1000
𝑶𝒅𝟐 = 𝟐, 𝟔𝟐 𝒎𝟑
Cabe resaltar que la sección tres correspondiente al establo se encuentra sombreada en un
26,9% equivalentes a 21,51 m2, según la guía de estudio Arboles y Agua presentada por
Integral Instituto Superior de Diseño de Argentina (2019) las copas de los arboles interceptan
un 20% del volumen del agua lluvia devolviéndola a la atmósfera por medio de la
evaporación, es por esta razón que se debe restar este porcentaje del volumen de lluvia al
área sombrada tal como se evidencia en la siguiente operación.
𝑂𝑑3 = (73,7 ∗ 0,8 ∗ 58,47
1000) +
(73,7 − (73,7 ∗ 0,2)) ∗ 0,8 ∗ 21,51
1000
𝑶𝒅𝟑 = 𝟒, 𝟒𝟔 𝒎𝟑
Teniendo en cuenta la 𝑂𝑑𝑓𝑖 = 𝑂𝑑𝑖 − (𝑂𝑑𝑖 ∗0,2
12) − 𝑉𝑙𝑖 Ecuación 22 se
obtiene que la oferta final de aguas lluvia para cada sección serían las siguientes:
𝑂𝑑𝑓1 = 6,57 − (6,57 ∗0,2
12) −
111,4021
1000
𝑶𝒅𝒇𝟏 = 𝟔, 𝟑𝟓 𝒎𝟑
𝑂𝑑𝑓2 = 2,62 − (2,62 ∗0,2
12) −
44,4861
1000
𝑶𝒅𝒇𝟐 = 𝟐, 𝟓𝟒 𝒎𝟑
𝑂𝑑𝑓3 = 4,46 − (4,46 ∗0,2
12) −
79,98
1000
𝑶𝒅𝒇𝟑 = 𝟒, 𝟑𝟏 𝒎𝟑
Por medio de los resultados obtenidos se puede diseñar el sistema de almacenamiento ya que
se han tenido en cuenta los valores de altas precipitaciones garantizando el almacenamiento
de la totalidad de las aguas lluvia en los diferentes periodos del año.
Con el valor de la máxima oferta hídrica de la sección 1 se decide implementar un punto de
almacenamiento en la parte trasera de la vivienda para las aguas lluvia recolectada, se obtuvo
un valor máximo de 6,35 m3 de agua recolectada de esta sección, se propone construir un
tanque enterrado en concreto reforzado, este estará cubierto con una apertura de 1m*1m
permitiendo el ingreso de personal para limpieza del mismo, este tanque almacenará un
máximo de 6 m3, tendrá medidas de 2 m de largo, 2 m de ancho y 1,5 de profundo, más 0,3m
de borde libre sobre el nivel del agua, además estará cubierto de capa vegetal el área
superficial del tanque exceptuando la compuerta de acceso.
Actualmente existe una alberca cerca de la sección 2 de 1.5m*1.5m*0.7m, es decir que tiene
una capacidad de 1,57m3, por lo cual se de construir un tanque auxiliar de dimensiones
1m*1.5m*0.7m completando el sistema de almacenamiento para la sección 2.
En cuanto a la sección 3 pertinente al tejado del establo, se obtuvo un valor de 4,31 m3 de
agua lluvia recolectada, esta, se usará para el abastecimiento de agua para el ganado. Para
ello se propone que el abrevadero tenga unas dimensiones de 0,6 m de alto, 0,6 m y 12 m de
largo rodeando el perímetro del establo.
La conducción del agua lluvia recolectada se implementaran un total de 28 m de canaletas, 3
bajantes, 6 tapas externas, 5 uniones, 1 unión de esquina, 14 m de tubería PVC de 4 pulgadas
y 5 codos de 90° de 4 pulgadas. Los puntos de almacenamiento así como la tubería de
conducción del agua lluvia se muestran en la siguiente figura.
Figura 47 Puntos de almacenamiento del agua lluvia recolectada
Fuente. Autores
Por otra parte, para la distribución del agua recolectada en el tanque de almacenamiento
subterráneo, se plantea la adquisición de un ariete hidráulico marca Practiagro de 1” evitando
el uso de combustibles que generen un impacto ambiental.
Para el cálculo de la oferta diaria/mensual se tiene la siguiente tabla con la información
suministrada por el IDEAM de la estación Cajamarca-21215100.
Tabla 54 Precipitación mensual entre 1991 y 2009
PRECIPITACION MENSUAL MULTIANUAL
Año Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
1991 22 9,5 87,4 162 198,6 175,7 130,4 71 128 113,3 95,3 57,33
1992 54,4 94,9 63,5 125 142,1 58,4 66,9 37,9 145,9 94,7 78,93 55,6
1993 56,6 41,4 149,2 150 148,6 35 104,8 34,9 189,5 90,7 148,6 81,5
1994 80,2 59,9 93,1 152 186,8 110,5 85,1 42,2 53,5 187,3 107,2 37,7
1995 9,1 18,53 118,5 181 140,8 156,83 170,4 81,1 132,5 94,8 49,4 119,2
1996 67,5 64,2 151,8 248 227,9 169,6 60,2 122 100,2 98,2 152,7 88,4
1997 60,43 163,8 73,1 106 123,4 161,7 3,1 8 66,5 62,2 110,7 10,2
1998 20,3 78,5 117,8 127 204,2 131,2 189 139 212,4 144,9 82,2 101
1999 159,2 158,7 135,2 202 140,1 201,5 43,9 103 222,8 114,8 144,2 154,9
2000 86,2 98,7 153,6 128 348,5 260,7 117,4 114 222,3 131,4 89,8 77,6
2001 37,7 47,9 123,9 89,2 192,2 52,8 180,1 20,6 140,7 53,4 65,9 112,2
2002 17,03 42,2 144,6 192 125,8 123,1 125,6 45,4 111,6 102,8 77,1 24,5
2003 6,5 33,6 108,8 194 233,1 171 84,9 89,2 109 3154 81,7 56,3
2004 20,83 88,3 74,2 92,6 229,1 45,2 194,8 30,3 123,5 101,5 98,2 30,8
2005 43,7 74,7 104,6 120 220,3 143,8 36,53 161 68 162,7 160,5 96
2006 48,8 65,2 108,8 166 184,7 156,3 39,1 22,2 167,9 58,5 95,6 108,5
2007 16,8 31,6 87,9 174 213,3 159,1 128,8 174 98,4 175,7 124,4 97
2008 68,3 94,33 84,3 127 242,9 220,9 197,3 229 109 181,4 161,3 88,8
2009 82,2 95,2 139 118 98,6 143,2 88 61,4 43,5 126 53,3 55,53
Prom. 50,41 71,64 111,5 150 189,5 140,87 107,7 83,5 128,7 276,2 104,1 76,48
Fuente. Información suministrada por el IDEAM adaptada por autores
Utilizando los promedios mensuales de precipitación se aplican las Ecuaciones 14 y 15
obteniendo los siguientes resultados.
