Innovar para mejorar la vida de las personas. Premio Odebrecht PERÚ 2014 by interactiva studio

INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

Innovar para mejorar la vida de las personas Premio Odebrecht para el Desarrollo Sostenible - Perú 2014 Primera edición: setiembre de 2015 Tiraje: 300 ejemplares

AUTORES

Alumnos Ashley Campos Grijalva Deiby Martínez Alva Eladio Otiniano Ulloa Estefany Huaranga Huaroto Fredy Ludeña Ávalos Gabriel Llatas Estela Jairo Torres Flores Jesús Sánchez Manayay Johan Porras Huamán José Manuel López Martínez Juan José Espinoza Urbina Luis Carrasco Domínguez Rodrigo Zapata León Vania Reynoso Espinoza

Asesores Hernán Alvarado Quintana Jorge Montaño Vásquez José Manuel López Ludeña Raúl Gálvez Tirado Williams Castillo Martínez © los autores, 2015 Editado por: © Odebrecht Perú Ingeniería y Construcción S.A.C. Av. Víctor Andrés Belaúnde 280, piso 7, Lima 27 - Perú Teléfono: (51 1) 217-2800 Correo electrónico: contacto_peru@odebrecht.com www.odebrecht.com.pe Diseño, diagramación e impresión: Interactiva Studio Calle Hernán Velarde 371, oficina 3, Lima 1 - Perú Teléfono: (51 1) 330-9237 info@interactivastudio.com - www.interactivastudio.com Derechos reservados. Prohibida la reproducción de este documento por cualquier medio, total o parcialmente, sin permiso expreso de los editores. Hecho el depósito legal en la Biblioteca Nacional del Perú N.o 2015-09300 ISBN: 978-612-47025-0-1 Impreso en el Perú - Printed in Peru El papel utilizado para la impresión de este libro es ciento por ciento libre de cloro y está calificado como papel ecológico. 2

PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

JURADO INTERNO Affonso Tassi Paulo Director de Ingeniería, Salud Ocupacional, Seguridad Laboral y Medio Ambiente, Odebrecht Perú

Alejandro Huamán Hidalgo Gerente de Administración y Contraloría, Empresa Generación Huallaga Odebrecht Latinfund

Alfredo Pilares Robles Responsable del Programa de Electromecánica, Consorcio Metro de Lima

César Olano Idrogo Gerente de Ingeniería, Proyecto Vía Costa Verde - Tramo Callao Odebrecht Infraestructura

Jorge Arce Aquije Gerente de Administración y TI, Odebrecht Perú

Luis Barrios Rivas Responsable del Área de Medio Ambiente, Proyecto Chavimochic Odebrecht Infraestructura

Marcela Tello Arbulú Gerente de Tesorería e Impuestos, Odebrecht Perú

Marcos Oliveira Silva Gerente de Medio Ambiente y Responsabilidad Social, Odebrecht Latinvest

Piero Antonio Galluccio Chiri Responsable del Programa de Relaciones Comunitarias, Proyecto Vía Costa Verde - Tramo Callao Odebrecht Infraestructura

Vanessa Uribe Montoya Responsable del Programa de Personas & Organización, Odebrecht Perú

Vielka Castellares González Gerente de Calidad, Organización y Certificación, Gasoducto Sur Peruano

Winston Lewis Diaz Gerente de Construcción, Odebrecht Perú

JURADO EXTERNO Ana María Romero-Lozada Lauezzari Directora Ejecutiva, Centro Global para el Desarrollo y la Democracia

Carlos Herrera Descalzi Decano Nacional, Colegio de Ingenieros del Perú

César Peñaranda Castañeda Director Ejecutivo, Instituto de Economía y Desarrollo Empresarial

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PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

PRÓLOGO Odebrecht es una organización que se distingue por sus estándares de calidad y su compromiso con la sostenibilidad. Con treinta y seis años de presencia en el Perú, hemos participado en la construcción de carreteras, aeropuertos, transporte urbano vial, líneas de metro, proyectos de irrigación, hidroeléctricas, puertos, entre otros. Asimismo, gestionamos y operamos infraestructura vial y energética, elementos claves en el crecimiento económico, y la inclusión social. Es claro para todos que el proceso de crecimiento de un país exige el ejercicio responsable de la ciudadanía corporativa; es decir, exige una contribución efectiva y eficiente de las empresas para la sociedad. Estamos en camino a consolidar un desempeño ambiental cada vez más eficiente, y nuestro compromiso con la sociedad nos lleva a construir una sólida relación con el ámbito académico, fomentando la participación activa de estudiantes y universidades en la búsqueda de propuestas innovadoras que mejoren la vida de las personas. El Premio Odebrecht para el Desarrollo Sostenible es nuestra mejor inversión, pues representa lo más fundamental de nuestra tecnología empresarial —el valor de las personas y su deseo de desarrollarse— haciendo valer las ideas de cientos de jóvenes que a su vez mejoran las condiciones de vida de miles de personas. Durante el 2014, el premio Odebrecht para el Desarrollo Sostenible contó con la participación de 1194 estudiantes, 526 profesores y 251 universidades que presentaron 643 proyectos en países como Angola, Argentina, Brasil, Colombia, Cuba, Ecuador, Estados Unidos, México, Panamá, Perú, República Dominicana y Venezuela. En el Perú ya son cinco ediciones del Premio Odebrecht para el Desarrollo Sostenible que se han llevado a cabo, y durante el año pasado formaron parte de este gran reto 178 estudiantes, 26 profesores y 38 universidades, quienes presentaron 110 proyectos. Con gran satisfacción presentamos este libro que sintetiza las mejores ideas, aquellas que representan una propuesta innovadora para mitigar problemas ambientales y así hacer efectivas las ganancias para la sociedad. Nos sentimos orgullosos de ser partícipes en la formación de nuevos líderes para el país, preparándolos para el futuro y contribuyendo con su consolidación como fuente inagotable de talento y creatividad. Ricardo Boleira Director Superintendente Odebrecht Perú

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CONTENIDO PROYECTOS GANADORES

Iluminación mediante paneles solares y purificación de agua a partir de radiación ultravioleta en el asentamiento humano Chavín de Carabayllo

Estefany Huaranga Huaroto Juan José Espinoza Urbina Rodrigo Zapata León Vania Reynoso Espinoza Asesor: José Manuel López Ludeña

Inti muya: huerto solar para el desarrollo nutricional económico y la generación de calor en el distrito de Cañaris (Ferreñafe - Lambayeque) Jairo Torres Flores Jesús Sánchez Manayay Johan Porras Huamán Asesor: Jorge Montaño Vásquez

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MENCIONES HONROSAS

3 4 5

Ecoladrillos térmicamente eficientes y resistentes producidos a base de arcilla adicionada con concha de abanico

Deiby Martínez Alva Eladio Otiniano Ulloa Luis Carrasco Domínguez Asesor: Hernán Alvarado Quintana El bambú como material alternativo para la construcción de viviendas sociales y ecosustentables

Gabriel Llatas Estela Asesor: Raúl Gálvez Tirado

Fungicida agrícola producido a partir de desechos de conchas de abanico en la región Áncash

100

Ashley Campos Grijalva Fredy Ludeña Avalos José Manuel López Martínez Asesor: Williams Castillo Martínez

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1 Iluminación mediante paneles solares y purificación de agua a partir de radiación ultravioleta en el asentamiento humano Chavín de Carabayllo Autores Estefany Huaranga Huaroto, Juan José Espinoza Urbina, Rodrigo Zapata León, Vania Reynoso Espinoza

Asesor José Manuel López Ludeña Universidad Nacional Mayor de San Marcos

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1 INTRODUCCIÓN Los servicios públicos de suministro como el agua y la electricidad son fundamentales y desempeñan un papel esencial en el desarrollo económico y social. Los servicios públicos de suministro de calidad son una condición sine qua non para la erradicación efectiva de la pobreza. No obstante, el Gobierno no se da abasto para asegurar el acceso fiable y universal a los servicios en zonas vulnerables como lo son los asentamientos humanos, lo que repercute en la sanidad, la seguridad y la calidad de vida, especialmente de menores de edad y mujeres. Por esta razón, se considera importante que los pobladores cuenten con tales servicios básicos y se busca implementar y/o mejorar dichos servicios bajo un enfoque que permita alcanzar la autosostenibilidad de estos. Considerando que es importante cuidar el medioambiente, el proyecto desarrollado en el asentamiento humano Chavín de Carabayllo busca poner en vanguardia zonas que no cuentan con las instalaciones adecuadas de luz eléctrica, y promueve el uso de energías renovables que no dañen el medioambiente y que sean rentables para los pobladores.

fotovoltaica ganada por el panel. El equipo de filtración elimina el 99,99 % de las bacterias presentes en el agua tratada, y permite que el agua resultante se consuma directamente; es decir, sin tener que consumir gas para hervirla. Cabe resaltar que Chavín de Carabaylllo cuenta con una población de noventa familias conformadas por, aproximadamente, cuatro integrantes; y que, por un lado, el uso del purificador de agua involucrará a seis familias como mínimo; y, por otro, que los paneles solares se implementarán de manera unifamiliar. La inversión realizada en el sistema completo genera ahorros a lo largo de un período de, aproximadamente, tres años. Como parte del proyecto se realizaron charlas y talleres de formación cuya duración fue de aproximadamente una hora y media. En estos espacios se expusieron el funcionamiento, las características y las ventajas de los equipos de agua (equipo de filtración) y del equipo de luz solar (panel solar, batería y focos led).

En un hogar se implementó un panel solar mediante el uso de una batería y de un equipo de filtración de agua equipado con filtro de sedimentos, filtro de carbono activado y filtro de radiación ultravioleta (UV). Posteriormente, este panel fue expuesto y se difundieron sus múltiples beneficios ante la comunidad. El panel solar se conecta a una batería, donde es almacenada la energía emitida por el panel. El sistema requiere de la conexión de lámparas o diodos emisores de luz (LED). Luego se realiza la conexión de la batería con la bomba y el inversor, el cual es necesario para encender el gabinete de radiación UV, y se logra de esta manera el consumo óptimo de la energía INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

2 FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. Energía fotovoltaica La radiación solar que incide sobre la Tierra equivale a más de 800 000 millones de GWh de energía en un año, lo que representa alrededor de 35 000 veces el consumo mundial en ese tiempo, y es 500 veces mayor que el equivalente energético suministrado por todas las demás fuentes de energía. La energía solar que recibe cada año la península Arábiga, zona geográfica donde radican las mayores reservas de petróleo, es el doble del equivalente energético de las reservas mundiales de este combustible fósil. La superficie de la Tierra recibe en treinta minutos una cantidad de energía solar que equivale al consumo energético mundial en un año. La energía fotovoltaica resulta del proceso de convertir directamente la energía proveniente del Sol en electricidad mediante el uso de las celdas solares y, en comparación con el resto de las fuentes renovables de energía, tiene entre sus ventajas más importantes las siguientes:

Su conversión es la más instantánea de todas.

Es modular y aditiva, es decir, puede generar desde valores de potencia menores del watt hasta decenas de MW. No tiene partes móviles, y el costo de mantenimiento es el más bajo de todos. Es una tecnología madura y aceptada internacionalmente que permite generar empleos y un desarrollo industrial sustentable.

Es la mejor opción en fuentes renovables de energía para introducir en un ambiente urbano o rural, y es fácil de producir e instalar a escala masiva.

Es el modo al que se puede acceder más fácilmente para proveer de energía a los miles de millones de personas que no tienen electricidad en el mundo o que tienen problemas de abastecimiento o problemas relativos a la calidad de dicho servicio.

2.2. Panel solar fotovoltaico Los paneles fotovoltaicos están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. A las celdas a veces se les llama células fotovoltaicas. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía lumínica produce cargas positivas y negativas en dos semiconductores próximos de diferente tipo, originando así un campo eléctrico capaz de generar una corriente. Los materiales para celdas solares suelen ser silicio cristalino, vidrio o arseniuro de galio. Los cristales de arseniuro de galio se fabrican especialmente para uso fotovoltaico; mientras que los cristales de silicio están disponibles en lingotes normalizados, los cuales son más baratos y se producen principalmente para el consumo de la industria microelectrónica. El silicio policristalino tiene una eficacia de conversión menor, pero también un costo menor. Cuando se expone a la luz solar directa, una celda de silicio de 6 cm de diámetro puede producir una corriente de alrededor de 0,5 amperios a 0,5 V (equivalente a un promedio de 90 W/m², en un campo de normalmente

Es altamente confiable, ya que el Sol es una fuente de energía limpia, inagotable y de acceso libre.

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50-150 W/m², dependiendo del brillo solar y de la eficiencia de la celda). El arseniuro de galio es más eficaz que el silicio, pero también más costoso. Las células de silicio más empleadas en los paneles fotovoltaicos se pueden dividir en las siguientes tres subcategorías:

Las células de silicio monocristalino que están constituidas por un único cristal de silicio. Este tipo de células presentan un color azul oscuro uniforme.

Las células de silicio policristalino (también llamado multicristalino) que están constituidas por un conjunto de cristales de silicio, lo que explica que su rendimiento sea algo inferior al de las células monocristalinas. Se caracterizan por tener un color azul más intenso.

existentes, como las incandescentes o las fluorescentes compactas, las lámparas de led están compuestas por agrupaciones de ledes, en mayor o menor número según la intensidad luminosa que se desee. Actualmente, las lámparas de led se pueden usar para cualquier aplicación comercial, desde el alumbrado decorativo hasta el de viales y jardines, y presentan ciertas ventajas, entre las que destacan su considerable ahorro energético, arranque instantáneo, aguante a los encendidos y apagados continuos y una mayor vida útil, pero también ciertos inconvenientes como su elevado costo inicial. Figura 1. Foco led 5 watts 600

Las células de silicio amorfo que son menos eficientes que las células de silicio cristalino, pero también más baratas. Este tipo de células son, por ejemplo, las que se emplean en aplicaciones solares como los relojes o las calculadoras. Las estructuras para anclar los paneles solares son generalmente de aluminio con tornillería de acero inoxidable para asegurar una máxima ligereza y una mayor durabilidad en el tiempo. Las estructuras pueden ser estándares para las medidas más habituales (superficie, orientación e inclinación tanto en horizontal como en vertical).

2.3. Estructura del panel solar

a) Lámpara de led (12 V) Una jalufa de led es una lámpara de estado sólido que usa ledes, como fuente luminosa, debido a que la luz capaz de emitir un led no es muy intensa. Para alcanzar la intensidad luminosa similar a las otras lámparas

Fuente: <http://cipresshop.com/>.

Los diodos funcionan con energía eléctrica de corriente continua (CC), de modo que las lámparas de led deben incluir circuitos internos para operar desde el voltaje CA estándar. Los ledes se dañan a altas temperaturas, por lo que las lámparas de led tienen elementos de gestión del calor, tales como disipadores y aletas de refrigeración. Las lámparas de led tienen una vida útil larga y una gran eficiencia energética, pero los costos iniciales son más altos que los de las lámparas fluorescentes.

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b) Panel solar Un panel solar (o módulo solar) es un dispositivo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares que se usan para producir agua caliente (usualmente doméstica) mediante energía solar térmica y a los paneles fotovoltaicos que se usan para generar electricidad mediante energía solar fotovoltaica. Los componentes del panel solar son silicio, vidrio y EVA; estos se usan porque son reciclables; y alrededor del panel solar hay un marco de aluminio. El panel solar que se va a implementar es de 20 watts. En el proceso el panel recibe la radiación del Sol. Este panel proporciona energía eléctrica a la lámpara led por medio de un cable. Simultáneamente, el controlador de carga almacena la energía eléctrica que no se está usando con la finalidad de usarla después.

c) Batería de plomo ácido El acumulador o batería de plomo, también denominado batería de ácido-plomo, es un tipo de batería (batería húmeda) muy común en vehículos convencionales, como batería de arranque; aunque también se usa como batería de tracción de vehículos eléctricos. Figura 2. Batería recargable sellada de 12 V 7.0AH/ Baterías Ritar RT 1270

Suele proporcionar una tensión de 6 V, 12 V u otro múltiplo de 2, ya que la tensión que suministra cada celda es de 2 V. En el panel solar se usará una batería de 12 V. Puede suministrar unas intensidades de corriente relativamente grandes, lo que la hace ideal para los motores de arranque. Aunque su uso y forma más conocida es la batería de automóvil, este acumulador tiene muchas aplicaciones como, por ejemplo, el uso de energía fotovoltaica. Figura 3. Regulador de carga 10 amperios 12 V Morningstar SHS10

Fuente: <https://autosolar.es/regulador-de-carga>.

d) Controlador de carga Los controladores o reguladores de carga son equipos que controlan el voltaje y la corriente de un panel solar o generador eólico entregados al parque de baterías. Muchos paneles entregan 16 a 20 V que podrían llegar a estropear la batería por un efecto de sobrecarga, ya que esta necesita unos 14,5 V para una carga adecuada. Los paneles solares pequeños de 1 a 5 vatios no requieren la instalación de ningún regulador, dada su baja potencia. Y una buena regla que recordar es saber que si el panel entrega (durante un día) menos de 1/60 de la capacidad de la batería, este resultará innecesario. Si, por ejemplo, el panel entrega

Fuente: <http://www.compubarata.com/>. 14

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6 vatios a una tensión de 12 V, y puede producir energía unas cinco horas al día, la corriente entregada durante esas cinco horas será de medio amperio (6/12 amperios) durante cinco horas; es decir, de 2,5 amperios por hora en total. Si nuestra batería tiene una capacidad de almacenamiento de, por ejemplo, 250 amperios por hora, que es mucho mayor a 60 veces los 2,5 amperios por hora (60 x 2,5 = 150), entonces no se necesitaría ningún regulador.

exhiba un elevado grado de porosidad y una alta superficie interna. Estas características, junto con la naturaleza química de los átomos de carbono que lo conforman, le dan la propiedad de atraer y atrapar de manera preferencial ciertas moléculas del fluido que rodea al carbón. A esta propiedad se le llama «adsorción»; al sólido, «adsorbente»; y a la molécula atrapada, «adsorbato». La unión entre el carbón y el adsorbato es relativamente débil y, por lo tanto, reversible.

e) Purificador de agua

El carbón activado es un compuesto covalente y, por lo tanto, muestra preferencia por moléculas covalentes; es decir, por moléculas que tienden a ser no iónicas y poco polares. Tal es el caso de la mayoría de los compuestos orgánicos. Por lo tanto, el carbón activado se considera un adsorbente casi universal de moléculas orgánicas.