Tabla 55 Oferta de aguas lluvia en mm mensuales
Mes Promedio Oferta de aguas
lluvia "Oi"
Oferta final Aguas
lluvia “Ofi”
Ene 50,41 9,51 9,12
Feb 71,64 13,52 13,06
Mar 111,54 21,05 20,46
Abr 150,06 28,32 27,61
May 189,53 35,76 34,93
Jun 140,87 26,58 25,90
Jul 107,70 20,32 19,75
Ago 83,50 15,76 15,26
Sep 128,69 24,28 23,64
Oct 276,22 52,12 51,02
Nov 104,05 19,63 19,07
Dic 76,48 14,43 13,95
Total 1490,71 281,29 273,77
Fuente. Autores
Figura 48 Captación de aguas lluvia mensual en m3
Fuente. Autores
El agua recolectada a partir de la precipitación se le van a dar dos usos, el primero, de las
secciones 1 y 2 el agua lluvia será destinada para el lavado de ropa, aseo de la vivienda y
para el inodoro. Por otra parte el agua captada en la sección tres se utilizará para abastecer al
ganado del recurso hídrico
Según el informativo veterinario Albèitar (2003) una vaca productora de leche puede
consumir hasta 110 L de agua, teniendo esto en cuenta y que en la finca se maneja un
promedio de 8 vacas se llega a la conclusión que el ganado consume 26,4 m3 de agua
aproximadamente al mes o 316,8 m3 anuales, además, el consumo total de la vivienda por
parte de los habitantes es de 520 L al día o 189,8 m3 anualmente teniendo en cuenta la Res
330 (2017) , es decir, que la finca demanda un total de 506,6 m3 de recurso hídrico. Como
se evidencia en la Tabla 55 el total de agua captada es de 273,77 m3 lo que equivale al 54,04%
del consumo total de la finca.
CALIFICACIÓN PARA LA CERTIFICACIÓN LEED
Para la calificación del proyecto de vivienda de la finca El Naranjal se implementará la
Versión 4 del sello LEED propuesta por el Green Building Council de EE. UU. A
continuación se muestra la calificación obtenida con los parámetros y características del
proyecto de vivienda para la finca.
Proceso integrador
El sello LEED exige la conformación de un equipo además del constructor y el equipo
de verificación que cuente con al menos 3 de las siguientes capacidades.
o Arquitectura o diseño de edificios residenciales
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
o Ingeniería mecánica o energética
o Ciencia de la edificación y ensayos de eficiencia
o Construcción o diseño sostenibles
o Ingeniería civil, arquitectura paisajista, restauración del hábitat o
planificación del uso del suelo.
Así mismo se deben involucrar a todos los miembros del equipo en al menos tres de
las siguientes fases del proyecto.
o Diseño conceptual o proyecto básico
o Planificación LEED
o Anteproyecto
o Análisis o diseño de los sistemas energéticos y del envoltorio
o Proyecto de ejecución
o Diseño final, planos de taller o especificaciones de trabajo
o Construcción
Para llevar a cabo este proyecto se plantea la opción de incluir un maestro de obra en
el equipo de trabajo, este cuenta con conocimientos en las áreas de energía,
construcción y en diseño de edificaciones cumpliendo con las capacidades requeridas
por el sello LEED. Así mismo se vinculará en los procesos del análisis o diseño de
los sistemas energéticos y del envoltorio, en la ejecución, el diseño final y la
construcción del proyecto.
Crédito Localización y Transporte:
Prerrequisito: Evitar llanuras inundables
Como se observa en la Figura 49 el área de la finca El Naranjal identificada con el
color verde, no se encuentra dentro del área susceptible a inundaciones hasta el año
2010, ni tampoco se han presentado inundaciones durante el fenómeno de la Niña en
dicho territorio en los últimos 30 años.
Figura 49 Ubicación de la finca El Naranjal en el geo portal del Siac
Fuente. Autores
Sin embargo, ya que esta información es poco precisa, se ha decidido completarla con
el requerimiento propuesto por el Consejo Colombiano de Construcción Sostenible-
CCCS (2016) en el Referencial CASA Colombia donde el diseño de la vivienda debe
responder al manejo de la cantidad de agua correspondiente al percentil 85,
correspondientes a una tormenta de periodo de retorno de 3 años. Para ello se usará
la Tabla 53 de precipitaciones máximas mensuales; por otra parte se tiene que el
periodo de retorno está determinado con la siguiente ecuación respetando la
Distribución de Gumbel.
𝑇 =1
1−𝑒−𝑒−𝑦 Ecuación 24
Dónde: T: Periodo de retorno
y: Determinada por la Ecuación (25)
𝑦 = 𝛼(𝑋 − 𝑢) Ecuación 25
Dónde: X: Valor de precipitación máxima mensual pare el periodo de 3 años
𝛼 =1
0,78 𝜎 Ecuación 26
𝑢 = �� − 0,45𝜎 Ecuación 27
Y:
𝜎 = (∑ 𝑋𝑖2
𝑁𝑑− 𝑋2)
1
2 Ecuación 28
Siendo: Xi: La precipitación Máxima para cada año entre 1991 y 2009
Nd: Numero de datos.
Unificando las ecuaciones 24, 25, 26, 27 y 28 y despejando la variable “X” se obtiene
el valor de la precipitación máxima para un periodo de 3 años.
𝑋 = 26,53 𝑚𝑚
Como se muestra en la sección del “Sistema de recolección de aguas lluvia” el diseño
de la vivienda esta propuesto para el manejo de escorrentía de una precipitación de
hasta 73,7 mm, por lo cual este ítem se cumple en un 100%
Elección de la parcela
Previamente desarrollada: El proyecto se ha elegido en una parcela donde el 75% del
suelo edificable total se encontraba previamente desarrollado, lo cual otorga 4 puntos
Desarrollo compacto
Este ítem está dirigido hacia aumentar la densidad poblacional en un espacio
determinado definido en unidades familiares por hectárea. Ya que la vivienda de la
finca El Naranjal es de carácter rural, no se toma en cuenta este criterio, puesto que,
al incluir más unidades familiares dentro de la finca se afectaría también el estilo de
vida que manejan culturalmente los habitantes.
Recursos para la comunidad
La vivienda debe estar ubicada a menos de 800 metros de construcciones de diferentes
usos como lo son supermercados, tiendas, parques, etc. Sin embargo, a menos de 800
metros de la vivienda el uso de las construcciones es como vivienda rural, por lo cual
no se obtiene ninguna puntuación en este criterio
Acceso a transporte público.
La vivienda se encuentra a 1263 metros aproximadamente de la vía principal que
conecta a Cajamarca con Ibagué; por esta vía transita transporte hacia el casco urbano
del municipio, hacia la capital del Tolima, hacia otros municipios vecinos e incluso a
otros departamentos. El número de viajes por parte de las diferentes rutas de
transporte se muestran a continuación.
Tabla 56 Número de viajes por cada ruta de transporte
Tipo de
transporte Ruta
Horari
o
Frecuencia
(min)
N° de viajes (Ida y
Vuelta)
Campero
Cajamarca-Ibagué 6am-
19pm 15 104
Cajamarca-V. El
Cedral
6am-
19pm 60 26
Cajamarca-V. La
Esperanza
6am-
19pm 60 26
Cajamarca-V. La
Tigrera
6am-
19pm 60 26
Total de viajes 182
Fuente. Autores
Teniendo en cuenta este número de viajes, la certificación LEED otorga la puntuación
siempre y cuando la vía principal este a un máximo de 800 metros y se realicen más
de 72 viajes diarios por dicha vía. La ubicación de la vivienda cumple con la cantidad
de viajes requeridos, sin embargo incumple la condición de la cercanía con esta vía a
pesar que es la única ruta de acceso vehicular.
Crédito Parcelas Sostenibles
Prerrequisito: Prevención de contaminación en actividades de construcción.
Para cumplir con este ítem, se ha decidido tomar las siguientes medidas para llevar a
cabo la construcción de la vivienda.
Acumular, reutilizar, y proteger de la erosión la tierra vegetal perturbada
Controlar el camino y la velocidad de la escorrentía con barreras de limos
o medidas comparables
Usar terrazas para estabilizar los suelos
Prevenir la contaminación del aire con polvo y partículas
Prerrequisito: Plantas no invasoras
Las plantas que se implementaron para los diseños de la vivienda son de tipo nativas
como lo es la guadua implementada para el tratamiento del agua residual en el
humedal artificial.
Reducción de las islas de calor
Este criterio hace referencia al área dura sombreada o cubierta por vegetación. Este
proyecto, cuenta con un área de 8 m2 cubierto por el humedal artificial propuesto,
11,62m2 cubierto por el jardín, los paneles solares sombrean 9,74 m2, el establo
estaría sombreado en 17,22 m2 por un árbol existente y el tanque de almacenamiento
tendría una cobertura vegetal de 3 m2; con esto se obtiene un total de 49,58 m2
equivalentes al 19,18% del proyecto. El sello LEED otorga puntuación a partir del
50% sombreado de los elementos duros del proyecto por lo cual no se obtiene
puntuación en este ítem.
Gestión del agua de lluvia
Como se presenta en la sección de este documento “Sistema de recolección de aguas
lluvia” las precipitaciones se recolectarán y se almacenarán para un uso posterior. El
área total de captación es de 235,8682 m2 con respecto al área total del proyecto que
es de 258,5082 m2, el área de captación representa el 91,24%, esto en la calificación
LEED otorga 3 puntos correspondientes a más de 80% de área de captación.
Control de plagas no tóxicas
Se debe controlar la proliferación de termitas en la estructura por medio de barreras
físicas o con la implementación de un pesticida que contenga boratos. Para la madera
implementada en la vivienda y el establo se usará guadua inmunizada con bórax,
profilan y aceite de linaza. Por esta inmunización de la madera contra las plagas como
las termitas, se otorga una puntuación de 0,5 puntos
Crédito Eficiencia En Agua
Prerrequisito: Medición del agua
Para cumplir este prerrequisito se instalará un medidor de agua para cuantificar el
consumo al interior de la vivienda
Consumo de agua total
Por medio de la implementación del sistema de recolección de aguas lluvia y la
implementación de estas en el consumo de la vivienda, se muestra que se ahorra un
54,04% del total de la demanda del recurso de la vivienda. Según lo estipulado por el
sello LEED por ahorros del 50% se otorgan 9 puntos
Crédito Energía y Atmósfera
Prerrequisito: Medición de la energía
La vivienda cuenta con un medidor de energía perteneciente a la empresa de
Enertolima, gracias a ello se cumple este prerrequisito
Prerrequisito: Formación del propietario, inquilino o gestor del edificio
Para cumplir este punto se propone otorgar a los habitantes de la vivienda un
documento donde se incluyan los siguientes elementos:
Lista de comprobación completa de las características LEED de la vivienda
Manuales de todos los aparatos , equipos y electrodomésticos instalados
Información general sobre el uso eficiente de la energía, el agua y los recursos
naturales
Guía de operación y mantenimiento para los equipos instalados
Además, se llevará a cabo un recorrido por la vivienda de al menos una hora de
duración con los ocupantes identificando los equipos instalados, dando instrucciones
sobre cómo operar los equipos y la información sobre su mantenimiento
Sistema eficiente de distribución de agua caliente
El consumo de agua caliente no se evidencia en la vivienda, ya que los habitantes
siempre han utilizado el agua a temperatura ambiente para todas las actividades de
aseo.