Actualmente, en algunos casos, la calidad del agua que consumimos suele ser bastante dudosa; y, en otros, el agua contiene tanto cloro que termina poseyendo un gusto y un olor insoportables, perdiendo así las propiedades propias de este líquido (ser insípido e inoloro).

Las técnicas de filtrado son: La solución por la que muchos optamos es comprar bidones de agua, lo cual genera un gasto fuerte anual. Además, realmente no sabemos qué tratamiento recibe esta agua. Una solución frente a este problema es usar filtros de agua. Los purificadores de agua especializados en lo que es filtrado de cloro y sustancias orgánicas se caracterizan por tener dos componentes: celulosa y carbón activado. La celulosa elimina todo tipo de partículas (arena, tierra, hierro, etcétera) que se encuentren en el agua; es capaz de filtrar partículas de diferentes tamaños dependiendo del filtro. Algunos filtros son capaces de filtrar hasta partículas de 5 micras. Para que puedan tener poder de filtrado, las células deben contar con un tamaño de entre 10 y 100 micras. Por su parte, el carbón activado es un carbón poroso que se produce artificialmente para que

Microfiltración. Es una membrana semipermeable de baja presión para separar sólidos suspendidos del agua; deja pasar sales y macromoléculas. Nanofiltración. Es un proceso relacionado con la presión durante el cual ocurre una separación basada en el tamaño molecular. Las membranas producen la separación. La técnica se aplica principalmente para eliminar sustancias orgánicas, tales como microcontaminantes e iones multivalentes. Las membranas de nanofiltración retienen moderadamente las sales univalentes. Ósmosis inversa. Es una membrana semipermeable de alta presión que separa partículas de bajo peso molecular y sales disueltas en el agua; deja pasar únicamente agua. Ultrafiltración. El principio de la ultrafiltración es la separación física. Es el tamaño del poro de la membrana lo que determina hasta qué punto son eliminados los sólidos disueltos, la turbidez y los microorganismos. INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

f) Equipo de filtración ultravioleta para aplicaciones en purificación hídrica

Figura 4. Equipo de filtración UV para aplicaciones de purificación

El equipo de purificación de agua a base de luz UV integra un sistema de 3 filtros que son el filtro de sedimentos, el filtro de carbono activado y el filtro de luz UV propiamente dicho.

LÁMPARA UV

El equipo de filtración UV consta de una cámara de cuarzo. En la parte superior se encuentra un cilindro de acero inoxidable que en su interior aloja una lámpara germicida de rayos UV; en la parte inferior presenta dos recipientes plásticos: uno con un filtro de sedimentación para retener partículas suspendidas mayores a 5 micras, y el otro con un filtro de carbón activado para retirar cloro, materias orgánicas o derivados del petróleo. Entre los principales grupos de contaminantes están los plaguicidas, los detergentes, los hidrocarburos, las grasas y los aceites. Además, elimina el cloro libre y evita el desarrollo de microorganismos en el cartucho (bacterias), y cuenta con un cordón eléctrico y un interruptor para encender la lámpara germicida.

CARTUCHO DE CARBONO

Los filtros purificadores de luz UV purifican el agua en varias etapas. Primero, pasa por un filtro de sedimentos que retiene partículas en suspensión; posteriormente, por uno de carbón activado que elimina el olor, el sabor y el color del agua, y que también retiene el cloro existente; y, por último, pasa a través del filtro UV, el cual elimina las bacterias y los microorganismos.

FILTRO DE SEDIMENTOS

Fuente: <http://aguapura.ecodeter.com>.

» Filtro de sedimentos Un filtro de sedimentos actúa como pantalla para remover estas partículas. Es importante tener en cuenta que los filtros de sedimentos reducen sedimentos exclusivamente y, por lo tanto, no reducen la cantidad de químicos o metales pesados y tampoco sirven para tratar el olor o el sabor del agua. Figura 5. Filtro de sedimentos y carbono activado

Los cartuchos de los filtros de sedimentos y carbono activado son renovables y tienen una duración de seis a nueve meses, y la lámpara de filtro UV tiene una duración de dos años. Fuente: <http://www.aguahogar.com/wp-content/ uploads/2012/06/filtro-agua-portatil-3.jpg>.

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» Filtro de carbono activado Los filtros con carbón activado se usan generalmente para purificar aire, agua y gases, así como para quitar el cloro, los vapores de aceite, los sabores, los olores y otros hidrocarburos del aire y de gases comprimidos. Se caracterizan por poseer una cantidad muy grande de microporos. » Filtro UV Purifica el agua con luz UV mediante la esterilización UV que es el proceso de destrucción de toda vida microbiana por medio de radiación UV. La luz UV es una alternativa establecida y de creciente popularidad que usa químicos para desinfectar el agua, el agua residual y aguas industriales de varias calidades. Los sistemas de desinfección UV pueden diseñarse para un rango vasto de aplicaciones siempre que se dé la atención debida a la calidad del agua, la cual debe ser desinfectada. Mientras que tasas reducidas de crecimiento bacteriano han sido reportadas en agua potable después de la desinfección UV (Lund y Omerod 1995); la luz UV no produce un desinfectante residual que pueda ofrecer protección contra el crecimiento de microbios y la formación de biopelículas en la línea de distribución municipal. Y mientras que este hecho se ha usado como apoyo al uso de cloro sobre UV; hay evidencia científica de que si el agua contiene suficientes nutrientes para promover el desarrollo de microbios, la presencia de 1 ppm de cloro libre residual en una línea de distribución municipal no garantiza que no se formen biopelículas sobre las superficies de las tuberías y que no se encuentren coliformes fecales en los puntos de uso (Rice y otros 1991; Herson y otros 1991).

En realidad, el cloro puede reaccionar demasiado rápido con las moléculas superficiales de la biopelícula y no penetrar en esta para inactivar microbios más profundos. Sistemas de desinfección UV pueden usarse ya sea en una planta de tratamiento municipal o cerca al grifo (punto de uso). Unidades UV de punto de uso o punto de entrada pueden instalarse en una casa, en un negocio o en una institución para proveer agua potable desinfectada. Localizar una unidad UV cerca al grifo resulta en un sistema de distribución más corto. A las tuberías de casa se les puede administrar un tratamiento de choque con desinfectante químico para asegurarse de que el agua desinfectada con UV es entregada al grifo sin químicos residuales o bacterias heterotrópicas. El caudal máximo es de 50 L por hora. Sus características son: Tipo beta, no dañino para la salud.

Elimina 99 % de bacterias.

El agua debe consumirse en un máximo de 24 horas. Figura 6. Filtro UV con lámpara UV

ENTRADA DESDE POST-FILTRO

SALIDA AL GRIFO

A RED ELÉCTRICA 220/230V 50HZ Fuente: <http://www.solostocks.com/img/ pack-filtro-uv-para-osmosis-inversa-abiertas- 6731440z1.jpg>.

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3 PROBLEMÁTICA El Perú es un país rico en recursos hídricos; sin embargo, a pesar de tener grandes cuencas hidrográficas, la distribución del agua es desigual en las regiones del país. La costa del Perú es principalmente desértica y sus ríos son de régimen irregular, por lo cual la distribución del agua para el consumo humano es ineficiente. La costa central, donde se localiza el departamento de Lima, es una de las zonas del país con más escasez de agua en todo el Perú, por lo cual las empresas de agua potable encuentran serios problemas para obtener fuentes hídricas naturales. La población rural de la zona en mención es la más vulnerable en cuanto a servicio de abastecimiento de agua. El distrito de Carabayllo se ubica en la zona norte de Lima Metropolitana. En el centro del distrito, a quince minutos (en autobús) del óvalo de Puente Piedra, siguiendo la dirección de la Av. San Juan de Dios, se encuentra el paradero San Pedro de Moruta; a partir de allí, se camina durante quince minutos por una vía sin asfaltar y se llega al asentamiento humano Asociación de Pobladores Chavín de Carabayllo, el cual es el único punto de acceso al lugar. La población de Chavín se distribuye, aproximadamente, en noventa familias de cuatro miembros cada una. La edad promedio de las cabezas de familia es de 35 años. Los varones representan el 33 % de la población; y las mujeres, el 67 %. Asimismo, la ocupación más frecuente en los varones es como trabajadores de construcción civil y; en el caso de las mujeres, como amas de casa o empleadas domésticas. El nivel de ingreso por familia es de 500 a 600 nuevos soles mensuales, y trabajan ambos

padres de familia. En el caso de que trabaje solo uno, el ingreso llega como máximo a los 400 nuevos soles mensuales. Con respecto al nivel de educación, la mayoría cuenta con secundaria incompleta. Y, respecto al estado civil, la décima parte de la población es soltera; y el resto, conviviente. El asentamiento humano Chavín de Carabayllo carece de los servicios básicos de instalación de agua, luz y desagüe. Además del problema del agua, posee instalaciones eléctricas rudimentarias y provisionales que representan un riesgo latente para toda la población. El cableado y los postes que abastecen de luz se distribuyen desde la pista asfaltada hasta las casas de los pobladores que se encuentran en las laderas del cerro Chavín. La empresa Sedapal brinda el servicio de agua potable; este se realiza mediante cisternas debido a la ausencia de tuberías en la zona. Asimismo, la inaccesibilidad a algunas zonas del asentamiento trae como consecuencia que los pobladores tengan que acercarse a la unidad cisterna con baldes y tanques, los que deben cargar hasta sus respectivos domicilios. Adicionalmente a esto, los pobladores tienen que almacenar el agua en tanques de plástico o de metal, puesto que la cisterna llega cada tres o cuatro días. Por esta razón, el agua tiene un alto riesgo de contaminación por vectores. A futuro, todo esto tiende a generar problemas de salud tales como diarreas, infecciones estomacales bacterianas, parasitarias, entre otras. Por otro lado, Chavín de Carabayllo no cuenta con servicio de alcantarillado; por esta razón, las familias optan por usar silos

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que representan un foco infeccioso para los pobladores y el medio ambiente. De igual modo, se evidencia la presencia de chancherías ubicadas en áreas cercanas a las zonas de residencia en las que se depositan residuos orgánicos e inorgánicos que están en contacto diario con los habitantes del asentamiento y debido a lo cual se incrementa el riesgo de la contaminación. Edelnor brinda el servicio de luz. Esta empresa realizó una instalación eléctrica a nombre de la Asociación de los Pobladores de Chavín de Carabayllo. Desde ella, todas las familias del asentamiento han tendido un cableado eléctrico provisional que ha sido realizado por ellos mismos y sin ninguna normativa técnica, con postes de madera y cables eléctricos de baja calidad. Como consecuencia de esto, el flujo de corriente eléctrica es totalmente inestable. Al ser las instalaciones rudimentarias, ocurren apagones constantemente. El fluido eléctrico se corta por lo menos una vez al mes durante dos o tres días, lo que genera una condición desfavorable para las familias asentadas en el lugar. Los niños no pueden estudiar de noche y las madres no pueden atender las necesidades básicas de su hogar, entre otras situaciones producto de la falta de luz. Cabe resaltar que, con el fin de realizar una distribución justa de los costos del servicio y de mantener un ambiente vecinal armonioso, los pobladores instalaron medidores de forma provisional, los cuales no han tenido un mantenimiento continuo. Por ello, han surgido disconformidades por parte de algunos pobladores ante repentinos incrementos de los costos que se han presentado en algunas oportunidades.

Añadimos a todo esto el riesgo permanente de incendio, provocado por las conexiones rudimentarias e inseguras, el recalentamiento de cables por efecto joule, la sobrecarga energética o cualquier efecto de las deficientes instalaciones eléctricas. En concreto, el asentamiento humano Chavín de Carabayllo presenta los siguientes problemas:

Elevado peligro de contaminación de agua debido al ineficiente suministro.

Elevado riesgo eléctrico debido a las instalaciones precarias y al suministro inestable de luz eléctrica. Figura 7. Llenado de tanques con agua de cisternas. Chavín de Carabayllo

Fuente: Fotografía propia. Figura 8. Cableado en Chavín de Carabayllo

Fuente: Fotografía propia. INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

4 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS Para la consecución final de este proyecto se ha optado por la metodología de proyectos, entendiendo por proyecto el conjunto de actividades orientadas a alcanzar un fin fijado de antemano. Dicho fin consiste en construir un sistema de uso de energía renovable y un purificador de agua mediante la puesta en práctica de conocimientos que resuelvan o satisfagan la necesidad o el problema del asentamiento humano estudiado. Además, esta última actividad requiere que los jóvenes universitarios y los pobladores de la comunidad trabajen en equipo, y permite que los primeros desarrollen las cualidades necesarias como futuros profesionales dentro de un grupo. En líneas generales, el método de proyectos se aplica de acuerdo con las siguientes fases:

a) Planteamiento de un problema o de una necesidad

Elevado peligro de contaminación de agua debido al ineficiente suministro.

Elevado riesgo eléctrico debido a las instalaciones precarias y al suministro inestable de luz eléctrica.

b) Obtención de información Para obtener datos cualitativos y cuantitativos de luz y agua, se usan herramientas como las encuestas, las entrevistas a hogares y las sesiones grupales. Se realiza una encuesta censal con la que se obtienen datos que permiten conocer los principales aspectos demográficos, económicos y sociales de la localidad. Esta requiere la planificación y elaboración de

preguntas que permitan recoger los datos relevantes para el proyecto. Además, se realizan entrevistas a los pobladores que tienen algún cargo de autoridad en la comunidad, quienes brindan información específica sobre aspectos económicos y sociales, los cuales se trataron en unas sesiones de grupo realizadas con una parte de la población adulta. Los datos recogidos se resumen en un reporte con el fin de sustentar la autosostenibilidad del proyecto. Entre otras herramientas usadas, se encuentra el diagrama de Ishikawa con el que se pudo identificar la principal causa de los problemas que existen en el asentamiento humano.

c) Diseño del objeto o sistema que resuelva el problema planteado El proyecto propone un sistema que consiste en instalar, en cada hogar, un panel solar y un controlador, componente complementario, cuya energía se almacena en una batería de 12 V. La energía almacenada en dicha batería pueden usarla hasta cuatro focos led de voltaje fluctuante entre 3 y 4 V; además, se puede usar para cargar la batería de teléfonos celulares. Por otro lado, el filtro UV para aplicaciones en purificación de agua necesita energía para su funcionamiento; para ello, se conecta con el panel solar. Primero, se conecta la bomba directamente con el panel solar y, consecutivamente, se conecta la batería a un inversor desde el cual se suministrará energía al gabinete de radiación UV. El purificador de agua consta de tres filtros: sedimentos, carbono activado y radiación UV.

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El purificador se instalará en grupos conformados por seis familias y se ubicará en un área común de las seis familias asociadas. Esto generará comunicación y elevará el nivel de colaboración social. La modalidad bajo la cual se usará el purificador de agua será la de autoservicio. Los pobladores contarán con un punto donde se ubicará el purificador, el cual estará protegido mediante rejas y cuya llave solo la manejará el jefe de la asociación. A continuación se muestra el diagrama de conexión correspondiente al sistema. Figura 9. Diagrama de instalación

PANEL SOLAR

CONTROLADOR DE CARGA

BOMBA DE AGUA

+ +

CORRIENTE CONTINUA DC BATERÍA

+ -

INVERSOR DE CORRIENTE TRANSFORMA DC - AC

GABINETE DE RADIACIÓN UV

Fuente: Elaboración propia.

d) Planificación de la construcción La implementación de los paneles solares en cada hogar de la comunidad requiere una serie de pasos que constituyen el procedimiento que se explica en la charla informativa y en la que, además, se realiza un ejemplo práctico de cómo debe instalarse el panel solar en una casa. A continuación se expone el diagrama de operaciones propuesto, el cual corresponde a la instalación de un panel solar y sus componentes en un hogar de la comunidad. De la misma manera, la instalación del filtro conectado a un panel solar, según el sistema propuesto, requiere de una serie de operaciones e inspecciones que se detallan en el siguiente diagrama de operaciones.

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Figura 10. Diagrama de operaciones de instalación del panel solar y lámpara led

Fuente: Elaboración propia.

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Figura 11. Panel solar y lámpara led instalados en un hogar en Chavín de Carabayllo

Fuente: Fotografía propia.

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Figura 12. Diagrama de operaciones de instalación del panel solar y purificador de agua en Chavín de Carabayllo

Fuente: Elaboración propia.

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Respecto al factor de los tiempos para cada actividad del proyecto en general, se muestra un diagrama de Gantt que detalla la programación para el desarrollo del proyecto propuesto. El diagrama permite hacer un seguimiento del proyecto estableciendo una planificación de actividades y su respectiva evaluación. Las unidades a lo largo del eje horizontal representan el número de días; la unidad de tiempo usada fueron días. Las actividades y su duración están plasmadas en el diagrama. De esta manera es posible hacer el seguimiento al cronograma de las actividades. Podemos observar que el desarrollo de las actividades establecidas tiene una ejecución continua durante el desarrollo del proyecto. Diagrama 1. Diagrama de Gantt de la elaboración del proyecto

Fuente: Elaboración propia.

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5 SOLUCIONES PROPUESTAS Frente a la problemática antes descrita, se propone usar energía renovable de tipo solar obtenida a través de paneles fotovoltaicos. Su implementación trae ventajas como la mejora en la preservación de la salud y la seguridad del poblador, ahorro de energía eléctrica, durabilidad, cuidado del medioambiente y fomento de la cultura ecológica en la comunidad. Por otro lado, el uso de filtros trae consigo el consumo de agua más saludable. Se reduce la necesidad de hervir el agua, se produce un ahorro en el uso de agua para cocinar, se purificarían alrededor de 400 L al día y

el mantenimiento del equipo de filtrado se realizaría, aproximadamente, una vez al año. La propuesta de solución incluye la participación activa de quienes al realizar una desinteresada transferencia de conocimientos programan y realizan capacitaciones para la población mediante charlas y talleres. El proyecto es sostenible, puesto que se tiene planificado que los pobladores usen esta tecnología ecológica y sean ellos los que se hagan cargo de la supervisión y del mantenimiento del sistema.

6 SOSTENIBILIDAD a) En términos ambientales El purificador contribuye a reducir la emisión de gases tóxicos que se producen al quemar el combustible (gas doméstico). Estos gases se componen principalmente de vapor de agua y dióxido de carbono. Se aprovecha eficientemente el agua al evitar su pérdida en el proceso de hervido a causa de su vaporización. Mediante el uso de la luz fotovoltaica se contribuye a la disminución del consumo de energía eléctrica que se da con el uso de electrodomésticos tales como radios, celulares y, principalmente, con los focos para iluminación de ambientes.

b) En términos sociales La estrategia para asegurar la sostenibilidad del proyecto se basa en trabajar intensamente

con la población del lugar y en establecer contacto con las organizaciones que existen. En el caso de Chavín de Carabayllo, el contacto se estableció con la Junta Directiva, la cual estuvo representada por la presidenta del asentamiento humano. Este procedimiento es necesario para que se convoque a toda la población y así poder educarlos en temas relativos al cuidado del medioambiente de su comunidad, al reciclaje y a la seguridad en sus casas. En la charla sobre seguridad se abarcaron temas como la prevención de accidentes por las condiciones inseguras que se repiten en cada hogar, las cuales son el cuidado y mantenimiento adecuado de las instalaciones eléctricas. Estos temas son introductorios y sirven para ir conociendo a la población, así como para hacerles tomar conciencia de los problemas que enfrentan.

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Una vez hecho esto, se ejecutaron conversatorios en los que se explicaron los dos prototipos del proyecto. El contenido es la energía fotovoltaica, las partes del panel solar y el funcionamiento de este mediante una demostración in situ de cómo funciona, cómo debe ser su mantenimiento, su limpieza y los costos de este. Finalmente, se resaltaron las ventajas del sistema frente a las instalaciones con las que cuentan y se añadió, como algo adicional, el uso de focos led por su bajo voltaje y alta duración. Análogamente, se les concientizó sobre los daños que causa a su salud el consumo directo de agua (sin hervir) que les abastece la cisterna. Entre estos se mencionan las infecciones estomacales por bacterias y parásitos (dolor de cabeza, fiebre, vómitos y náuseas), así como los efectos negativos a largo plazo, como son la formación de cálculos en los riñones y otros órganos por acumulación de minerales (lo que ocasiona fuertes dolores). El equipo de filtración de agua es de suma importancia en este caso, puesto que evita los perjuicios a la salud antes mencionados y no hay la necesidad de hervir el agua porque la luz ultravioleta elimina todo tipo de agente patógeno. Esto permite ahorro de dinero, pues se consume menos gas. Y cabe resaltar que el agua que reciben no la consumen directamente, sino que se hierve antes de usarla para tomar o cocinar. Toda esta capacitación concientiza a los pobladores en los cuidados de su salud como en la prevención de accidentes por recalentamiento de cables, incendio por corto circuito, riesgo de incendio por uso de velas, entre otros. Además, la convocatoria de los pobladores y las reuniones con ellos en su centro comunal mejora las relaciones comunitarias y posibilita en ellos una mejora de su organización y unidad para colaborar en

la solución de los problemas que enfrenta la comunidad. Empiezan a tomar conciencia de cuál es su nivel de organización para resolver problemas y cuál es el grado de colaboración que tienen. Este hecho genera que aumente el número de pobladores en las reuniones de juntas vecinales, y así se genera una mejor participación en la toma de decisiones. Todas estas actividades son fácilmente replicables en cualquier asentamiento humano o centro comunal, pues prácticamente todos poseen una junta directiva u organizaciones de otro tipo, y cualquier comunidad de este tipo tiene un lugar de reunión vecinal que convoca a la gran mayoría de pobladores.

c) En términos económicos La certeza del resultado positivo se sustenta con una evaluación financiera de los costos de la implementación y del mantenimiento del proyecto comparado con aquellos gastos mensuales correspondientes al gas, a la luz y a los medicamentos que los pobladores deben adquirir debido a las enfermedades estomacales provocadas por ingerir agua contaminada.

Premisas El proyecto tiene como premisa que el sistema es instalado por los propios pobladores, quienes siguen las instrucciones que han sido explicadas previamente por los alumnos y docentes universitarios; y que la compra del equipo completo de paneles solares es por familia y, por lo tanto, el uso del filtro purificador de agua también se realiza en agrupación de seis familias. En cuanto a las tasas económicas, tenemos como premisa que consideramos un IGV de 18 %, una tasa de inflación promedio de 3,16 % y una tasa de descuento de 10 %. Además, consideramos los tiempos de vida de los bienes y el período después del cual se debe realizar un mantenimiento preventivo.

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Cuadro 1. Tiempo de vida de los componentes del proyecto

Fuente: Elaboración propia. Cuadro 2. Presupuesto

Fuente: Elaboración propia.

Para elaborar el presupuesto, consideramos los valores promedio obtenidos al realizar cotizaciones con distintos proveedores. El presupuesto detalla el costo de instalar el sistema para las noventa familias de la comunidad Chavín de Carabayllo. 28 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Flujo financiero de costos Se analizó el flujo financiero de costos promedio del asentamiento humano Chavín de Carabayllo a partir de dos opciones. La primera muestra la situación actual de las familias sin implementar el sistema de los paneles solares y el filtro de agua; y la segunda muestra la situación del asentamiento humano con la implementación del proyecto. En el Cuadro 3 observamos el flujo de costos de la primera opción. A continuación se presenta la opción que muestra los promedios de los costos familiares actuales, los cuales fueron recolectados mediante encuestas censales. Cuadro 3. Flujo de caja sin la implementación del proyecto

Fuente: Elaboración propia.

Proseguimos con la segunda opción en la que se muestra la situación con el proyecto implementado. Según los estudios realizados en la población de la comunidad, el consumo de energía eléctrica destinada a la iluminación y recarga de teléfonos celulares es de aproximadamente el 50 %. Respecto a los costos, el resultado es una disminución en 45 % del monto del pago por energía eléctrica. Además, el gasto por medicamentos destinados a la cura de enfermedades estomacales se reduce en un 85 % debido a que la población cuenta con puntos en los que pueden obtener agua libre de bacterias y habilitada para ser ingerida, por lo cual existe también una reducción en 30 % del gasto de gas. Esta reducción está justificada en la disminución de veces que se usa el gas para hervir agua. El flujo de costos se realizó para un período de tres años. Así, se observan los cambios en los costos y, por tanto, la generación de ahorro en la comunidad.

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Cuadro 4. Flujo de caja con la implementación del proyecto

Fuente: Elaboración propia.

Criterios de rentabilidad Se usó el criterio financiero de rentabilidad valor actual neto (VAN) debido a que es un valor universal, uno de los criterios más sólidos y el mejor para cuando se requiere analizar costos. Al hallar el valor actual neto para ambas alternativas obtuvimos:

Se obtiene un valor positivo; por lo tanto, el proyecto es rentable. El asentamiento humano Chavín de Carabayllo tendría un ahorro anual aproximado de S/. 10 000,00, monto que es significativo para la población y que puede reinvertirse en sistemas que mejoren su calidad de vida.

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7 CONCLUSIONES Está científicamente comprobado que el filtro del sistema trae consigo agua más saludable para el consumo. Se reduce la necesidad de hervir el agua, se ahorra en el uso de agua para cocinar, se purifican alrededor de 400 L al día y el mantenimiento del equipo de filtrado se realiza solo una vez al año. Las charlas y los conversatorios permiten conocer y dar a conocer a los habitantes de la comunidad información relevante sobre los beneficios del uso de energías renovables y de purificadores de agua, con lo que se crea conciencia de responsabilidad social y ecológica en los estudiantes universitarios y se contribuye a su formación humanística integral. La luz fotovoltaica basada en un panel solar mejora el servicio de alumbrado y, por tanto, la calidad de vida de la población. El consumo de agua para la población mejora con la implementación de un equipo de filtración antimicroorganismos. La opción es económicamente sostenible y genera ahorro en la población allí donde se aplican los prototipos de agua y luz del sistema.

8 CONSIDERACIONES FINALES Es necesario mantener una comunicación asertiva con la población y respetar siempre el código cultural. Es importante hablarles en un lenguaje coloquial de manera que el mensaje que se les quiere transmitir sea comprensible. Se debe evitar el uso de tecnicismos en los talleres que se realicen con ellos. Adicionalmente a las charlas sobre el panel y el equipo de filtración de cómo deben realizar el mantenimiento del sistema -ya que si esto se descuida podría haber averías que ocasionen un gasto adicional-, es posible aprovechar que la población está reunida para educarlos en temas sobre aplicación de reciclaje; por ejemplo, la fabricación de adornos o manualidades que puedan poner en venta para generar ingresos y contribuir con esto al cuidado del medioambiente de su comunidad. Entre las manualidades sugeridas y aquellas que realizan en el proyecto tenemos las siguientes: arbolitos de navidad hechos de botellas de plástico verdes, organizadores para útiles de escritorio hechos de cartón y de los cartuchos de los rollos de papel higiénico, escoba a base de botellas de plástico, entre otras. También es necesario trabajar con las generaciones futuras. Por ello, se ejecutan asesorías académicas de reforzamiento y de resolución de tareas para los niños de la zona. Se podría implementar un taller de manualidades hechas con material reciclado por los niños. Este taller se llevaría a cabo después de que terminen con sus obligaciones escolares.

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9 BIBLIOGRAFÍA Alonso, M. J. y otros

2002

Energía solar fotovoltaica. Madrid: Colegio Oficial de Ingenieros de Telecomunicación. Consulta: 5 de diciembre de 2014. <http://www.coitaoc.org/files/estudios/energia_solar_fotovoltaica_2e5c6 9a6.pdf> Arenas, S. D. y C. H. Zapata, C. H.

2011 Libro interactivo sobre energía solar y sus aplicaciones. Pereira: Universidad Tecnológica de Pereira. Consulta: 10 de diciembre de 2014. <http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/11059/2369/1/62131244A681. pdf> Espinoza, P.

2006

«Uso de la energía solar en el Perú». Lima: Centro de Energías Renovables de la Universidad Nacional de Ingeniería. Consulta: 13 de diciembre de 2014. <http://www.bibliotecacentral.uni.edu.pe/pdfs/INGENIERIA/1,2005/art_0003. pdf>

Hernández, G.

2007

«Energía, energía fotovoltaica y las celdas solares de alta eficiencia». Revista Digital Universitaria, volumen 8, número 12. Consulta: 11 de diciembre de 2014. <http://www.revista.unam.mx revista digital universitaria UNAM/vol.8/num12/ art89/int89.htm>

Herson, D. y otros

1991

«H.T. Association of Mmicroorganisms with Surfaces in Distribution Systems». Journal AWWA, volumen 83, número 7, pp. 103-106.

Huerta, L.

2004 «Métodos para purificar el agua». Revista del Consumidor. Consulta: 12 de diciembre de 2014. <http://www.profeco.gob.mx/revista/publicaciones/adelantos_04/purificar_ agua_mzo04.pdf> Lund, V. y K. Ormerod

1995

«The Influence of Disinfection Processes on Biofilms Formation in Water Distribution Systems». Wat. Res., volumen 99, número 4, pp. 1013-1021.

Mata, J.

2012

«Instalar un purificador de agua en casa» [videograbación]. Madrid: BricocrackTV. Consulta: 12 de diciembre de 2014. <https://www.youtube.com/watch?v=aMW0LD5Lk5k>

32 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Morante, F. y otros

2005

«Consumo de energía eléctrica en sistemas fotovoltaicos domiciliares de las comunidades de los uros, taquile, amantaní y Huancho Lima de la región Puno, Perú. Energía & Desarrollo, número 26, pp. 9-17. Consulta: 13 de diciembre de 2014. <http://fc.uni.edu.pe/mhorn/E&D%202005.pdf>

Polka

2012 «Filtros de agua». Articulo.org. Consulta: 23 de junio de 2015. <http://www.articulo.org/articulo/57274/que_son_y_como_funcionan_los_ purificadores_de_agua.html> Redacción Ambientum

2003 «Carbón activo en el tratamiento de aguas». Ambientum. Consulta: 11 de diciembre de 2014. <http://www.ambientum.com/revista/2003_03/CARBON.htm> Rice, E. y otros

1991

«Correlation of Coliform Growth Response with Other Water Quality Parameters». Journal AWWA, volumen 83, número 7, pp. 98-102.

VV. AA.

2012 «El panel solar: sus usos y beneficios». Luces para aprender. Ficha 3, pp. 2-5. Consulta: 11 de diciembre de 2014. <http://lucesparaaprender.org/web/wp-content/uploads/2012/05/ PROFESORES-8-11-ficha-3-El-panel-solar-sus-usos-y-beneficios1.pdf> Wright, H. y W. Cairnsh

s. a. «Desinfección de agua por medio de luz ultravioleta». Londres, Ontario: Trojan Technologies. Consulta: 13 de diciembre de 2014. <http://www.contraplagas.com/images/archivos/conductos.pdf>

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2 Inti muya: huerto solar para el desarrollo nutricional económico y la generación de calor en el distrito de Cañaris (Ferreñafe - Lambayeque) Autores Jairo Torres Flores, Jesús Sánchez Manayay, Johan Porras Huamán

Asesor Jorge Montaño Vásquez Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo

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1 INTRODUCCIÓN La diversidad geográfica con la que cuenta el Perú origina condiciones climáticas adversas como precipitación congelada y heladas, así como también una alta radiación solar. Estas están presentes en la mayoría de las regiones del altiplano y no permiten cultivar hortalizas a campo abierto, con lo que se reduce la posibilidad de contar con dichos alimentos. Es así que las hortalizas que se consumen en estas zonas suelen proceder de regiones lejanas, lo que ocasiona pérdida del valor nutricional e incremento del precio del producto.

el día para remitirlo a las viviendas. Es decir, este invernadero permitirá solucionar los problemas de desnutrición y frío que afectan a los pobladores. En un sistema acuapónico se aprovechan los desechos generados por los peces para nutrir las hortalizas, diferentes a los cultivos que usualmente siembran en esas comunidades y que a su vez liberan oxígeno para los peces, convirtiéndose en una forma de producción sostenible. Mapa 1. Temperatura en Cañaris

Este proyecto tiene como objetivo contrarrestar los factores de pobreza, desnutrición y frío que afectan a los pobladores del distrito de Cañaris, especialmente a los niños que son la población más vulnerable. Cañaris está ubicado en la provincia de Ferreñafe, en el departamento de Lambayeque, al noroeste del Perú, a una altitud comprendida entre 361 y 3360 m s. n. m. Es una región altoandina con altos índices de desnutrición y pobreza. Según un informe del 2014 de la Gerencia Regional de Salud de Lambayeque, más del 50 % de niños menores de 5 años sufren de desnutrición crónica en Cañaris (El Comercio 2014).

Fuente: Messenger. «El Tiempo».