Seguimiento avanzado de compañía de servicios públicos
Este requisito plantea el monitoreo del consumo energético de la vivienda por parte
de la empresa de servicios públicos, sin embargo, este sistema automatizado es un
costo extra al proyecto sin satisfacer una necesidad, por esta razón no se tiene en
cuenta este punto para el diseño de la vivienda.
Preparación para diseño solar activo
En el capítulo “Sistema de energía solar” de este documento se presentan los calculos
necesarios para el diseño fotovoltaico de la vivienda, se muestra la demanda
energética junto a los paneles y demás equipos necesarios para dicho diseño. Por este
ítem se otorga 1 punto para la calificación del sello LEED.
Credenciales para la puesta en marcha del sistema CVAC
Este crédito está destinado a los sistemas mecánicos de calentamiento, enfriamiento
y ventilación. Sin embargo, la vivienda diseñada no cuenta con ninguno de estos
sistemas por lo cual no aplica este criterio.
Consumo anual de energía
Para calificar este ítem se tiene en cuenta el índice HERS el cual está basado en el
consumo energético de la red siendo 100 el consumo total de la red eléctrica y 0 la
autosatisfacción energética, para entrar a la calificación es necesario un valor de 70
sin embargo, como se muestra en la sección de “Sistema de energía solar” la vivienda
está diseñada para producir la totalidad de la demanda energética teniendo un índice
de HERS de 0 lo cual en el documento LEED v4 otorga 29 puntos
Crédito Materiales y Recursos
Madera tropical certificada
La guadua utilizada cumple con los permisos de aprovechamiento regidos bajo la
resolución 1740 de 2016 del ministerio de ambiente y desarrollo sostenible, por la
cual se establecen los lineamientos generales para el manejo, aprovechamiento y
establecimiento de guaduales y bambusales y se dictan otras disposiciones, además
de contar con los permisos de salvoconducto de movilidad para transportar la carga
en las vías nacionales, por lo cual se garantiza que la madera está certificada.
Productos preferibles ambientalmente
Por medio de este criterio se exige usar productos que sean extraídos, procesados y
fabricados localmente (160 Km) para los componentes de estructura, cimentación o
revestimientos interiores, esto se muestra en la Figura 50 se evidencia que el rango
de 160 kilómetros incluye diferentes departamentos como el Tolima, Caldas,
Risaralda, Quindío y Cundinamarca, en los cuales se logra la extracción de los
diferentes materiales presentados en la sección “Material de construcción de la
vivienda”. Por este criterio se obtiene un total de 1,5 puntos.
Figura 50 Rango de los materiales extraídos localmente
Fuente. Autores
Gestión de los residuos de construcción
Como se propuso anteriormente, los residuos de construcción serán reutilizados
principalmente para el relleno del humedal artificial, para nivelar el jardín que rodea
el humedal y nivelar el área para la construcción del establo, es decir, la totalidad de
los residuos de construcción serán reutilizados, según los criterios LEED por una
reducción de residuos del 60% o más se otorgan 3 puntos
Estructura eficiente en materiales
El sello LEED plantea implementar diversas técnicas para reforzar la estructura de la
vivienda, sin embargo, al implementar técnicas como el uso de dinteles se
incrementarían los costos de construcción de la vivienda.
Crédito Calidad Ambiental Interior
Este crédito otorga ciertos parámetros a seguir en cuanto a la calidad ambiental interna del
proyecto, sin embargo estas medidas son mecánicas, sistematizadas y controladas
artificialmente. Por esta razón no se tendrán en cuenta dichos parámetros estrictamente, sin
embargo se tomarán las siguientes medidas para tener una óptima calidad ambiental interior.
Ventilación en la vivienda: Para garantizar la correcta ventilación se ha tenido en
cuenta la dirección del viento en la zona ya que este es un sistema encajado entre
montañas diferenciando los vientos entre laderas y valles, según Cuadrat & Pita
(1997) durante el día los vientos en las laderas son vientos anabáticos y el viento del
valle remonta este dirigiéndose hacia el curso alto del Rio Bermellón. Por la noche
existen vientos catabáticos en las laderas y el viento en el valle discurre hacia las
zonas bajas del rio. Según este flujo del viento se han instalado ventanas en los
costados de la vivienda garantizando el flujo interior garantizando la plena
ventilación.
Figura 51 Esquemas de las brisas valle - montaña
Fuente. Fuente: Cuadra & Pita (1997)
Estufas de leña: A pesar que en los criterios LEED se recomienda la eliminación de
esta tecnología en el proyecto, no se plantea la opción de eliminarla totalmente ya que
esta tecnología está arraigada a la cultura de los habitantes, sin embargo por medio
de la implementación del Biodigestor propuesto se disminuirá el uso de la estufa a
leña implementando la estufa a gas, es decir, la estufa de leña se encontrará presente
en la vivienda e la finca El Naranjal pero disminuirá su implementación o
funcionamiento.
Crédito Innovación.
Innovación
Las tecnologías propuestas anteriormente no se evidencian en las fincas de la zona,
donde se muestra un inadecuado uso del suelo y la sobre explotación de los recursos;
de esta forma el diseño sostenible de la vivienda de la finca El Naranjal se convertiría
en un modelo a seguir. Por este crédito de innovación el sello LEED otorga una
puntuación de 1 punto
La puntuación obtenida así como los prerrequisitos cumplidos e incumplidos se muestran
resumidos a continuación.