El proyecto propone usar el sistema invernadero acuapónico Inti Muya, que en quechua significa huerta solar. Se trata básicamente de un invernadero que en lugar de usarse solo para la cosecha de hortalizas se empleará también para el desarrollo de piscicultura y acuaponía, método denominado «acuacultura», y con el que además se acumulará calor durante

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2 FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. invernadero Es un área donde se practica la siembra, el manejo y la conducción de cultivos de hortalizas con aplicación de materia orgánica. Las hortalizas que se cultivan en los invernaderos son más sanas, ecológicas y frescas, y tienen un alto contenido de vitaminas y minerales. Estos son muy importantes para la alimentación, especialmente la de los niños. Para propiciar un sistema de producción alternativo a la agricultura tradicional, es necesario que este permita mejorar el balance tecnológico en las cadenas productivas de distintas hortalizas y vegetales similares; de modo que se reduzcan las grandes brechas entre tecnologías y procesos usados actualmente en la producción de estos vegetales en la región sur del Perú y los que se usan en otros países considerados líderes en la aplicación de las mejores prácticas dentro de estas cadenas productivas a nivel mundial. El huerto o invernadero permitirá lograr altos índices de productividad y bioseguridad, reducir costos de operación y llegar a ciclos de cultivo mínimos. La temperatura, la humedad, el pH, la luminosidad, los niveles de CO2, la conductividad eléctrica, etcétera, son variables que permiten controlar el microclima y garantizar una producción de vegetales altamente competitiva en cantidad, calidad y costo. Esto, a su vez, permitirá acceder a mercados locales, nacionales e internacionales. Actualmente es de suma importancia contar con sistemas productivos que garanticen

una producción limpia y que no contaminen el medioambiente, pues la contaminación es precisamente una constante que se observa en Cañaris. Esta es motivada sobre todo por el uso de aguas contaminadas de los ríos, el empleo de agroquímicos prohibidos y el uso de suelos altamente degradados y contaminados. 2.2. Acuoponía La acuaponía es la combinación de la acuicultura de recirculación con la hidroponía. La acuicultura se define como la crianza de animales acuáticos: peces, moluscos, crustáceos; y la hidroponía, como el cultivo de plantas que se desarrollan en un sustrato inerte, las cuales reciben los minerales mediante la aplicación de soluciones de nutrientes (Guzmán y Moreno 2005: 2). La hidroponía es el cultivo de plantas, principalmente hortalizas, sin usar el suelo. El suelo es sustituido por un sustrato sólido constituido por materiales inertes como el sistema de camas, o por agua como en el caso del sistema de raíz flotante y del sistema de solución nutritiva recirculante. A este sistema se le conoce también como N. F. T. (nutrient film technique, por sus siglas en inglés). Por ser inerte el sustrato de cultivo, las plantas hidropónicas se alimentan de una solución nutritiva en la que las sales minerales que aportan a las plantas todos los elementos necesarios para su desarrollo se disuelven en agua (Soto y Ramírez 2002: 109). Una vez formulada y diluida la solución, se aplica en razón de dos a tres litros por m 2 al día, durante

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seis días a la semana, y un día a la semana el riego se realiza solo con agua. Esto último se hace para lavar el exceso de nutrientes acumulados en el sustrato (González 2009: 84). En este sistema de invernadero acuapónico se usa la trucha debido a su fortaleza ante las fluctuaciones de los parámetros del agua como son el pH, la temperatura y los sólidos disueltos. Algunas experiencias exitosas de cultivo con la trucha es la del cultivo acuapónico en la Granja Agroacuícola Diaguitas en Chile. En resumen, se conoce como acuaponía al sistema en el cual los desechos orgánicos producidos por algún organismo acuático (generalmente peces) sirven como fuente de alimento para las plantas. Estas, a su vez, al tomar estos desechos limpian el agua para los peces y actúan como filtro biológico (Ramírez y otros 2008: 33). La acuaponía es una técnica de producción intensiva, biointegrada (Diver 2000: 1) y altamente productiva, mediante la cual se obtienen peces y hortalizas en un mismo sistema de producción. Mateus señala que por cada tonelada de pescado producida en sistemas acuapónicos se obtienen hasta 7 toneladas de vegetales (2009: 7). Figura 1. Sistema básico acuapónico

Fuente: Aquaflash (2009).

2.3. Nitrificación Es la conversión aeróbica de amoníaco a nitratos. Es una de las funciones más importantes del sistema de acuaponía, ya que reduce la toxicidad del agua para los animales y permite que los compuestos de nitrato resultantes sean removidos por las plantas para su nutrición (Pensamiento Autodidacta 2012). Producto del metabolismo de los peces, de sus branquias y excreción se desprende constantemente amoníaco al agua. Este se debe filtrar, puesto que concentraciones de amoníaco entre 0,5 y 1 ppm resultan perjudiciales para los peces. Aunque las plantas pueden absorber el amoníaco del agua hasta cierto grado, los nitratos son más fácilmente asimilados y se reduce la toxicidad del agua para los peces. El amoníaco puede convertirse en otros componentes nitrogenados a través de poblaciones bacterianas saludables, tales como: nitrosomonas, bacteria que convierte amoníaco en nitritos; y nitrobacteria, bacteria que convierte nitritos en nitratos. Las raíces combinadas y sumergidas de los vegetales tienen un área que permite a muchas bacterias acumularse en ellas, junto a la salinidad del amoníaco y a los nitratos del agua. El área de la superficie determina la velocidad con la que la nitrificación se lleva a cabo. El cuidado de estas colonias de bacterias es importante para regular la asimilación completa de amoníaco y nitrato. Es por esto que la mayoría de los sistemas de acuaponía incluyen una unidad de biofiltración que facilita el crecimiento de estos microorganismos. Típicamente, un sistema se estabiliza para iniciar el sembrío en los niveles de amoníaco de un rango entre 0,25 a 2 ppm, de 0,25 a 1 ppm de nivel de nitrito y de 2 a 150 ppm de nitrato.

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Puede que durante la iniciación del sistema haya mayores concentraciones en los niveles de amoníaco (hasta 6,0 ppm) y de nitrato (hasta 15 ppm), y que se alcancen los niveles de nitrato posteriormente durante la fase de inicio. Puesto que el proceso de nitrificación acidifica el agua, se pueden agregar bases no-sódicas como el hidróxido de potasio o el hidróxido de calcio para neutralizar el pH y proveer un colchón contra la acidificación. Además, se pueden añadir nutrientes y minerales selectos como el hierro, que sirve como la principal fuente de nutrición para las plantas. Una buena forma de tratar con la acumulación de sólidos en la acuaponía es mediante el empleo de gusanos, pues desintegran la materia orgánica sólida para que las plantas y/o los animales puedan usarla.

Sump. El punto más bajo del sistema donde el agua fluye y es bombeada de regreso a los tanques de crianza. Dependiendo de la sofisticación y del costo del sistema acuapónico, las unidades de remoción de sólidos, la biofiltración y/o los subsistemas hidropónicos puede que sean combinados en una unidad o en un subsistema, lo que impide al agua fluir directamente de la sección de acuicultura a la sección del sistema de hidroponía. Figura 2. Propuesta para la producción acuapónica

2.4. Componentes Aunque primordialmente están conformados por dos partes, los sistemas de acuaponía son comúnmente agrupados en diferentes componentes o subsistemas responsables de la remoción efectiva de desechos sólidos, de añadir químicos base para la neutralización de ácidos o de mantener el agua aireada y con oxígeno. Los componentes típicos incluyen: Tanque de crianza. Tanque en el que crecen y se alimentan los peces Remoción de sólidos. Unidad para capturar los alimentos no digeridos y la biopelícula desprendida, y para sedimentos finos. Biofiltro. Lugar donde la bacteria de nitrificación puede crecer y convertir amoníaco en nitratos, los cuales usan las plantas. Subsistemas hidropónicos. Parte del sistema, principalmente una inverna, donde las plantas crecen mediante la absorción del exceso de nutrientes del agua.

Fuente: Aquaflash (2009).

a) Subsistemas hidropónicos Las plantas se cultivan en sistemas hidropónicos; sus raíces se sumergen en el agua afluente que está llena de nutrientes. Esto permite que las plantas filtren el amoníaco que es tóxico para los animales acuáticos o sus metabolitos. Después de que el agua haya pasado por el subsistema hidropónico, estará limpia y oxigenada y podrá regresar a los vasos acuicultores. Este ciclo es continuo. Las aplicaciones acuapónicas comunes de sistemas hidropónicos incluyen: Balsa acuapónica de aguas más profundas. Balsas de poliestireno extruido flotan en el agua para acuicultura relativamente profunda.

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Acuaponia recirculante. Material sólido como lo es la grava o los pedacitos de barro contenidos en un recipiente que es inundado con agua de la acuicultura. A este tipo de acuaponía también se le conoce como «acuaponía de circuito cerrado». Acuaponia recíproca. La materia sólida en un contenedor que es alternamente inundado y vaciado usando diferentes tipos de sifones de desagüe. A este tipo de acuaponía también se le conoce como «acuaponía de inundación y drenaje» o como «acuaponía de flujo y reflujo». Otros sistemas. Usan torres que alimentan en una forma vertical, canales de técnica de película nutriente, tubería plástica (PVC) horizontal con hoyos para las macetas, barriles plásticos cortados a la mitad con grava en ellos o con balsas en ellos. Cada forma tiene sus propios beneficios. La mayoría de los vegetales de hoja verde crecen bien en subsistemas hidropónicos, aunque reditúan más variedades de col china, lechuga, tomate, melón y pimiento. Otras especies de vegetales que crecen bien en un sistema de acuaponía son frijoles, arvejas, rábanos, fresas, cebollas y hierbas. Ya que las plantas en diferentes etapas de su crecimiento requieren de diversos minerales y nutrientes, la cosecha de plantas se intercala con cultivos tiernos al mismo tiempo que plantas maduras. Con esto se asegura que haya un contenido estable de nutrientes en el agua por la continua limpieza simbiótica de toxinas.

b) Sistemas de acuicultura Los animales acuáticos que más comúnmente se crían usando la acuoponía son los peces de agua dulce, aunque también se crían cangrejos de río de agua dulce y langostinos. En la práctica, la tilapia es el pez más popular para el consumo alimenticio tanto en casa como en el ámbito comercial, aunque también la trucha abunda en la zona y puede formar parte del sistema acuapónico.

2.5. Operación Los sistemas acuapónicos generalmente no descargan o intercambian agua bajo operaciones normales; en su lugar, recirculan y reúsan el agua muy eficazmente. El sistema se apoya en la relación entre los animales y las plantas para mantener un ambiente acuático estable con un mínimo de fluctuación en niveles de oxígeno y ambiente nutriente. Se añade agua solo para rellenar la pérdida de esta a causa de la absorción y transpiración de las plantas, por la evaporación del agua superficial, por el desbordamiento del sistema a causa de la lluvia y por la remoción de biomasa como lo es el desecho sólido del sistema. Como resultado, la acuaponía usa aproximadamente 2 % del agua que una granja convencional requiere para irrigar el mismo porcentaje de producción de vegetales. Esto permite la producción acuapónica de vegetales y animales en áreas donde el agua o la tierra fértil son escasas (Eco Habitat). El agua llena de nutrientes que se derrame puede acumularse en tanques receptores y reusarse para acelerar el crecimiento de la hortaliza plantada, o se puede bombear de regreso al sistema acuapónico para rellenar a tope el nivel de agua. Las entradas principales al sistema son el agua, la alimentación proporcionada a los animales acuáticos y la electricidad para bombear el agua entre los subsistemas de acuicultura y los sistemas de hidroponía. Se puede añadir desove para reemplazar a los peces ya crecidos que se van a retirar del sistema para mantener un sistema estable. En términos de resultados, un sistema acuapónico ha de brindar continuamente plantas como vegetales crecidos en hidroponía y especies de animales acuáticos comestibles criados en acuicultura.

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3 PROBLEMÁTICA 3.1. Pobreza Según el Mapa 2 de la pobreza rural en Lambayeque, a Cañaris se le puede considerar una zona vulnerable por su ubicación espacial. Para tener una visión global, hemos cruzado el reordenamiento territorial de Lambayeque con la pobreza rural (Germán Torre 2006: 11). El mapeo se ha realizado con la información contenida en el Mapa de Pobreza, el cual nos muestra que el mayor número de pobres rurales (94,5 % en promedio) está en la zona andina Incahuasi-Cañaris. Por lo tanto, el peso significativo de la pobreza se encuentra en el área rural. Mapa 2. Niveles de pobreza en Lambayeque (En porcentajes)

Fuente: Torre (2006).

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3.2. Desnutrición El informe del 2014 de la Gerencia Regional de Salud de Lambayeque (El Comercio 2014) revela que más de la mitad de los neonatos de los distritos de Incahuasi, Cañaris, Salas y Mórrope tienen serios problemas de desarrollo desde su nacimiento, pues sus madres tuvieron desnutrición crónica durante el embarazo. Además, en Incahuasi y Cañaris más del 50 % de niños menores de 5 años sufren desnutrición crónica, lo que trae como consecuencia una serie de limitaciones que los marcará para siempre. Así de dramático es el problema en estas localidades a las que se les considera las más vulnerables, pues las condiciones de vida son muy precarias. Los niños menores de 5 años habitan en viviendas sin servicios básicos, y sus padres no siempre tienen los recursos para proveerles de los alimentos necesarios para su edad. Las cifras de este informe revelan que en Incahuasi (1315), Cañaris (1037), Salas (482) y Mórrope (1240) hay 4075 niños que sufren desnutrición crónica. En Incahuasi y Cañaris, ubicados en las zonas altoandinas y habitados por pobladores quechuahablantes, se registran cifras superiores al promedio nacional que es 33 %; en tanto Mórrope y Salas tienen índices que superan el promedio regional que es de 30 % (El Comercio 2014). El sector salud tiene dificultades para garantizar la cobertura y la calidad en la atención del programa Control de Crecimiento y Desarrollo (CRED) en la población infantil de 0 a 5 años. La calidad del servicio es baja porque se trata de atender a una gran cantidad de familias sin contar con suficiente personal. Pese a las mejoras en la capacidad de los establecimientos de salud, no todos los puestos cuentan con condiciones de infraestructura adecuadas, equipamiento y los recursos humanos necesarios para cumplir con el trabajo asignado. La lucha contra la desnutrición crónica tiene que hacerse con una mayor articulación de las organizaciones sociales. Gráfico 1. Estado nutricional de los niños menores de 5 años por provincia (En porcentajes)

Fuente: El Comercio (2014). INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

Gráfico 2. Estado nutricional de los niños menores de 5 años por distritos (En porcentajes)

Fuente: El Comercio (2014).

44 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

3.3. Cuánto dinero (dólares o soles) significa retroceder el índice de pobreza Haciendo una relación con los cuadros del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) relativas a la inversión para reducir la pobreza y los resultados de dicha inversión, vemos que en el 2013 el Estado invirtió 57 387 millones de nuevos soles para reducir la pobreza a un índice porcentual de 1,9 %. Cuadro 1. Presupuesto ejecutado por el Gobierno General en programas de reducción de la pobreza, pobreza extrema y programas de inclusión social, 2004-2013

Fuente: Instituto Nacional de Estadística e Informática (2014b).

Cuadro 2. Población en situación de pobreza monetaria, según ámbito geográfico, 2004-2013 (Porcentaje respecto del total de población de cada año y ámbito geográfico)

Fuente: Instituto Nacional de Estadística e Informática (2014b).

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4 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS

46 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Fuente: Elaboraci贸n propia.

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Cuadro 3. Elección del lugar, con qué y cómo ayudar

Fuente: Elaboración propia. Cuadro 4. Conclusiones

Fuente: Elaboración propia.

48 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

5 SOLUCIONES PROPUESTAS 5.1. Inverna Figura 4. Infraestructura arquitectónica

Fuente: Elaboración propia.

Figura 5. Infraestructura arquitectónica

Fuente: Elaboración propia.

Figura 6. Efecto termosifón

Aire caliente asciende y sale por el orificio al exterior.

La radiación solar incide en el techo de la casa y calienta el interior de esta.

Aire frío desciende y entra por el orificio al interior.

Fuente: Elaboración propia.

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El fitotoldo nos permite cultivar cualquier tipo de fruta y verdura y darle así a nuestro cuerpo vitaminas, proteínas y minerales en cantidad para fortalecerlo. Actualmente, las familias se ven obligadas a invertir muchas horas y a gastar mucho dinero en pasaje para ir a las ciudades a comprar frutas y verduras, las cuales al venir de lejos pierden mucho de sus valores nutritivos. ¿Por qué no ahorrar tiempo y dinero cultivando verduras y frutas en su propio patio? La energía solar es gratuita, abundante y eficaz. Cañaris tiene días soleados durante gran parte del año que se pueden aprovechar.

Las plantas son los últimos organismos que entran en un sistema acuapónico. Se puede escoger entre una amplia variedad de hortalizas, hierbas aromáticas y ornamentales.

Ahora bien, ¿qué desventajas tiene el fitotoldo?

Control de las entradas y salidas del agua para verificar el normal flujo de agua y que no se presenten obstrucciones

No funciona sin trabajo y sin gua Hay que sembrar, regar y cosechar Normalmente hay que echar agua cada dos o tres días Se debe controlar diariamente la temperatura abriendo o cerrando las ventanas (plástico corriente) El fitotoldo funciona por medio del fenómeno llamado «efecto fitotoldo». El calor y los rayos del sol entran por el plástico (agrofilm) y se impregnan en el adobe. La tierra, las verduras y las frutas también absorben el calor. Luego el calor del fitotoldo no escapa porque no tiene suficiente energía para pasar una segunda vez por el plástico (agrofilm).

Las rutinas que se han de seguir diariamente están en estos pasos: Alimentación de los peces Remoción de peces muertos Control del nivel del agua y llenado del faltante Control de fugas en las tuberías

Observación minuciosa de las plantas para descartar la presencia de plagas o enfermedades Remoción de hojas enfermas Control de pérdidas de agua en las camas Las rutinas semanales se basan principalmente en la medición de la temperatura y en el análisis de la calidad del agua mediante el uso de un kit colorimétrico. Cuando los niveles de amonio y nitritos son superiores a los que tolera la especie de peces criados, se recomienda cambiar parcialmente el agua (cerca de un 20 %), aumentar el tiempo de bombeo, disminuir la dosis de alimento de los peces e incrementar el número de plantas en las camas.

5.2. Cultivos para aprovechar Los peces favorecen considerablemente el cultivo de hortalizas y, en este caso, los peces que sirven mayormente para la alimentación son la tilapia y la trucha. El amplio rango de temperatura en el que se puede desarrollar la tilapia y la poca exigencia en los parámetros de calidad del agua la hacen muy común en los sistemas acuapónicos.

50 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Cuadro 5. An谩lisis de costos y presupuestos

Fuente: Elaboraci贸n propia. INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

6 CONCLUSIONES Con la implementación de técnicas simples se pueden mejorar notablemente los aspectos económicos, sociales y ambientales. La acuaponía representa no solo una fuente completa de alimentos de alta calidad sino también una oportunidad para mejorar las condiciones socioeconómicas del ser humano, ya que contribuye a la vez a mejorar la alimentación. Económicamente hablando, con este sistema se puede generar calefacción en las viviendas de los pobladores, mejorar la nutrición y la salud de las familias; especialmente, la de los niños, quienes son la población más vulnerable.

7 CONSIDERACIONES FINALES Después de analizar el desarrollo de este proyecto, se evidenció un índice de pobreza muy elevado que afecta a la población en general. Dicha pobreza repercute en el estado de salud de las personas. La desnutrición afecta a este poblado, especialmente a los niños en edad escolar. La tecnología empleada para construir un modelo de vivienda autosostenible servirá para ayudar a las personas a superar el porcentaje de desnutrición. A su vez, es factible porque solo se requiriere de una capacitación simple a un grupo de pobladores para la construcción de la inverna y para el cuidado que se daría a los peces y a las plantas del sistema acuapónico. Los buenos niveles de radiación del distrito de Cañaris indican que se puede usar un sistema solar pasivo como sistema de calefacción propia; además, muchas viviendas alejadas tienen el espacio suficiente para construir las invernas mencionadas.

52 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

8 BIBLIOGRAFÍA Aquaflash

2009

«Acuaponía: ecosistemas sostenibles y ecológicamente productivos». Consulta: 13 de septiembre de 2014. <http://aquaflash.blogspot.com/2009/04/35-acuaponia-ecosistemassostenibles-y.html>

Bernstein, S.

2011

Aquaponic Gardening: A Step by Step Guide to Raising Vegetable and Fish Together. Gabriola Island: New Society Publisher.

Colagrosso, A.

2014 «Instalación y manejo de sistemas de cultivo acuapónico a pequeña escala». Consulta: 1 de septiembre de 2014. <http://www.akuadulza.net/wp-content/uploads/2014/09/Manuale- Alessandro-Colagrosso-ES.pdf> Eco Habitat

s. a. «Acuoponía». Consulta: 16 de septiembre de 2014. <http://ecohabitat.mx/?p=607> El Comercio

2014

«Más del 50 % de niños en Cañaris e Incahuasi están desnutridos». Consulta: 29 de noviembre de 2014. < http://www.cepes.org.pe/notiagro/sites/default/files/ECCH-03052014%20 -%20El%20Comercio%20Chiclayo%20-%20Tema%20de%20la%20 Semana%20-%20pag%202.pdf>

García, M. y otros

2005

«Evaluación de un sistema experimental de acuaponía». Avances en investigación agropecuaria. Consulta: 8 de septiembre de 2014. <http://www.ucol.mx/revaia/anteriores/anteriores/2005/VOL.1/ Evaluacion%20de%20un%20sistema%20experimental%20de%20acuaponía. pdf>

González, R.

2009

Huerta casera. Manual de hidroponía popular. San José de Costa Rica: EUNED.

INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

Granja Agro Acuícola Diaguitas

2010

«Acuaponía de truchas y hortalizas en zona semiárida del norte de Chile». Consulta: 18 de octubre de 2014. <http://www.mundoacuicola.cl/?cat=2&leermas=1&idnews=370&modulo=3>

Grupo Xaxeni S. de R. L. de C. V.

2014a

«Contenedores (Semilleros)». Consulta: 9 de octubre de 2014. <https://www.cosechandonatural.com.mx/semilleros_fml6_sfm39.html>

2014b

«Hidroponía paso a paso». Consulta: 9 de octubre de 2014. <https://www.cosechandonatural.com.mx/guia_para_comenzar_con_ hidroponia_paso_a_paso_guia21.html>

Instituto Nacional de Estadística e Informática

2014a «Encuesta Nacional de Hogares». Lima: Instituto Nacional de Estadística e Informática. 2014b «Sociales». Consulta: 15 de octubre de 2014. <http://www.inei.gob.pe/estadisticas/indice-tematico/sociales/> Messenger

2014 «El Tiempo». Consulta: 20 de septiembre de 2014. <http://www.msn.com/es-us/el-tiempo/hoy/ Ca%C3%B1aris,Lambayeque,Per%C3%BA/we-city--6.05999,- 79.3052?q=ca%C3%B1aris-lambayeque&form=PRWKWB&iso=PE> Moreno, L. y R. Guzmán

2005 «La acuaponía una estrategia interdisciplinaria generadora de conocimientos en la Escuela Normal de Gachetá». Consulta: 20 de septiembre de 2014. <http://escuelanormalsuperiordegacheta.files.wordpress.com/2011/05/articulo- normal-gacheta.pdf> Nelson, L.

2008

Aquaponics Food Production. Raising Fish and Profit. Montello: Nelson and Pade.

Omparrad

2014 «Cultivos hidropónicos». Consulta: 14 de noviembre de 2014. <https://cultivoshidroponicos3.wordpress.com/category/sin-categoria/>

54 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Pensamiento Autodidacta

2012 «De la Chinampa a la Acuaponía». Consulta: 6 de diciembre de 2014. <http://pensamientoautodidacta.blogspot.com/2012/09/dela-chinampa- la-acuaponia.html> Ramírez, D. y otros

2008

«La acuaponía: una alternativa al desarrollo sostenible». Revista de Biología, volumen 4, número 1, pp. 32-51.

2009

«Montaje y evaluación preliminar de un sistema acuapónico goldfish-lechuga». Revista de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad Militar Nueva Granada, volumen 5, número 1, pp. 154-170.

Soto, F. y M. Ramírez

2002

Hidroponía. San José de Costa Rica: Instituto Nacional de Aprendizaje.

Torre, Germán

2006

Lambayeque: perfil de pobreza rural: Incahuasi - Cañaris. Chiclayo: Centro de Estudios Sociales Solidaridad.

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56 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

3 Ecoladrillos térmicamente eficientes y resistentes producidos a base de arcilla adicionada con concha de abanico Autores Deiby Martínez Alva, Eladio Otiniano Ulloa, Luis Carrasco Domínguez

Asesor Hernán Alvarado Quintana Universidad Nacional de Trujillo

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58 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

1 INTRODUCCIÓN En los últimos años el sector de la construcción ha visto incrementada su actividad debido a la demanda de viviendas y, por ende, se ha incrementado la producción de ladrillos de arcilla. Las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que genera la producción de estos ocasionan un fuerte impacto en el medioambiente. En su mayor parte, las fábricas de producción de ladrillos se encuentran ubicadas en la zona costera del país. Y es en esta misma zona donde se encuentran distribuidas las plantas cultivadoras de conchas de abanico para exportación. Es así que este proyecto propone elaborar un ladrillo de arcilla extruido con adiciones de conchas de abanico pulverizadas con el fin de disminuir la temperatura para su cocción, ahorrar combustible y disminuir emisiones GEI al ambiente. Asimismo, el proyecto busca perfeccionar la resistencia mecánica del ladrillo mejorando la densificación y aprovechando la ceniza rica en sílice que deja la quema del orgánico (glicoproteína) de la concha de abanico pulverizada. Esta propuesta se puede introducir a mediano plazo en todas las ladrilleras peruanas, con lo que se disminuiría el costo de producción y se mitigaría el impacto ambiental que vienen ocasionando.

2 FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. Carbonato de Calcio (CaCO3) Este mineral ejerce una acción fundente muy enérgica en las pastas cerámicas, con lo que rebaja la temperatura de cocción. Por la acción del calor, se descompone en CaO y desprende CO2; de ahí que se use también cuando se desea obtener cerámica porosa. Si aparece en la arcilla como granos grandes, la cal formada como producto de la descarbonatación durante la cocción tiende a hidratarse al salir del horno por acción del medioambiente y se producen grietas en el interior y erosión en la superficie de los productos como resultado del aumento de volumen. En las pastas crudas actúa como antiplástico, aunque no reduce el encogimiento en el secado tanto como la sílice. Por otro lado, no se han podido justificar algunos de los impactos beneficiosos del uso del CaCO3 como, por ejemplo, en el tiempo de cocción y en el consumo de combustible. Además, no se han analizado otros posibles impactos sobre los procesos tecnológicos como puede ser en el secado (Martirena y otros 2006).

a) Aragonito o aragonita El aragonito pertenece a la clase de los carbonatos. El aragonito es una de las formas cristalinas del carbonato de calcio junto con la calcita. Su brillo es vítreo y su tenacidad es frágil. Se presenta en la zona de oxidación, en drusas y en grietas de rocas eruptivas, incluso en arcillas (casi siempre en maclas triples), y en las deposiciones de fuentes termales. Puede encontrarse en forma de estalactitas, así como en la concha de casi todos los moluscos y en el esqueleto de los corales. Su origen es hidrotermal; se encuentra en yacimientos a alta temperatura en los que se origina como producto de la oxidación de siderita y pirita.

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También es el resultado de la precipitación de fuentes termales; es sedimentario y metamórfico (Minerales 2014).

b) Calcita La calcita es un mineral del grupo de los carbonatos. A veces se usa como sinónimo de caliza, pero esta es una roca más que un mineral. Es el mineral más estable que existe de carbonato de calcio. Se calcula que un 4 % del peso de la corteza terrestre es de calcita. Su tenacidad es frágil. Se presenta en drusas de yacimientos de minerales metalíferos, en burbujas de rocas volcánicas, en grietas y en drusas de rocas carbonato, como ganga de muchos filones hidrotermales formando rocas, como residuo magnético en carbonátidos, como sedimentario en rocas cálcicas y como metamórfico en mármoles. Se puede decir que es uno de los minerales más comunes. Como resultado de una amplia gama de condiciones, es magmático, hidrotermal, sedimentario, metamórfico y secundario, y se da en varias paragénesis (E-CENTRO 2013). 2.2. Características de la conchuela La concha de abanico es un molusco filtrador de dos valvas. Científicamente se le conoce como Argopecten purpuratus. Pertenece a la familia Pectinidae; esta engloba a un gran número de especies conocidas internacionalmente como vieiras. La especie Argopecten purpuratus habita en zonas costeras que se extienden desde Panamá hasta Coquimbo (Chile), entre profundidades que van desde los 5 m hasta los 30 m, y bajo temperaturas que oscilan entre los 13 y 28 ºC. Esta especie se caracteriza por desovar durante todo el año, función que se acentúa con el aumento de la temperatura marina (por ejemplo, el fenómeno de El Niño). Actualmente las principales áreas de cultivo de conchas de abanico se encuentran en las

costas de Áncash, en zonas como Samanco y Guaynumá, entre otras; mientras que en Lima destaca la zona de Pucusana. Asimismo, destacan bancos naturales ubicados en Pisco, Paracas, Sechura (Piura), Lobos de Tierra (Lambayeque), Bahía de Independencia e isla San Lorenzo. Nombre científico: Argopecten purpuratus Nombre común: Concha de abanico Nombre en inglés: Peruvian scallops Símil de importancia internacional: Pecten maximus (Europa), Patinopecten yessoensis (Japón) Distribución geográfica: Desde Paita (Perú) hasta Coquimbo (Chile) Localización de la pesquería en el Perú: Parachique, Chimbote, Callao, Pisco

a) Composición química La composición general de la conchuela es la siguiente: 35,09 % de calcio y 87,73 % de carbonato de calcio. La composición cálcica de la conchuela es muy semejante a la de las rocas calcáreas. Por ejemplo, ciertos yacimientos de piedra caliza ubicados en el departamento de Áncash tienen un contenido de 94 a 97 % de carbonato de calcio y, en general, la disponibilidad biológica del calcio de las rocas calizas y de la conchuela y cáscara de huevo está comprendida entre el 90 y 100 % (Jara y Canelo 2011). Además del carbonato de calcio, acompañan a la conchuela diversas sales. El análisis de muestras de conchuela procedente del litoral chileno menciona como componentes al óxido de magnesio (MgO), 0,18 %; al sílice (SiO2), 2,50 %; a la alúmina (Al2O3), 0,97 %; al óxido férrico (Fe2O3), 0,13 %; al óxido de titanio (TiO 2), 0,03 %; al óxido de potasio (K 2O), 0,09 %; al óxido de sodio (Na2O) y al anhídrido sulfúrico(SO3), 0,12 % (E-CENTRO 2013).

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En nuestro país, el análisis de materiales calcáreos de muestras procedentes de canteras sedimentarias de conchuelas de las costas del Sur (departamentos de Arequipa e Ica) dieron los siguientes resultados:

Cuadro 1. Características de la conchuela

Fuente: Jara y Canelo (2011).

Cuadro 2. Concesiones autorizadas para el cultivo de conchas de abanico

Fuente: Jara y Canelo (2011).

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Mapa 1. Mapa de concesiones y autorizaciones para el cultivo de conchas de abanico

Fuente: Ministerio de Comercio Exterior y Turismo. 62 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERĂ&#x161; 2014

b) Desengrasantes Son los materiales encargados de disminuir la plasticidad de las arcillas y su retracción al secado. Evitan retracciones muy bruscas de la masa que conducen al agrietamiento. Entre los materiales más usados como desgrasantes en las mezclas cerámicas se encuentran las arenas, la piedra pulverizada, las conchas molidas, los huesos, el cuarzo, el pedernal, las arcillas silíceas, la cáscara de arroz, las hierbas, los residuos molidos de ladrillos cocidos (chamota), entre otros. La arena de cuarzo (SiO2) o anhídrido silícico. Puede estar presente en la propia arcilla o añadirse. Aumenta de volumen al elevarse la temperatura y se reduce así la contracción de la pasta, aunque un calentamiento brusco produce una expansión violenta que podría romper la pieza. El feldespato potásico. Da transparencia a las porcelanas y lozas y sirve también para fabricar esmaltes cerámicos. La chamota o barro cocido. Es el más usado y económico por proceder de piezas rotas o defectuosas que se pulverizan. Se añade a la arcilla y no se contrae al volverse a cocer. Escoria granulada. 2.3. Proceso de fabricación de materiales cerámicos Figura 1. Diagrama del proceso de fabricación de productos cerámicos

Fuente: Elaboración propia.

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a) Conminución En esta etapa el material se tritura en molinos de martillos, en los cuales se obtiene la reducción de tamaño de los agregados en los que se encuentra inicialmente la materia prima. El objeto principal de esta primera etapa es aumentar el área superficial de los agregados, y así aumentar la capacidad de interacción con otras posibles fases y elementos. En algunos casos la conminución se realiza para disminuir el tamaño de las partículas, principalmente del material desgrasante, y se busca una mejor distribución granulométrica que mejore la compactación en el moldeo y, por ende, las propiedades mecánicas del producto. Esta etapa puede llevarse a cabo por vía seca o húmeda. Se decidirá qué vía se ha de emplear teniendo en cuenta en primera instancia la dureza de los materiales o la dificultad para desintegrarlos.

b) Concentración Antes de su uso industrial, las arcillas deben someterse a diversos procesos de purificación, tales como: tamizaje, lixiviación, flotación, levigación, entre otros. El propósito de estos procesos es separar minerales indeseables que puedan afectar las características finales del producto cerámico.

c) Preparación de las pastas cerámicas Independientemente del sistema usado en la producción, para fabricar cualquier producto cerámico se parte de una mezcla de materias primas denominada comúnmente «pasta». Esta sufre diversas transformaciones físicoquímicas hasta alcanzar las propiedades requeridas por el producto acabado. Según su comportamiento con el agua, las materias primas cerámicas se pueden clasificar en plásticas y no plásticas (desgrasantes). Ejemplos simples de materias primas plásticas

son los caolines y las arcillas; mientras que el cuarzo y el feldespato son ejemplos de materias primas no plásticas. La composición de la pasta debe elegirse en función de las características de la pieza cerámica que se desea obtener y del proceso de fabricación que se va a emplear. Por tanto, la calidad del producto dependerá plenamente de la mezcla de materias primas empleadas y del procedimiento seguido en la fabricación. En general, una pasta es idónea para fabricar un producto cerámico cuando cumple una serie de condiciones como las siguientes: La relación de materiales plásticos (minerales arcillosos) con materiales desgrasantes debe ser tal que confiera a la pasta cerámica la plasticidad necesaria para realizar un adecuado moldeo; y a la pieza conformada, la suficiente resistencia mecánica en verde y en seco. Si la preparación de la muestra se realiza por vía húmeda, debe ser fácilmente desfloculable. Por último, la pasta cerámica debe poseer una adecuada composición química y mineralógica de manera que las trasformaciones físico-químicas que tienen lugar durante el proceso de cocción confieran al producto acabado las características deseadas.

d) Conformado de las piezas Esta etapa es de gran importancia debido a la influencia que tiene sobre las etapas posteriores. Las propiedades físicas de los materiales terminados varían de forma considerable según los métodos de fabricación. Estos dependen de la forma del producto y de las características de la materia prima. Los principales métodos de moldeo son los siguientes: moldeo a mano, mediante plantilla, giratorio, torneado, prensado y extrusión.