Tabla 57 Puntuación obtenida para la vivienda de la finca El Naranjal
CREDITO CRITERIO PUNTUACI
ON
Proceso integrador 1
Localización y
Transporte
Pr. Evitar llanuras inundables Cumple
Elección de la parcela 4
Desarrollo compacto 0
Recursos para la comunidad 0
Acceso a transporte publico 0
Parcelas Sostenibles
Pr. Prevención de contaminación en actividades de
construcción Cumple
Pr. Plantas no invasoras Cumple
Reducción de las islas de calor 0
Gestión del agua lluvia 3
Control de plagas no toxicas 0,5
Eficiencia En Agua Pr. Medición del agua Cumple
Consumo de agua total 9
Energía y Atmosfera
Pr. Medición de la energía Cumple
Pr. Formación del propietario, inquilino o gestor del
edificio Cumple
Sistema eficiente de distribución de agua caliente 0
Seguimiento avanzado de Co. Servicios públicos 0
Preparación para diseño solar activo 1
Credenciales para puesta en marcha de CVAC 0
Consumo anual de energía 29
Materiales y
Recursos
Pr. Madera tropical certificada Cumple
Productos preferibles ambientalmente 1,5
Gestión de los residuos de construcción 3
Estructura eficiente en materiales 0
Calidad Ambiental
Interior Ventilación del interior
Cumple
Innovación Innovación 1
TOTAL 53
Fuente. Autores
Dentro de la calificación del sello LEED la categoría de Energía y Atmósfera es la que aporta
mayor puntuación, por esta razón dentro del diseño de la vivienda se postuló el
aprovechamiento de la energía solar, logrando un sistema autónomo e independiente que
abastece completamente la demanda energética de la vivienda, logrando así la mayor
puntuación posible por medio del consumo anual de energía, con 29 puntos.
Teniendo en cuenta que la finca no está ubicada cerca de las vías principales, ni del casco
urbano o centros poblados, se tuvo una mayor dificultad en cumplir los criterios dentro de la
categoría de Localización y Transporte, por lo que únicamente se obtuvieron 4 puntos en la
misma, representando la categoría que menos aportó dentro de la calificación global.
Como se puede evidenciar en la tabla anterior, con el diseño propuesto para la vivienda de la
finca El Naranjal se cumplen todos los prerrequisitos planteados por el sello LEED, además,
se obtuvo una puntuación de 53 puntos, para lograr esta certificación un proyecto debe lograr
al menos 40 puntos. Con los 53 puntos obtenidos por este proyecto se clasificaría en la
certificación Plata-LEED Silver (50-59ptos) haciendo parte de los 42 proyectos certificados
en esta categoría en Colombia.
ANÁLISIS DE COSTOS
A continuación, se presentan los costos de cada tecnología presentada anteriormente, los
valores mostrados fueron obtenidos con la consulta en el mercado de los materiales y con
base en la matriz de Análisis de costos unitarios de INVIAS para el segundo semestre del
2018 en el departamento de Tolima. Cabe resaltar que no se tuvieron en cuenta costos de
mano de obra debido a que los habitantes de la finca cuentan con conocimientos de
construcción y serán los encargados del montaje de la vivienda y las tecnologías.
Tabla 58 Costos cimientos de la vivienda
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Concreto 11,63 Metro cúbico 335.000,00 3.896.720,00
Piedra para concreto ciclópeo 4,73 Metro cúbico 38.820,00 183.540,96
Varilla corrugada de 3/8" 534,54 Metro 1.666,00 890.543,64
Estribos de 0,15 x 0,2 de 1/4" 563,00 UNIDAD 800,00 450.400,00
SUBTOTAL 5.421.204,60
DESPERDICIO 3,00% 162.636,14
SUB-TOTAL MATERIALES 5.583.840,74
HERRAMIENTA Y EQUIPO CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Cordel 5 UNIDAD x 20 m 14.000,00 70.000,00
Escuadra 5 UNIDAD 15.000,00 75.000,00
Plomada 5 UNIDAD 33.000,00 165.000,00
Serrucho 5 UNIDAD 25.000,00 125.000,00
Martillo 5 UNIDAD 20.000,00 100.000,00
Tenaza 5 UNIDAD 16.000,00 80.000,00
Taladro 2 UNIDAD 55.000,00 110.000,00
Nivel estructural 5 UNIDAD 30.000,00 150.000,00
Carretilla 2 UNIDAD 110.000,00 220.000,00
Flexómetro 5 UNIDAD 5.000,00 25.000,00
SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO 1.120.000,00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Transporte en bestia 70 150 Kg/viaje 5.000,00 350.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 350.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 7.053.841,00
Tabla 59 Costos estructura de la vivienda
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Guadua 1.032,92 Metro 6.000,00 6.197.520,00
Esterilla de guadua 436,00 Metro cuadrado 7.500,00 3.270.000,00
Malla electro soldada 436,00 Metro cuadrado 4.236,00 1.846.896,00
Cemento 654,00 Kilogramo 1.500,00 981.000,00
Arena 8,72 Metro cúbico 41.766,00 364.199,52
Concreto relleno 1,07 Metro cúbico 335.000,00 357.545,50
Zuncho x 500m 2,00 UNIDAD 22.900,00 45.800,00
Varilla roscada 3/8" 104,00 Metro 6.700,00 696.800,00
Tuerca y arandela plana 895,00 UNIDAD 250,00 223.750,00
SUBTOTAL 13.983.511,02
DESPERDICIO 3,00% 419.505,33
SUB-TOTAL MATERIALES 14.403.016,35
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Transporte en bestia 123,00 150 Kg/viaje 5.000,00 615.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 615.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 15.018.016,00
Tabla 60 Costos cubierta de la vivienda
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Guadua 376,50 Metro 6.000,00 2.259.000,00
Concreto relleno 0,23 Metro cúbico 335.000,00 77.988,00
Zuncho x 500m 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00