64 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

La plasticidad, por su importancia en el proceso de elaboración de la pasta cerámica, tiene influencia directa en el moldeo; y, por ende, en las etapas posteriores de secado y cocción. Así, la plasticidad se entiende como una propiedad que tienen las arcillas para formar una pasta dúctil con el agua. Para un correcto conformado, se debe determinar la cantidad de agua necesaria para obtener la plasticidad adecuada. Esto se hace comúnmente mediante la determinación de los límites de Atterberg que comprenden el límite líquido (porcentaje de humedad que posee un suelo cuando se halla en el límite entre el estado líquido y el estado plástico), límite plástico (corresponde a la menor humedad a la cual un suelo se puede moldear) e índice de plasticidad (indica el intervalo de trabajabilidad de la arcilla). Al agregar agua a la pasta cerámica, esta es inicialmente absorbida por la superficie de las partículas arcillosas y forma una capa rígida que se comporta como si fuese una película sólida. A medida que aumenta el número de capas de agua que envuelven a la partícula arcillosa, estas van perdiendo rigidez; hasta que sobre el 18 % de humedad comienzan a aparecer moléculas de agua libre entre partícula y partícula. Si se continúa agregando agua, la sección de los capilares aumenta y la atracción capilar disminuye, y aparece un rápido descenso de la consistencia de la arcilla.

e) Secado de las piezas El secado consiste en exponer la pieza húmeda a la acción de una corriente de aire caliente y seco con la finalidad de eliminar por evaporación superficial el líquido que contiene. Es una de las fases del proceso en la que convergen múltiples factores, tales como: la naturaleza, el grado de preparación y la homogeneización de la arcilla, tensiones ocasionadas durante el moldeo, diseño y forma de la pieza, etcétera. En este proceso

se produce la eliminación de la mayor parte del agua de moldeo con el fin de evitar que en la etapa posterior de cocción se presenten hinchamientos y rompimientos de las piezas.

f) Cocción La cocción es la fase culminante del proceso cerámico y consiste en una serie de modificaciones físicas y reacciones químicas que endurecen y consolidan la pasta cerámica aportándole propiedades nuevas. En cuanto a la duración del ciclo de cocción, se pueden considerar dos aspectos. El primero de ellos hace referencia a la materia orgánica presente en la pasta, la cual se ha de oxidar en el transcurso de la cocción; esto es un limitante para la velocidad de cocción. El segundo aspecto concierne al tamaño de la partícula de las materias primas que componen la pasta; se necesitará menores tiempos de cocción a medida que el tamaño de la partícula disminuya.

3 PROBLEMÁTICA Los residuos de las conchas de abanico (RDCA) se generan al momento de separar la parte comestible del molusco de su valva protectora o concha, la cual se desecha como residuo. Más recientemente y con el advenimiento de la acuicultura y el manejo en cautiverio de estos moluscos, se ha generado una actividad empresarial orientada al procesamiento y a la exportación de la parte comestible de la especie, y los residuos de las valvas o conchas han venido siendo arrojados en terrenos baldíos y próximos a las plantas de procesamiento de este molusco. La acumulación de estos residuos se ha incrementado sostenidamente en el tiempo hasta alcanzar extensiones de cientos de

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hectáreas en los lugares de mayor producción de la especie como las bahías de Sechura, Chimbote y Pisco, entre otras.

el uso de combustibles más económicos o por el uso de nuevas materias primas o por cualquier otra vía (Díaz 2011: 3-5).

Estos botaderos de RDCA se han convertido en verdaderas canteras de este material, pero a la vez se han convertido en focos de contaminación. Los residuos orgánicos no exportables son arrojados en estos lugares junto con los RDCA, los cuales al descomponerse despiden malos olores al medioambiente y atraen nubes de moscas que son vectores peligrosos de los valles y de las ciudades cercanas a estas canteras.

A continuación presentamos los antecedentes relacionados con los problemas ya definidos.

La actividad de fabricación de ladrillos genera impactos sobre la calidad del aire y sobre la morfología del terreno. En el primer caso, estos impactos se deben principalmente a las emisiones de humos procedentes de los hornos en la etapa de cocción que causan efectos directos e indirectos sobre la salud humana, la flora, la fauna, los cuerpos de agua, y contribuyen al cambio climático global. En el segundo caso, estos impactos se deben a que la explotación de las canteras produce excavaciones que no solamente afectan el paisaje, sino también la estructura y configuración del terreno ocasionando deforestación, pérdida de la capa productiva del suelo y erosión (Ministerio de la Producción 2010). La industria cerámica se ubica entre las grandes contaminadoras que afectan al medioambiente y a la salud humana por los elevados consumos de energía; ello unido al uso de combustibles renovables y no renovables. Además, genera cambios significativos en la morfología del entorno natural debido a la extracción de la materia prima. Esto hace que cada vez sea más necesario lograr una mayor eficiencia energética en la industria cerámica roja, ya sea por el uso de hornos más eficientes, por

Benites y otros (2011: 1-8) reportan que en la margen derecha de la Panamericana Norte de Lima a Chimbote, a la altura del kilómetro 313 del Valle de Culebras en la provincia de Huarmey, existe un área aproximada de 100 ha cubiertas por RDCA. Un levantamiento topográfico puntual de 4,6 ha proyectado un volumen de 350 000 m³ de residuos calcáreos existentes que provienen de la planta de congelado Pacific Deep Frozen asentada en el distrito de Culebras. Esto implicaría un promedio anual de 3 volquetes diarios, es decir, aproximadamente 1000 volquetes de residuos al año. Así, si consideramos 10 t por volquete, estaríamos aproximándonos a 10 000 t anuales de crecimiento de residuo. Solo la planta de congelado de Aguapesca en Casma estaría generando alrededor de 5000 t de residuos calcáreos al año. Según las estadísticas del Ministerio de la Producción (2013), la actividad de la acuicultura viene creciendo en el país; muestra de ello son las concesiones que se registran a nivel nacional. Entre las más significativas tenemos las siguientes: 1922 ha en Áncash, 796 ha en Piura y 148 ha en Ica. Tomando como referencia la producción nacional de conchas de abanico, fueron 58 100,65 tm en el 2010 y 52 212,76 tm en el 2011. Tomando en cuenta la aproximación, se estima que de acuerdo con los datos anteriores en el 2010 y el 2011 se han producido en el país un promedio anual del orden de 27 500 tm de residuos calcáreos de conchas de abanico. En la medida que estos recursos no tienen una aplicación beneficiosa en el país se siguen acumulando como residuos contaminantes del medioambiente.

66 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Betancourt y otros (2013: 113-124) estudiaron la influencia de la adición del 2 % de carbonato de calcio (inorgánico) en la duración de la etapa de secado y la eficiencia de la etapa de cocción durante el proceso de fabricación de ladrillos de cerámica roja. Demostraron que la adición de un 2 % de CaCO3 a la pasta arcillosa disminuye el tiempo de secado en un 35 % con respecto a los ladrillos elaborados sin adición y provoca una disminución del consumo de combustible del 27 % con respecto a quemas anteriores realizadas sin la adición de este fundente debido a la reducción del tiempo de cocción en los hornos. Díaz y otros (2011: 269-283) estudiaron la influencia de la finura de molido del carbonato de calcio en las propiedades físico-mecánicas y de envejecimiento acelerado cuando se adiciona por debajo del 10 % en relación con el peso de la arcilla. Demostraron que cuando dicho aditivo se muele hasta finuras entre las 72 µm y 150 µm no se afectan las propiedades mencionadas anteriormente; sin embargo, no ocurre así cuando es molido hasta un tamaño de partícula de 297 µm. Asimismo, demostraron que con esta superficie específica la adición de calcita afecta tanto las propiedades físico-mecánicas como de durabilidad de los ladrillos de cerámica roja. Betancourt y otros (2007: 187-196) investigaron el efecto de la adición de pequeñas cantidades de carbonato de calcio como fundente en la producción de ladrillos rojos de cerámica cocida con el objetivo de mejorar el perfil energético de la producción a través de la disminución de la temperatura y el tiempo de quema. Los resultados mostraron que se producen incrementos de la resistencia a compresión entre 40 a 50 % y una reducción de los costos energéticos que oscilan entre un 30 a 50 %. Toctaquiza (2008: 21) investigó la optimización del proceso de cocción con la adición de

carbonato de calcio proveniente de caliza en la producción de ladrillos de cerámica roja con vistas a elevar la eficiencia energética durante su proceso de fabricación. Amu y otros (2011: 29-46) estudiaron la idoneidad y estabilización con cal de algunos suelos lateríticos como materiales de construcción de pavimento. Los resultados de las pruebas demostraron que las muestras redujeron los índices de plasticidad y que mejoraron las resistencias a la compresión y cizalladurala. Rademaker y Launspach (2011: 222-227) estudiaron el nácar en la interacción entre el carbonato de calcio y las proteínas que componen el caparazón, las cuales le permiten presentar propiedades mecánicas sorprendentes. Janisch (s. a.) estudió las conchas de abulón. Este presenta un caparazón con dureza más fuerte que cualquier cerámica conocida debido a que se compone de una arquitectura de cristal intrincada. Similar a la estructura de una pared de ladrillos (carbonato de calcio) y mortero (proteína), la combinación de capas duras y elásticas le da una notable tenacidad y resistencia, y permiten que el material se deslice bajo la fuerza de compresión. Ante la gran cantidad de residuos hidrobiológicos -derivados de la extracción de concha de abanico- que vienen contaminando la bahía de Sechura, la Dirección Regional de la Producción del Gobierno Regional de Piura acordó instalar una planta procesadora de carbonato de calcio. El proyecto consiste en moler la concha de abanico y las vísceras para obtener harina como alimento para la crianza de langostinos o gallinas ponedoras. Se espera que se presenten otros proyectos alternativos como, por ejemplo, la obtención de ladrillos de la parte calcárea de la concha (Gobierno Regional de Piura 2014).

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4 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS 4.1. Preparación de la arcilla La materia prima (arcilla) se reduce de tamaño en un molino de martillos con el fin de obtener una granulometría que pase la malla N.º 16 (1,18 mm) y usando el método para reducir las muestras de campo a tamaño de muestras de ensayo (ASTM C702). Con este método: Se realizará el análisis granulométrico para obtener el tamaño promedio de las partículas (ASTM D 422). Se calculará el porcentaje de humedad de acuerdo con la Norma ASTM D 2216. Se calculará el porcentaje de material orgánico de acuerdo con la Norma AASHTO t 267. Se calcularán los límites de Atterberg de acuerdo con la Norma ASTM D4318. 4.2. Preparación de la concha de abanico reciclada La concha de abanico se enjuaga con agua potable y a continuación se la activa mecánicamente, triturando y moliendo, hasta obtener un tamaño inferior de 150 µm (que pase la malla N.º 100). 4.3. Mezclado Una vez obtenidas las materias primas debidamente preparadas y listas, el siguiente paso consiste en mezclar la arcilla y el RDCA variando la dosificación de conchuela reciclada en 0, 1, 3 y 5 % y adicionando 25 % de agua. 4.4. Extrusión Luego se amasa la mezcla con el fin de homogenizarla. Todo se introduce poco a

poco a la tolva de la extrusora y se le fuerza a salir por una boquilla sobredimensionada de sección rectangular, seccionando dicho extruido a una longitud determinada en dirección transversal al flujo de pasta. Así se obtienen los ladrillos en verde necesarios para el estudio. 4.5. Codificación de probetas Los distintos ladrillos extruidos se codificarán en cuatro lotes (0 %, 1 %, 3 % y 5 % de adición de conchuela reciclada) de doce por cada lote, desde el número 1 hasta el 12. 4.6. Secado controlado Los ladrillos se secarán primeramente al ambiente durante tres días. Luego se llevarán a la estufa de secado, en la que se realizará el secado controlado a 50 ºC durante 8 horas. Luego se secarán a 110 +/- 5 °C durante 24 horas con el fin de eliminar lentamente el agua que contiene la muestra cerámica. Después de esto, se sacarán los ladrillos de la estufa y se dejarán enfriar para luego tomarles las medidas iniciales antes de meterlos al horno tipo mufla. 4.7. Cocción Seguidamente, se realizará la cocción de los ladrillos en un horno tipo mufla. Se programará la temperatura del horno hasta 400 ºC, en la que se mantendrán los ladrillos durante media hora. Luego se elevará la temperatura hasta cocer los ladrillos (700, 800 y 900 ºC) y se les mantendrá durante tres horas. 4.8. Enfriamiento Una vez obtenidos los ladrillos después de la cocción, se dejarán enfriar en el horno durante un día para evitar un enfriamiento rápido. Luego se sacarán del horno y se dejarán curar al medioambiente durante ocho días.

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4.9. Ensayos mecánicos y físicos Una vez enfriados los ladrillos, mediante una prensa de compresión se realizará el ensayo de resistencia a la compresión según la Norma Técnica Peruana 311.018. Y, según el procedimiento de la Norma Internacional ASTM C373, se llevará a cabo el ensayo de absorción. Para demostrar la influencia del porcentaje de adición de concha de abanico, se realizará un análisis dilatométrico (dilatómetro Linseis). Y con esos datos se construirá la curva de sinterización de los ladrillos investigados.

5 SOLUCIONES PROPUESTAS Debido al incremento de las industrias ladrilleras, al gran consumo de combustibles para elaborar ladrillos rojos y al problema de acumulación de residuos de concha de abanico de las industrias desvalvadoras en las zonas costeras, se pretende elaborar un ladrillo con mejores propiedades físicomecánicas, con la adición de un porcentaje de carbonato de calcio (proveniente de conchuela reciclada) dentro de su composición y que, además, sea térmicamente energético por su menor consumo de temperatura y, por consiguiente, de combustible. Es así que se plantea que al adicionar polvo de RDCA en la mezcla de ladrillo este actuará como un fundente (disminuyendo la temperatura de cocción del ladrillo) con mayor actividad que aquel que proviene de la caliza mineral, puesto que cuenta con una superficie específica mucho más alta. Pues, al eliminar la parte orgánica deja la estructura de poros jerarquizada natural y un residuo rico en silice, el que reaccionará con la arcilla del ladrillo y generará reacciones cementantes (puzolanidad) que ayudarán a mejorar la resistencia de ladrillo.

6 SOSTENIBILIDAD 6.1. En términos ambientales Este proyecto pretende solucionar los problemas ambientales que ocasionan las grandes toneladas de RDCA que se vienen acumulando en las zonas donde se extraen y se cultivan conchas de abanico. Esta acumulación de RDCA causa un gran impacto en el medioambiente, y podría llegar a convertirse en un problema de carácter ecológico que podría afectar también la salud humana por la putrefacción del material orgánico presente en las conchuelas que generan olores muy desagradables. 6.2. En términos sociales Este proyecto contribuirá a la mejora de la calidad de vida de la población, puesto que generará trabajo y mejorará las condiciones de salud al acabar con los problemas generados por el RDCA. 6.3. En términos económicos Este proyecto busca dar un valor agregado al RDCA y de esta manera generar un medio de ingresos para las personas que habitan en la zona costera, quienes podrán vender el RDCA a las empresas ladrilleras para que lo usen en la producción de ladrillos. Así, en un futuro no muy lejano, estas empresas podrán alcanzar el desarrollo de materiales de construcción hechos a base de carbonato de calcio (obtenido de las conchas de abanico), los cuales tendrán mejores propiedades que las que tienen los ladrillos que fabrica actualmente esta industria. Las empresas ladrilleras podrán disminuir la cantidad de combustible que emplean debido a que el RDCA actúa como fundente y reduce la temperatura de cocción. Con el RDCA se ahorra aproximadamente entre un 10 a 20 % de la energía que se usa para producir ladrillos rojos de arcilla. INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

Fuente: Elaboración propia.

Cuadro 3. Flujo de caja 70 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

a) Análisis del presupuesto Nuestro flujo de caja económico lo hemos hecho basándonos en un período de estudio de un año (doce meses). Como el VAN > 0, entonces esto quiere decir que nuestro proyecto es rentable. Hemos calculado también que la tasa interna de retorno (TIR) es mayor al valor estimado de 15 %. Entonces, podemos concluir que será rentable la realización del proyecto. El período de recuperación no es aplicable en este caso, puesto que la propuesta es aplicable a una planta que ya viene funcionando. La propuesta es reducir los gastos en combustible y en materia prima.

7 CONCLUSIONES El uso de carbonato de calcio (proveniente de conchuela reciclada) ayudará a obtener mejores propiedades promedio tanto mecánicas como físicas y se optimizará así este material de construcción. La adición de carbonato de calcio (proveniente de conchuela reciclada) disminuirá la temperatura de cocción de nuestro ladrillo, y se reducirá así el consumo de combustible. Y, por ende, se reducirá también la emanación de gases tóxicos que se producen por la cocción del ladrillo. La adición de carbonato de calcio (proveniente de conchuela reciclada) ayudará a formar una óptima cantidad de fase vítrea y una mayor formación de silicato bicálcico (C2S) y C12A7. En el caso de la absorción, la adición de carbonato de calcio (proveniente de conchuela reciclada) minimizará la cantidad de cal libre, lo que evitará y/o disminuirá la formación de porosidad, y se obtendrá un valor mínimo de absorción a una temperatura menor de la promedio. Darle un valor agregado al RDCA ayudará a solucionar la contaminación producida por este en el medioambiente.

8 CONSIDERACIONES FINALES Debe tenerse en cuenta que el porcentaje de RDCA sea el necesario para no afectar las propiedades de amasado y conformado de la pasta, además de controlar los incrementos de temperatura de secado de los ladrillos fabricados.