Varilla roscada 3/8" 14,50 Metro 6.700,00 97.150,00
Tuerca y arandela plana 116,00 UNIDAD 250,00 29.000,00
Teja de aluminio 92,00 Metro cuadrado 15.040,00 1.383.680,00
Teja de PVC 11,34 Metro cuadrado 12.886,00 146.127,24
SUBTOTAL 4.015.845,24
DESPERDICIO 3,00% 120.475,36
SUB-TOTAL MATERIALES 4.136.320,60
HERRAMIENTA Y EQUIPO CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Escalera 2,00 UNIDAD 90.000,00 180.000,00
SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y EQUIPO 180.000,00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Transporte en bestia 27,00 150 Kg/viaje 5.000,00 135.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 135.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 4.451.321,00
Tabla 61 Costos de iluminación interior
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Bombillo Dairu 350 lm 2 UNIDAD 7900 15.800,00
Bombillo Dairu 450 lm 2 UNIDAD 3316,67 6.633,34
Bombillo Dairu 1060 lm 15 UNIDAD 6980 104.700,00
Cable calibre 14 147 METRO 800 117.600,00
Cable calibre 12 57 METRO 1140 64.980,00
Cable calibre 8 25 METRO 2950 73.750,00
Tubería PVC conduit de 1/2" 147 METRO 297,71 43.763,37
SUBTOTAL 427.226,71
DESPERDICIO 3,00% 12.816,80
SUB-TOTAL MATERIALES 440.043,51
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Mulas de carga 3,00 CARGA 5.000,00 15.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 15.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 455.044,00
Fuente. Autores
Tabla 62 Costos del sistema de tratamiento de aguas residuales
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Arena 4,6 M3 19140 88.044,00
Chusquines Guadua 32 UNIDAD 1200 38.400,00
Filtración anaerobia 1000 L 1 UNIDAD 749700 749.700,00
Tanque séptico de 1000 L 1 UNIDAD 329140 329.140,00
Tanque séptico de 2000 L 1 UNIDAD 1008700
1.008.700,00
Trampa de grasas de 250 L 1 UNIDAD 0,00
Tees sanitaria reducida 4x2 1 UNIDAD 23399 23.399,00
Codo de 90° 2 " 4 UNIDAD 2754 11.016,00
Codo de 90° 4 " 4 UNIDAD 10993 43.972,00
Tees sanitaria 4 " 2 UNIDAD 14560 29.120,00
Tubería PVC 2" 8 METRO 10237,5 81.900,00
Tubería PVC 4" 41 METRO 21310,17 873.716,97
SUBTOTAL 3.277.107,97
DESPERDICIO 3,00% 98.313,24
SUB-TOTAL MATERIALES 3.375.421,21
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Mulas de carga 11,00 CARGA 5.000,00 55.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 55.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 3.430.421,00
Fuente. Autores
Tabla 63 Costo establo
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Guadua 352,00 Metro 5.000,00 1.760.000,00
Concreto 12,80 Metro cúbico 335.000,00 4.288.000,00
Zuncho x 500m 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00
Varilla roscada 3/8" 32,00 Metro 6.700,00 214.400,00
Tuerca y arandela plana 320,00 UNIDAD 250,00 80.000,00
Teja de aluminio 80,00 Metro cuadrado 15.040,00 1.203.200,00
SUBTOTAL 7.568.500,00
DESPERDICIO 3,00% 227.055,00
SUB-TOTAL MATERIALES 7.795.555,00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Transporte en bestia 54,00 150 Kg/viaje 5.000,00 270.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 270.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 8.065.555,00
Tabla 64 Costos Biodigestor
MATERIALES
CANTIDA
D UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION
UNITARI
O PARCIAL
Codo PVC de 3" 90° 1,00 UNIDAD 3.500,00 3.500,00
Codo PVC de 2" 90° 1,00 UNIDAD 1.600,00 1.600,00
Adaptador macho PVC de 2" 1,00 UNIDAD 5.900,00 5.900,00
Adaptador macho PVC de 4" 2,00 UNIDAD 15.600,00 31.200,00
Adaptador hembra PVC de 4" 2,00 UNIDAD 15.600,00 31.200,00
Reducción sanitaria de 4" a 2" 1,00 UNIDAD 7.200,00 7.200,00
Adaptador macho PVC de 3" 1,00 UNIDAD 16.900,00 16.900,00
Adaptador hembra PVC de 3" 1,00 UNIDAD 21.900,00 21.900,00
T de PVC de 1/2" 3,00 UNIDAD 500,00 1.500,00
Codo PVC de 1/2" 90° 10,00 UNIDAD 350,00 3.500,00
Válvula lisa de 1/2" PVC 1,00 UNIDAD 4.200,00 4.200,00
Manguera flexible 2,00 Metros 4.450,00 8.900,00
Bridas sinfín de 3/4" 2,00 UNIDAD 3.500,00 7.000,00
Tubo PVC 1/2" 40,00 Metros 1.650,00 66.000,00
Válvula de paso metálica de bola 1/2" 2,00 UNIDAD 29.500,00 59.000,00
Adaptador macho PVC de 1/2" 2,00 UNIDAD 250,00 500,00
Niple galvanizado de 1/2" * 10 cm 2,00 UNIDAD 2.900,00 5.800,00
Quemadores industriales de 6" con entrada de
1/2" 2,00 UNIDAD 50.000,00 100.000,00
Esponjilla lavaplatos 2,00 UNIDAD 500,00 1.000,00
Plástico negro 24,00
Metro
cuadrado 1.000,00 24.000,00
Unión de tope PVC de 1/2" 1,00 UNIDAD 22.900,00 22.900,00
Reducción PVC de 2" a 1/2" 2,00 UNIDAD 3.500,00 7.000,00
Unión lisa de 2" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00
Adaptador hembra 2" PVC 1,00 UNIDAD 87.000,00 87.000,00
Botella plástica desechable 2 Litros 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00
Viruta de hierro 1,00 Libra 0,00 0,00
Varillas de hierro de 1/4" 6,00 Metros 800,00 4.800,00
Silicona transparente 1,00 UNIDAD 12.000,00 12.000,00
Rollos de teflón 1,00 UNIDAD 7.400,00 7.400,00
Tubo de 2" sanitario 1,50 Metros 6.300,00 9.450,00
Tubo de 4" sanitario 3,00 Metros 12.300,00 36.900,00
Unión lisa PVC 4" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00
Tapón liso PVC 2" 1,00 UNIDAD 1.500,00 1.500,00
Guadua 158,80 Metro 5.000,00 794.000,00
Teja PVC 45,00
Metro
cuadrado 12.886,00 579.870,00
SUBTOTA
L
1.968.120,
00
DESPERDICIO 3,00% 59.043,60
SUB-TOTAL