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9 BIBLIOGRAFÍA Amu, O.; O. Bamisaye e I. Komolafe

2011

«The Suitability and Lime Stabilization Requirement of Some Lateritic Soil Samples as Pavemen». International Journal of Pure and Applied Sciences and Technology, volumen 2, número 1, pp. 29-46.

Benites, J. y otros

2011

«Sustitución parcial del cemento por residuos calcáreos de conchas de abanico en mezclas de concreto». Conocimiento para el desarrollo». Revista oficial de la Universidad San Pedro, volumen 2, pp. 1-8.

Betancourt, D.; Y. Díaz y F. Martirena

2006

Improvement of Engineering Properties and Energy Efficiency of Fired Clay Bricks Through The Addition Of Calcite. Canadá.

2007

«Influencia de la adición de carbonato de calcio en la eficiencia energética de la producción de ladrillos de cerámica roja». Revista Ingeniería de Construcción, volumen 22, número 3, pp. 187-196.

2011

«Influencia de la finura de molido del carbonato de calcio en las propiedades físico mecánicas y de durabilidad de los ladrillos de cerámica roja». Revista Ingeniería de Construcción, volumen 26, número 3, pp. 269-283.

2013

«Influencia de la adición de un 2 % de carbonato de calcio en el proceso de fabricación de los ladrillos de cerámica roja: etapas de secado y cocción». Revista Ingeniería de Construcción, volumen 28, número 2, pp. 113-124.

Díaz, Y.

2011

Evaluación del uso del carbonato de calcio como aditivo fundente en la producción de ladrillos de cerámica roja. Investigación y desarrollo. Tesis doctoral.

E-Centro

2013 Recuperado el 24 de noviembre de 2014. <http://centrodeartigo.com/articulos-utiles/article_103389.html> Gobierno Regional de Piura

2014

Piura Región. Consulta: 28 de noviembre de 2014. <http://www.regionpiura.gob.pe/detalle_gestion.php?idpag=1&id=133 7&per=2014&sector=1>

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Janisch, C.

s. a.

«Abalone Inspires A Materials Revolution for Lightweight & Strong Materials». Two Oceans Aquarium. Consulta: 25 de noviembre de 2014. <http://www.aquarium.co.za/images/uploads/Abalone_Inspires_Lightweight_ Building_Materials_1.pdf>

Jara, W. y D. Canelo

2011

Avicultura. Consulta: 25 de noviembre de 2014. <http://www.engormix.com/MA-avicultura/nutricion/articulos/conchuela- alimentacion-aves-t3841/141-p0.htm>

Minerales

2014

Tienda de minerales. <http://www.mineral-s.com/aragonito.html>

Ministerio de Comercio Exterior y Turismo

s. a. <http://www.mincetur.gob.pe/comercio/otros/penx/pdfs/Conchas_de_ Abanico.pdf> Ministerio de la Producción

2010

<http://www2.produce.gob.pe/RepositorioAPS/2/jer/AMBIENTE/guia- debuenas-practicas-ladrilleras-artesanales.pdf>

Rademaker, H. y M. Launspach

2011

«Detection of Interaction between Biomineralising Proteins and Calcium Carbonate Microcrystals». Beiltein Journal of Nanotechnology, volumen 2, pp. 222-227.

Toctaquiza, O.

2008

Optimización del proceso de cocción en la producción de ladrillos de cerámica roja en el Cantón Chambo. Tesis de licenciatura. Riobamba.

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4 El bambú como material alternativo para la construcción de viviendas sociales y ecosustentables Autores Gabriel Llatas Estela

Asesor Raúl Gálvez Tirado Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo

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1 INTRODUCCIÓN En la mayoría de ciudades del Perú, una de las formas de manifestación de la pobreza son las precarias e inadecuadas condiciones en que se encuentran las viviendas de sus pobladores. Por tal razón, este proyecto propone un sistema de construcción de viviendas sustentable y accesible en el que el material principal sea el bambú.

Por último, el proyecto busca generar un impacto social positivo por medio de dos fases. La primera se da al brindar a los habitantes espacios de trabajo por medio de huertas, lo cual contribuirá al desarrollo personal y familiar del poblador; y la segunda se da por medio de la transformación de las zonas de maestranzas en espacios públicos para la interacción y el desarrollo de la comunidad.

El proyecto actúa sobre un terreno real de 25 ha ubicado en el distrito de Reque de la provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque (Perú). Se trata de una zona en la que hay presencia de actividad agrícola y ganadera, y a la que desde hace algún tiempo invaden familias sin recursos económicos. El objetivo del proyecto es ofrecer una solución al principal problema que tienen los pobladores de este lugar: las precarias condiciones de habitabilidad en las que viven. En primer lugar, se estudia el terreno como un potencial agrícola para el cultivo del bambú con el fin de que este sea el principal material de construcción para las viviendas. En segundo lugar, se presenta una propuesta para que el usuario pueda acceder al proyecto y formar parte de él. Se proponen zonas de maestranzas en donde se realizarán las actividades de tratamiento del bambú y la capacitación que el poblador necesitará para que pueda intervenir en la construcción de su propia vivienda. En tercer lugar, se propone un diseño que se acomode a las cualidades y a las características del usuario y se brindan espacios que tienen por finalidad otorgar una mejor calidad de vida, de modo que haya una aceptación total del proyecto por parte del usuario.

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Mapa 1. Ubicación de la zona donde se ejecuta el proyecto

Fuente: Wikipedia. «Región Lambayeque».

Figura 1. Vista del sector seleccionado

Fuente: Google Earth. «Distrito de Reque».

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2 FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1. vivienda social El objetivo prioritario de la política de vivienda en el Perú es asegurar a cada hogar el acceso a una vivienda adecuada en tamaño y en calidad con un esfuerzo de gasto económico razonable, tal como lo respalda el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento en su Plan Nacional de Vivienda 20062015: «Vivienda para todos», que plantea algunas estrategias para la vivienda social, lineamientos que han sido punto de partida para el desarrollo del proyecto como viviendas social y sustentable:

a) Vivienda para todos

Se da prioridad a las familias que habitan viviendas tugurizadas de las áreas centrales de las principales ciudades del país, y especial atención a las familias pobres e indigentes de las áreas rurales. El proyecto formará núcleos residenciales rurales que atenderá especialmente a los de sectores socioeconómicos de menores ingresos.

c) Innovación tecnológica El proyecto toma en cuenta la diversidad geográfica, climática y cultural que caracteriza a nuestro país en los procesos de diseño y construcción de vivienda nueva y de mejoramiento habitacional.

Las viviendas están destinadas a familias de los sectores C y D, considerando sus hábitos de vida y posibilidades económicas.

La solución habitacional invita al crecimiento progresivo con la posible generación de un mercado secundario de viviendas.

El proyecto es global y contempla todas las formas de dotarse de vivienda: adquisición de vivienda nueva, construcción sobre sitio propio, mejoramiento de vivienda y arrendamiento de vivienda.

Se incentiva la investigación y capacitación tecnológica con fines de innovación que reditúe en mayores niveles de productividad y calidad habitacional de modo que permita el acceso mayoritario de la población nacional a una vivienda nueva.

Se priorizan las áreas rurales y se toman en cuenta las características de las zonas de expansión, las consolidadas y las deterioradas. Las viviendas-semillas responden a criterios establecidos de adecuación ambiental, seguridad, composición, superficie y habitabilidad.

b) Progresividad: más apoyo para los que menos tienen Se atiende primordialmente a las familias asentadas en barrios urbano-marginales.

Se propicia la estandarización de materiales constructivos. El uso del bambú como material de construcción incentiva la utilización de sistemas normalizados que generen mayores índices de productividad, sin menoscabo de la generación de puestos de trabajo. Se estimula el estudio y mejoramiento de tecnologías constructivas tradicionales en lo que respecta a condiciones sismorresistentes, de estabilización, confort, durabilidad y seguridad (social y económica).

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2.2. Bambú guadua: un recurso ecológico El bambú guadua se usa en el proyecto como un recurso natural en la protección del medioambiente, ya que esta planta se desarrolla muy bien en climas cálidos y húmedos, como el de Reque, y su rápido crecimiento la convierte en una especie ideal para la reforestación rápida. Los suelos arenosos y bien drenados de Reque, que se dan generalmente en los bordes de ríos, quebradas y canales de regadíos, como es nuestro caso, son ideales para el bambú. Al mismo tiempo, la humedad del medio hace más económico el cultivo en estas zonas, porque el riego es mínimo y no entra en competencia con otros usos agrícolas o ganaderos. Según Virginia Carmiol (2009), otra ventaja ecológica es que su sistema radicular entretejido y la gran cantidad de rizomas que tiene la guadua contribuyen eficientemente a conservar y a recuperar el suelo, pues debajo de la tierra la planta forma un complejo sistema de redes que amarra fuertemente el suelo y evita sobre todo la erosión en las laderas. Por esta razón, las plantaciones de bambú cercanas a los canales de regadío constituyen un muro de contención natural que evita la erosión de las orillas. Además, constituye una barrera natural; detiene piedras, árboles y otros elementos que arrastran las corrientes de agua en una crecida. Como planta de rápido crecimiento y abundante follaje, la guadua produce gran cantidad de hojas, que a su vez actúan como medio natural para el crecimiento de malezas y, cuando tiene aproximadamente 3 años, el colchón de hojas no solo protege el suelo, sino que lo enriquece. El bambú como tecnología constructiva es denominado por Schumacher (1973)

«tecnología intermedia», aunque otros la llaman «tecnología adecuada o blanda», y es aquella que está diseñada con especial atención en los aspectos ecológicos, económicos, éticos, culturales, sociales y económicos de la comunidad a la que se dirige. Este tipo de tecnología requiere menos recursos, es de fácil mantenimiento, genera un menor costo fijo y su impacto ambiental es mínimo. Es importante ver que no cualquier tecnología sencilla es una tecnología intermedia. Una tecnología que permita generar los puestos de trabajos requeridos pero que no es respetuosa con el medioambiente no puede definirse como una tecnología adecuada o intermedia. Actualmente, al bambú se le considera un excelente material alternativo de construcción según ensayos realizados en el Instituto de Pruebas de Materiales de Construcción en Sttugart (Alemania) debido a que posee las siguientes cualidades y características: Versatilidad, ya que se emplea en diversas formas de construcción Ductilidad, elasticidad y capacidad de deformación Fácil integración a otras estructuras Gran resistencia a los sismos debido a su flexibilidad Durabilidad; con un buen tratamiento o preservación puede durar más de cincuenta años. Rápido crecimiento, ya que crece 10 centímetros diarios y a partir de los 3 años puede usarse en la estructura de viviendas. El bambú es un recurso natural, parecido a la madera, pero tiene un crecimiento acelerado. A los 5 años de edad, el bambú está listo para ser usado estructuralmente, lo que lo vuelve en un recurso ecosostenible y económicamente muy competitivo.

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Presenta altas características de resistencia estructural. Para su uso, no requiere de mano de obra calificada; con una capacitación limitada basta; y no es necesario emplear materiales o equipos sofisticados. Es un material liviano que permite disminuir el peso a la construcción, lo cual es un factor muy importante en el caso de construcciones sismorresistentes. Produce pocos desperdicios y genera un ahorro energético, ya que para convertirlo en material de construcción no se hace mucho gasto de energía. Actúa como aislante térmico debido a las cámaras de aire que almacena su cavidad hueca.

3 PROBLEMÁTICA En el Perú, los asentamientos humanos irregulares abarcan a comunidades o a individuos albergados en viviendas autoconstruidas bajo deficientes condiciones de habitabilidad. Se forman por ocupaciones espontáneas de terrenos, públicos o privados, y expanden los bordes de las ciudades en terrenos marginados que regularmente están en los límites de las zonas urbanas. Esta problemática existe en la ciudad de Reque y abarca diferentes factores que van desde lo social, político, económico, paisajístico, urbano y arquitectónico, por citar algunos. Actuar en mejora de los asentamientos humanos supone considerar diferentes factores como la reubicación de los residentes hacia viviendas formales, la mejora de los establecimientos existentes y la administración de los recursos y el ambiente.

de experimentación urbana y arquitectónica, un trabajo de ideas que den soluciones a este tipo de problemáticas muy comunes en la sociedad. Es así que vemos que la ciudad de Reque se encuentra dividida por la Panamericana Norte, que supone una barrera para sus habitantes por la inseguridad que supone atravesarla debido a la enorme carga de tráfico. Además de esta circunstancia estructural, los ciudadanos cuentan con un vínculo afectivo con su territorio; una gran parte se dedica a la agricultura, y los propios límites entre la zona construida y la zona agrícola son difusos. La población campesina se ha ido asentando cerca a los campos agrícolas, en los bordes de la ciudad, lejos del núcleo principal construido. Incluso estas poblaciones han ido ocupando terrenos de forma espontánea. Es lo que ha ocurrido con el centro poblado de Miraflores, ubicado en el borde urbano en la zona noroeste de la ciudad. Se trata de un conjunto de infraviviendas que se han ido construyendo de una manera informal, lo que ha llevado al deterioro de la zona agrícola, con escasos recursos, sin apenas infraestructuras y en condiciones insalubres. Por estos motivos se desarrolla el proyecto de un sistema de vivienda social, para brindar soluciones viables que puedan resolver esta problemática de la ciudad de Reque y de muchas otras ciudades que pasen por la misma situación.

Es por eso que es necesario desarrollar recursos técnicos, una sensibilidad para la valoración y juicio y propuestas innovadoras que justifiquen la necesidad de un proyecto

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4 METODOLOGÍA Y HERRAMIENTAS Las metodologías que se emplean para lograr cada objetivo son las siguientes:

b) Métodos de preservación con tratamientos químicos

4.1. Sembrío de bambú

La protección química asegura una vida más larga para el bambú. Se puede usar una gran variedad de químicos dependiendo de las condiciones del culmo (verde o seco) y del uso final en servicio.

Para esta metodología, se analiza el sector seleccionado con el objetivo de proponer el sembrío del bambú en grandes proporciones para que pueda satisfacer la demanda que habrá para la construcción de las viviendas.

En el bambú, los azúcares y almidones son el principal alimento para los insectos y hongos cromógenos o manchadores. Los métodos usados para reducir el contenido de estos carbohidratos en el bambú son los siguientes.

Tratamientos químicos del bambú fresco. Proceso Boucherie. Este método es efectivo si se puede obtener el material aún verde. Consiste en reemplazar la savia del bambú por una solución de sales hidrosolubles con la ayuda de un equipo de tratamiento sencillo que consta de un preservante colocado en un recipiente a cierta altura para que este baje por gravedad y esté conectado al distribuidor donde van conectadas salidas individuales a los extremos de las secciones del culmo.

a) Métodos tradicionales de protección (no químicos)

4.3. Capacitación poblacional. Creación de maestranzas

4.2. Tratamientos del bambú para incrementar la durabilidad en servicio

Cortar el bambú durante la estación en la cual el contenido de carbohidratos sea más bajo: en la estación más seca. Cortar en la edad madura. Generalmente entre 3 o 4 años. Curado. Los tallos se cortan en la base, dejándoles las ramas y hojas de tal manera que la transpiración continúe, y se reduzca el contenido de carbohidratos en el tallo. Inmersión en agua. Este método, comúnmente usado en los países asiáticos, consiste en sumergir los tallos recién cortados en agua corriente o estancada. Durante el período de inmersión los carbohidratos contenidos en el parénquima se reducen. Algunos trabajos consideran suficiente un período de inmersión de 4 a 12 semanas.

En esta herramienta interviene una idea de innovación de autoría propia. Al proponer una capacitación dirigida a la población, se piensa en la accesibilidad que deben tener las viviendas para el habitante del lugar, pensando en su economía y esfuerzo. Consiste en la creación de zonas de maestranzas en cada manzana del sector, respetando la trama del diseño propuesto, donde, además de brindar la capacitación, se alberguen las actividades de curado y preservación del bambú por cada manzana que se vaya a intervenir. Es allí donde deberá participar el sector público o privado con personal calificado para lograr la capacitación poblacional.

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4.4. Diseño del prototipo de vivienda Este método es de autoría propia y para su realización se siguen tres procedimientos importantes:

a) Diseño de un módulo estructural El diseño tiene como objetivo mejorar la calidad de vida de los habitantes del lugar. Considera la construcción de ambientes con ventilación cruzada y con buena orientación con respecto al asoleamiento.

b) Adaptación del módulo con la preexistencia Para que haya una mejor aceptación de la propuesta por parte del poblador y al mismo tiempo ahorro del material, se propone una adaptación de la estructura de bambú en alguna preexistencia de material rústico de la zona que cumpla con las características estructurales necesarias como, por ejemplo, el adobe.

c) Tipologías en las viviendas

4.6. Transformación de espacios públicos Se pretende hacer una transformación de las zonas de maestranzas, después de haber cumplido su finalidad de capacitar al poblador en el uso del bambú, a zonas de interacción pública. Este método es innovador debido a que piensa en un sistema de reciclaje del espacio, convirtiendo las maestranzas en zonas públicas donde se puedan desarrollar diferentes tipos de actividades.

5 SOLUCIONES PROPUESTAS El proyecto de un sistema sustentable y accesible de vivienda social a base de bambú se desarrollará en cinco etapas de ejecución.

a) Etapa 1. Cultivo del bambú Figura 2. Sembrado del bambú en el sector

Se permitirá que el usuario sea quien proponga la distribución de los ambientes de la vivienda para así evitar que haya un único diseño que se repite. 4.5. Implementación de zonas de trabajos (huertos) Se propone implementar zonas de huertas dentro de las manzanas como áreas de trabajo que brinden las cualidades necesarias para que la población participe de la agricultura. De esta manera será factible la participación de toda la familia en la generación de ingresos económicos para su desarrollo.