MATERIALES
2.027.163,
60
HERRAMIENTA Y EQUIPO
CANTIDA
D UNIDAD VALOR VALOR
UNITARI
O PARCIAL
Biodigestor de geo membrana PVC 1000 micras
de 7m2 1,00 UNIDAD
1.200.000,0
0
1.200.000,
00
Sistema Belcosub 300 1,00 UNIDAD
1.400.000,0
0
1.400.000,
00
Pala 5,00 UNIDAD 25.000,00 125.000,00
Piqueta 5,00 UNIDAD 20.000,00 100.000,00
Barril de plástico de 100 Litros 2,00 UNIDAD 65.000,00 130.000,00
SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y
EQUIPO
2.955.000,
00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARI
O PARCIAL
Transporte en bestia 16 150 Kg/viaje 5.000,00 80.000,00
SUB-TOTAL
TRANSPORTE 80.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 5.062.164,
00
Tabla 65 Costos trincheras
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Guadua 45,00 Metro 5.000,00 225.000,00
Bambú 1.200,00 Metro 2.800,00 3.360.000,00
SUBTOTAL 3.585.000,00
DESPERDICIO 3,00% 107.550,00
SUB-TOTAL MATERIALES 3.692.550,00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Transporte en bestia 43,00 150 Kg/viaje 5.000,00 215.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 215.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 3.907.550,00
Tabla 66 Costos del Sistema de energía solar
MATERIALES CANTIDAD UNIDAD
VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Bacteria Fuli Battery 12V-26AH 1 UNIDAD 210000 210.000,00
Batería NSB 210FT BLUE+ 5 UNIDAD 1000000 5.000.000,00
Cable calibre 6 9,5 METRO 5900 56.050,00
Cable calibre 8 15,4 METRO 2950 45.430,00
Cable calibre 4 3 METRO 6800 20.400,00
Cajas de conexión 1 UNIDAD 73000 73.000,00
Cooperwalt de 5/8” con el Conector 1 UNIDAD 24000 24.000,00
Hidrosolta bulto x15kg 6 BULTO 68250 409.500,00
Interruptor termo magnético de dos polos 4 UNIDAD 68000 272.000,00
Inversor Micro red Solar Tie Inversor 1 UNIDAD 690000 690.000,00
Panel solar 250 W 6 UNIDAD 530000 3.180.000,00
Regulador PWM Auto Paremeter Adjus 1 UNIDAD 123000 123.000,00
SUBTOTAL 10.103.380,00
DESPERDICIO 3,00% 303.101,40
SUB-TOTAL MATERIALES 10.406.481,40
TRANSPORTE VIAJES
UNIDAD
VALOR VALOR
UNITARIO PARCIAL
Mulas de carga 9,00 CARGA 5.000,00 45.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 45.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL 10.451.481,00
Fuente. Autores
Tabla 67 Costos del sistema de recolección de aguas lluvia
MATERIALES
CANTIDA
D
UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION
UNITARI
O PARCIAL
Tanque 50 L 1 UNIDAD 55000 55.000,00
Tanque 80 L 1 UNIDAD 87000 87.000,00
Tanque 150 L 1 UNIDAD 65000 65.000,00
Tubería PVC de 4" 14 METRO 21310,17 298.342,38
Codo de 90° 4” 5 UNIDAD 10993 54.965,00
Canaleta 28 METRO 16806 470.568,00
Uniones 5 UNIDAD 7720 38.600,00
Bajantes 3 UNIDAD 8071 24.213,00
Tapas externas 6 UNIDAD 6493 38.958,00
Unión esquina 1 UNIDAD 10261 10.261,00
Construcción tanque almacenamiento
Entresuelo en piedra para afirmado 0,6
METRO
CUBICO 50000 30.000,00
Solado en concreto 0,01
METRO
CUBICO 160000 1.600,00
Concreto para losas de fondo, incluye
impermeabilizante 0,75
METRO
CUBICO 480000 360.000,00
Concreto para muros, incluye impermeabilizante 0,768
METRO
CUBICO 520000 399.360,00
Concreto para techo, incluye impermeabilizante 0,25
METRO
CUBICO 480000 120.000,00
SUBTOTAL
2.053.867,
38
DESPERDICIO 3,00% 61.616,02
SUB-TOTAL MATERIALES
2.115.483,
40
HERRAMIENTA Y EQUIPO UNIDAD UNIDAD VALOR VALOR
UNITARI
O PARCIAL
Ariete hidráulico Practiagro de 1" 1,00 UNIDAD 800.000,00 800.000,00
SUB-TOTAL HERRAMIENTA Y
EQUIPO 800.000,00
TRANSPORTE VIAJES UNIDAD VALOR VALOR
UNITARI
O PARCIAL
Mulas de carga 13,00 CARGA 5.000,00 65.000,00
SUB-TOTAL TRANSPORTE 65.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 2.980.483,00
Fuente. Autores
Tabla 68 Otros costos del proyecto
MATERIALES
CANTIDAD
UNIDAD VALOR VALOR
DESCRIPCION UNITARIO PARCIAL
Maestro de obra 3 DIAS 146.000,00 438.000,00
Contador de agua 1 UNIDAD 120.000,00 120.000,00
COSTO DIRECTO TOTAL (ajustado al peso) 558.000,00
Tabla 69 Resumen de costos del proyecto
ITEM COSTO
Cimientos de la vivienda 7.053.841,00
Estructura de la vivienda 15.018.016,00
Cubierta de la vivienda 4.451.321,00
Iluminación interior 455.044,00
Sistema de tratamiento de aguas
residuales 3.430.421,00
Establo 8.065.555,00
Biodigestor 5.062.164,00
Trincheras 3.907.550,00
Sistema de energía solar 10.451.481,00
Recolección de aguas lluvia 2.980.483,00
Otros costos del proyecto 558.000,00
TOTAL COSTOS DEL PROYECTO 61.433.876,00
Fuente. Autores
CONCLUSIONES
Se aprovechó en su totalidad toda la infraestructura existente, dándole un uso a áreas abandonadas como lo son la porqueriza, donde se diseñó el humedal y el corral de
pollos que se tuvo en cuenta para la expansión de la vivienda.
El diseño preliminar de la vivienda se realizó en un trabajo conjunto con los habitantes de la finca, lo que permitió cumplir con las aspiraciones que tienen los
habitantes respecto a la distribución de la nueva vivienda.
La implementación del sistema de tratamiento de aguas residuales garantiza la conservación de los recursos naturales y de los cuerpos de agua aledaños a la finca
La iluminación interior de la vivienda diseñada con los parámetros del RETILAP
garantiza que los habitantes no vayan a sufrir enfermedades causadas por la penumbra
o deslumbramiento, adicionalmente las luminarias propuestas y su distribución
responden al uso eficiente de la energía dentro de la vivienda.
El diseño del sistema fotovoltaico postula un sistema autónomo de energía ya que no requiere energía de la red eléctrica, evitando los cortes de luz por las constantes fallas
de la red en la zona.
Por medio del sistema de recolección de aguas lluvia se abastece un 54.04% de la demanda anual del recurso hídrico de la finca El Naranjal.
El cambio de técnica de ganadería extensiva a ganadería estabulada subsana los
procesos erosivos generados por las unidades ganaderas evitando así la afectación al
recurso suelo y su conservación, además de facilitar las labores de recolección de
estiércol para la producción de biogás.
Mediante la implementación del biodigestor se dará un correcto tratamiento a los residuos generados por las actividades económicas de la finca El Naranjal, generando
un combustible que reemplaza el uso de leña para la cocción de alimentos, evitando
enfermedades respiratorias.
Se minimizará el riesgo de erosión del talud ubicado en la parte trasera de la vivienda, evitando así posibles deslizamientos que puedan afectar la infraestructura o a los
habitantes de la finca.
La matriz de selección de materiales para la construcción de cada componente de la vivienda permitió seleccionar los materiales óptimos, cumpliendo además con
parámetros de sismo resistencia.
La introducción de las tecnologías apropiadas dentro de las actividades económicas
realizadas en la finca permite un uso más eficiente de los recursos naturales así como
un tratamiento adecuado de los residuos generados por estas actividades.
Para cada tecnología propuesta se dieron especificaciones detalladas para el diseño y ubicación de las mismas, soportadas con los planos que contienen la información
necesaria para su implementación.
El diseño de la vivienda de la finca El Naranjal cumple con los prerrequisitos obligatorios para obtener la certificación LEED.
La puntuación esperada de la vivienda diseñada para la finca El Naranjal, bajo los
criterios LEED la sitúan dentro de la certificación Plata-LEED Silver (50-59 puntos).
El diseño de la vivienda y la implementación de las tecnologías, a pesar de ser eficientes, tienen un costo alto, especialmente el sistema fotovoltaico, el cual tendría
una retribución económica de su inversión a 13 años.
RECOMENDACIONES
Para el desarrollo de este proyecto es recomendable buscar fuentes de financiación
que permitan la implementación del mismo, para dar viabilidad económica.
Articular el proyecto con instituciones académicas de la zona, contribuyendo a la
educación y que a su vez esto pueda retribuir al desarrollo del proyecto.
Compartir el conocimiento adquirido con los demás habitantes del sector
promoviendo la implementación de tecnologías apropiadas.
Para el correcto funcionamiento de las tecnologías propuestas, se les debe realizar un
mantenimiento periódico o cuando los habitantes consideren que la tecnología lo
requiera.
Solicitar a la Alcaldía de Cajamarca unas charlas con personal calificado a la junta de
acción comunal de la vereda el Tostado, tratando temas de conservación de recursos
naturales y aplicación de tecnologías apropiadas.
Las tecnologías propuestas en este estudio pueden ser replicadas en proyectos
similares que compartan características similares a la zona de estudio, sin embargo se
pueden modelar las variables, dependiendo las particularidades del estudio.
Se recomienda realizar un análisis previo de las tecnologías a implementar, optando
por la que más se adecue al proyecto que se desea llevar a cabo, ya que las tecnologías
planteadas en este estudio no son de carácter universal.
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de Entomología. Heredia, Costa Rica. Programa Nacional de Agricultura
Orgánica (PNAO). 204 pp
ANEXOS
9,6
3,08
33
2,8
7
2,9
8
3,08
3
3
9,9
2
9,47
2,7
5,26
2,4
2
3,9
2,7
2,3
1,9
4
1
3
2,5
1,8
3
3,5
5
A B C D E F
1
2
3
4
Habitación 2
Habitación 1Habitación 3
Habitación 4
Cuarto de
control
Sala - comedor
Cocina
Habitación
principal
Almacén
Lavadero
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene:
Plano de planta
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 1
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
2,632,23 2,93 3,01
2,9
13
,4
82
,8
0,9
3
1,22
3,8
3
1,7
6
1,8
7
0,2
0,1
60
,1
5
0,0
8
0,3
0,3
5
0,13
0,2
A B C D E F
1
2
3
4
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene:
Plano de cimientos
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 2
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
Detalle cimientos
Escala 1:20
CR
EA
DO
C
ON
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NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
9,6
3,08
33
2,8
7
2,9
8
3,08
3
3
9,9
2
9,47
2,7
5,26
2,4
2
3,9
2,7
2,3
1,9
4
1
3
1,8
3
3,5
5
A B C D E F
1
2
3
4
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene: Plano guaduas en
muros estructurales
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 3
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
Guadua de 8cm de ϕ
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene:
Plano cubierta
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 4
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
Teja traslucida
Estructura en guadua
de 11 cm de ϕ
CR
EA
DO
C
ON
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NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
A B C D E F
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene:
Fachada frontal y posterior
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 5
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
ABCDE
F
Fachada frontal
Fachada posterior
CR
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DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
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U
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V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
Sistema de coordenadas
MAGNA Colombia Bogotá
Proyección: Transversal
mercator
Falso este: 1000000,0
Falso norte: 1000000,0
Meridiano central: -74,0775
Factor de escala: 1
Latitud de origen: 4,5962
Unidad lineal: Metro
Proyecto: Diseño vivienda
finca El Naranjal
Contiene:
Fachadas laterales
Elaborado por:
William Salamanca
Andrés Cristancho
Plano No. 6
Escala: 1: 100
Fecha: 22 - 03 - 2019
1
2
Fachada lateral derecha
34
Fachada lateral izquierda
1
2 3 4
CR
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N P
AR
A E
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UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK
CR
EA
DO
C
ON
U
NA
V
ER
SIÓ
N P
AR
A E
ST
UD
IA
NT
ES
D
E A
UT
OD
ES
K
CREADO CON UNA VERSIÓN PARA ESTUDIANTES DE AUTODESK