Fuente: Elaboración propia.

El bambú es un recurso natural de crecimiento acelerado y características estructurales importantes. Por ello, en algunas regiones donde no era común su crecimiento, se ha introducido su cultivo como una alternativa ante la necesidad de fuentes renovables para su continuo uso. Por tanto, se intenta

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aprovechar esta planta como una alternativa ecorresponsable para la construcción de la vivienda en la zona intervenida, haciéndolo un material accesible y económico. Se busca brindar un material confiable y con buenas características estructurales, que llegue a ser una buena alternativa para la construcción no solo en una zona agrícola, sino en cualquier otro lugar a donde se pueda trasladar y se necesite una opción accesible y sustentable para el poblador. En esta oportunidad, el terreno intervenido en Reque presenta características favorables para el cultivo del bambú. Sus terrenos son atravesados por un importante río local, posee dos canales de irrigación para la zona de cultivo, el clima en la ciudad es cálido; y, como se ha descrito anteriormente, el bambú responde bien ante estas características. Esta etapa su ejecución está proyectada a un plazo de cinco años, en los cuales el bambú debe crecer a una altura de 6 m y adquirir características estructurales para la construcción. Figura 3. Plantaciones de bambú

Fuente: Wikipedia. «Plantaciones de bambú». 84 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

b) Etapa 2. Colocación de zonas de maestranzas Otro objetivo del proyecto es hacerlo accesible para el poblador. Esto se logra, por un lado, mediante el uso de un material mucho más económico que los convencionales y, por otro lado, con la colaboración del mismo poblador en la construcción de su vivienda. Figura 4. Distribución de zonas de maestranzas

Fuente: Elaboración propia.

En cada manzana se plantea una zona de maestranza, la cual necesitará una estructura desmontable que sirva de cobertura para las actividades de tratamiento, control y capacitación para el trabajo con el bambú. Figura 5. Maestranza en Ica

Fuente: Instituto de Vivienda, Urbanismo y Construcción de la Universidad de San Martín de Porres (IVUC).

Esto es posible debido a que no se necesita una mano de obra técnica o profesional, ni un equipo sofisticado; únicamente se requiere de una capacitación para lograr una participación activa de los habitantes, tanto de hombres como mujeres, quienes no solo se beneficiarán con su vivienda, sino que a futuro también podrán desempeñarse en esta rama de la construcción.

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Para que las viviendas tengan un buen acabado, será necesario un pequeño grupo de personas bien capacitadas que puedan instruir a los pobladores y al mismo tiempo supervisar el avance de cada obra.

c) Etapa 3. Construcción de prototipos de viviendas Figura 6. Construcción de las viviendas

Fuente: Elaboración propia.

En esta etapa, la más importante del proyecto, se aplicarán los conocimientos adquiridos en la etapa de capacitación, se buscará una construcción rápida y segura, en la que el poblador pueda construir con empeño su propio módulo. La construcción de los módulos se consigue por medio de cuatro fases de implementación y desarrollo.

Fase 1. Diseño del módulo El diseño que se brindará al poblador apunta a un diseño netamente estructural; los ambientes interiores tendrán como característica la flexibilidad; es decir, que podrán distribuirse según las necesidades de cada familia. Figura 7. Modelo de distribución del módulo

Fuente: Elaboración propia.

1. Comedor 2. Sala 3. Almacén

4. Escaleras 5. Cocina 6.Servicios higiénicos

86 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

7. Jardín 8. Dormitorio principal 9. Dormitorios secundarios

Únicamente se mantendrá una zona rígida, es decir, una zona de servicio, para favorecer la instalación de las cañerías y del desagüe de la vivienda. Figura 8. Zonificacion del módulo

Fuente: Elaboración propia.

En el diseño se consideró dar un buen soleamiento y tratamiento de ventilación cruzada y dejar patios que sirvan como zonas ajardinadas y de almacén de los productos de sus huertas. Figura 9. Corte de módulo de vivienda

Fuente: Elaboración propia.

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Fase 2. Intervención del lote Al intervenir el sector nos encontramos con viviendas que ya existen, mal establecidas, hechas de materiales rústicos como adobe y quincha, con sistemas constructivos pobres y en estado de precariedad. De esto deducimos que estas viviendas no cumplen con su papel de brindar seguridad y calidad de vida al usuario, pues poseen ambientes poco iluminados y mal ventilados, y que por lo general son un solo ambiente en el cual se desarrollan distintas actividades. Por tanto, para que la propuesta sea aceptada por el usuario en todos los casos, se planteó adaptar los módulos de bambú a la preexistencia de adobe. Esto se llevó a cabo de la siguiente manera: Actual. Se analiza y se conoce la preexistencia de los lotes a nivel general. Recorte. Se mantiene la zona mejor conservada y estructurada. Adición. Se adicionan los módulos de bambú en un primer plano y según requiera cada usuario. Expansión. La última fase es la colocación del segundo nivel con la flexibilidad de espacios. El propio usuario tendrá la libertad de acomodar y adaptar su vivienda según sus necesidades y requerimientos. Figura 10. Proceso de adaptación a la preexistencia

Fuente: Elaboración propia. 88 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Fase 3. Tipologías de los lotes En esta fase se reconoce, en cada lote, la ubicación de la preexistencia y se analizan las posibilidades de zonificación que podrían tener los distintos lotes del sector. Figura 11. Tipología 1. Preexistencia en el extremo

Fuente: Elaboración propia.

Figura 12. Tipología 2. Preexistencia en medio

Fuente: Elaboración propia.

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Fase 4. Proceso constructivo Reconocimiento de la preexistencia. Se mantiene la zona mejor conservada con capacidad portante útil para la adaptación del bambú. Figura 13. Preexistencia

Fuente: Elaboración propia.

Colocación de las columnas. Se busca innovar con un método de adaptación de las columnas en las paredes de adobe, se aprovecha el cimiento del adobe y se apoya las columnas con su sobrecimiento. Además, se comienza la construcción de los nuevos módulos en el lote. Figura 14. Columas

Fuente: Elaboración propia.

Colocación de vigas y viguetas. Las vigas y viguetas se apoyan sobre los muros de adobe en la zona de la preexistencia y se sigue un proceso típico en el resto de la vivienda. Figura 15. Vigas y viguetas

Fuente: Elaboración propia.

90 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Figura 16. Isometría de colocación del bambú al adobe

Fuente: Elaboración propia.

Figura 17. Isometría de amarre columna-viga

Fuente: Elaboración propia.

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Colocación de paneles. Se prosigue con la colocación de paneles hechos con bambú que poseen un sistema constructivo con soleras de bambú. Figura 18. Vigas y paneles

Fuente: Elaboración propia.

Figura 19. Tipos de cerramiento

Fuente: Elaboración propia. 92 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Figura 20. Corte constructivo del m贸dulo

Fuente: Elaboraci贸n propia.

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d) Etapa 4. Implementación de zonas de trabajo permanente y transformación de espacios públicos Figura 21. Espacios públicos y áreas de trabajo

Fuente: Elaboración propia.

Como última etapa del sistema de construcción de vivienda social, se apunta a dos fases de ejecución.

Fase 1. Implementación de zonas de trabajo permanente En esta fase se busca solucionar un gran problema social que encontramos en los sectores socioeconómicos más pobres: la falta de trabajo. Aprovechando que la zona intervenida tiene cualidades agrícolas, se propone generar huertas, las que darían un lugar de trabajo para el poblador. Así, este podría realizarse y, además, la ciudad también se vería favorecida debido a que se puede volver un punto de producción constante de productos agrícolas para la comercialización. Esta propuesta favorece al poblador debido a que se logra que este ahorre tiempo de recorrido hacia su trabajo y se vuelva un poco más independiente y tenga más posibilidades de formar su propia empresa.

Fase 2. Transformación de espacios públicos Esta fase del proyecto pretende lograr un aporte innovador a la propuesta. Consiste en la reutilización de las zonas de maestranzas antes usadas para la capacitación y el tratamiento del bambú. Se trata de desmontar la estructura de la maestranza y aprovechar el lugar para usarlo como un espacio público con el fin de que las personas socialicen e interactúen.

94 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Figura 22. Máster plan de la propuesta

Fuente: Elaboración propia.

Figura 23. Uso de espacios de la propuesta 1. Zona AgrÍcola

componentes

4. encuentro de niños y jÓvenes

componentes

2. Lugar Comunal

3. Zona de Talleres

componentes

5. mercado

6. espacio para deporte

componentes

árboles

componentes

bancas

luminarias

Fuente: Elaboración propia.

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Figura 24. Proceso de evolución de la manzana

Fuente: Elaboración propia.

6 SOSTENIBILIDAD a) En términos ambientales El bambú guadua se usa como un recurso natural en la protección del medioambiente porque se desarrolla muy bien en climas cálidos y húmedos, y su rápido crecimiento lo convierte en una especie ideal para una pronta reforestación. Al mismo tiempo, la humedad del medio hace más económico el cultivo en estas zonas, porque el riego es mínimo y no entra en competencia con otros usos agrícolas o ganaderos. Otra ventaja ecológica es que su sistema radicular entretejido y la gran cantidad de rizomas que tiene la guadua contribuyen

eficientemente a conservar y a recuperar el suelo, pues debajo de la tierra la planta forma un complejo sistema de redes que amarra fuertemente el suelo, y evita sobre todo la erosión en las laderas. Este tipo de tecnología requiere menos recursos, es de fácil mantenimiento, genera un menor costo fijo y su impacto ambiental es mínimo.

b) En términos sociales La solución propuesta genera un impacto social positivo porque mejorará la calidad de vida de las personas que actualmente habitan en el sector, y les brindará viviendas dignas para su habitar.

96 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

Asimismo, busca organizar la forma de vida de los pobladores otorgándoles planes de trabajo en el ámbito agrícola en el que se desarrollan. De esta manera tendrán un desarrollo familiar para mitigar problemas sociales que trae consigo la falta de trabajo. Además, el proyecto tiene como un objetivo importante brindar espacios públicos a los habitantes de Reque, lo cual traerá una aceptación positiva en las personas por la carencia que existe.

c) En términos económicos La primera inversión que se ha de realizar para garantizar la obtención de bambú como materia prima en la construcción del módulo sería el sembrío de bambú en la zona que se va a implementar. Según el proyecto «Provisión de los servicios de apoyo a la cadena productiva de bambú en zonas productoras del alto Piura, en los distritos de Yamango, Lalaquiz, San Juan de Bigote y Canchaque, en las provincias de Morropón y Huancabamba», para instalar una hectárea de bambú el costo es de S/. 3500 y durante los cinco años que debe esperar para que madure la especie se invierten S/. 600 por año. Se puede cosechar hasta 2500 piezas, con lo cual el ahorro en este material se vuelve considerable al ser S/. 6,00 el costo por cada tronco en flor del valle San Martín, por ejemplo. Cuadro 1. Costo de obtención de bambú por sembrío (5 años)

Fuente: Elaboración propia.

Cuadro 2. Costo de obtención de bambú estructural comprado

Fuente: Elaboración propia.

El sembrío disminuye los costos de adquisición de bambú para el poblador, el cual de por sí es un elemento económico. Al necesitarse 175 piezas para la estructuración por módulo de vivienda propuesta, 1 ha puede implementar 14 de los módulos.

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7 CONCLUSIONES Reconocer la elección del bambú como un material ecorresponsable, sustentable y accesible para la construcción de viviendas sociales. El bambú es una planta muy adaptable a climas tropicales presentes en muchos lugares del Perú. Por ello, la idea del proyecto podría aplicarse en diferentes zonas del país. La mano de obra que requiere la construcción con bambú no necesita ser profesional o técnica, sino que se podría incluir a los mismos habitantes por medio de una capacitación y orientación de un grupo que tenga conocimientos sobre el tema. Las viviendas deben responder a las características y necesidades del poblador; el diseño debe buscar la mejora de la calidad de vida. Las viviendas construidas con el bambú poseen características livianas, flexibles y económicas. Dentro de la propuesta se incluye la generación del trabajo en el ámbito agrícola que el poblador de la zona conoce y realiza. Se busca una interacción social por medio de la transformación de espacios públicos que se propone.

8 CONSIDERACIONES FINALES La propuesta se realiza en un terreno y en una problemática real. Se ha hecho un reconocimiento del lugar intervenido y se ha visitado para llegar a una mejor comprensión de la situación que atraviesa. El cultivo del bambú esta enfocado a una zona con potencial agrícola; no obstante, el módulo de vivienda y las propuestas sociales que se proponen pueden colocarse en cualquier zona con un sistema de adquisición del bambú ya cosechado. Podría invertir en el proyecto tanto el sector público como el privado, siempre que busquen mejorar los problemas sociales de vivienda que sufre su comunidad. Al no contar con antecedentes de construcción en bambú documentados en el país, la construcción del flujo económico se construye de manera general, con algunos casos contados de esta manera.

98 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

9 BIBLIOGRAFÍA Burgos, A.

2003

«Revisión de las técnicas de preservación del bambú». Rev. For Lat., número 33, pp. 11-20.

Carmiol, V.

2009

«Bambú guadua: un recurso ecológico». Tecnología en Marcha, volumen 22, número 3, pp. 3-9.

Google Earth

s. a. «Distrito de Reque». Consulta: 10 de diciembre de 2014. <https://www.google.es/intl/es/earth/index.html> Instituto de Vivienda, Urbanismo y Construcción de la Universidad de San Martín de Porres (IVUC)

s. a. Página web. Consulta: 12 de diciembre de 2014. <http://usmp.edu.pe/ivuc/> Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento

2006

Plan Nacional de Vivienda 2006-2015: «Vivienda para todos». Lima: Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento.

Orosco, A.

2009

El bambú como material alternativo en la construcción arquitectónica. Mérida: Universidad de los Andes.

Schumacher, E.

1973

Small is Beautiful. Economics as if People Mattere. Londres: Blond and Briggs.

Wikipedia

s. a. «Región Lambayeque». Consulta: 10 de diciembre de 2014. <https://es.wikipedia.org/wiki/Departamento_de_Lambayeque> s. a.

«Plantaciones de bambú». Consulta: 10 de diciembre de 2014. <https://es.wikipedia.org/wiki Special:Search?search=plantaciones+de+ bambu&go=Go>

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100 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

5 Fungicida agrícola producido a partir de desechos de conchas de abanico en la región Áncash Autores Ashley Campos Grijalva, Fredy Ludeña Ávalos, José López Martínez

Asesor Williams Castillo Martínez Universidad Nacional del Santa

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102 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

1 INTRODUCCIÓN La acuicultura es una actividad importante en el sector industrial. En el caso de los moluscos, las instalaciones en las que estos se procesan generan cantidades significativas de residuos que representan cientos de miles de toneladas al año. Es desde hace poco que la industria reconoce que debe tener en cuenta los factores ambientales; esto incluye una sabia administración de los recursos de los ecosistemas y el reciclaje ambientalmente benigno de la naturaleza para retener el desarrollo sostenible en el futuro. La solución ideal sería convertir las conchas de los residuos en un producto que sea beneficioso para el medioambiente, así como económicamente viable. Este proyecto de investigación tiene como objetivo brindar una posible solución al problema de los residuos sólidos que genera el procesamiento de conchas de abanico y valvas, ya que actualmente no existe ningún tipo de tratamiento por parte de las plantas procesadoras para este tipo de residuo en las bahías de Samanco, Chimbote, Casma, entre otras. Es así que se plantea reutilizar la valva de la concha de abanico y obtener óxido de calcio a partir de esta para emplearlo en la solución de otro problema presente en la región: la infección de los cultivos por el hongo Rizhoctonia solani Kühn, el cual pudre los tallos y frutos y genera pérdidas al agricultor ancashino. Así, con la reutilización de las valvas de la concha de abanico se podría disminuir la contaminación ambiental por el mal manejo de los residuos sólidos de estas, a la vez que se emplearían como fungicida agrícola y se generaría responsabilidad social y ambiental en la región Áncash.

2 FUNDAMENTO TEÓRICO Dos factores que causan graves pérdidas en la producción de los cultivos son las plagas y enfermedades. Estas pueden ser originadas por hongos, bacterias y virus. Una de las enfermedades que causa un importante impacto económico en la producción es el hongo Rhizoctonia solani Kühn, ya que afecta a la planta durante su desarrollo y al fruto después de la cosecha. Para controlar esta enfermedad, normalmente se recurre al uso de fungicidas o agroquímicos sintéticos (AQS), los que ocasionan un fuerte impacto en los humanos y en el ecosistema. 2.1. ¿Qué es un fungicida? Un fungicida es una sustancia tóxica que ayuda a inhibir o a evitar el crecimiento de hongos sobre plantas, raíces o semillas. Aplicado como líquido, polvo o en fórmula sistémica brinda protección a plantas maduras, cultivos y semillas. Históricamente, los fungicidas han sido considerados peligrosos debido a su alta toxicidad, pues pueden causar envenenamientos e incluso la muerte. Los fungicidas modernos son menos tóxicos; y, cuando se usan correctamente, sus ventajas superan a sus riesgos.

a) Composición: residuos de conchas de abanico La concha de abanico es un molusco filtrador de dos valvas. Científicamente se le conoce como Argopecten purpuratus. Pertenece a la familia Pectinidae, la cual engloba a un gran número de especies conocidas internacionalmente como vieiras.

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Figura 1. Anatomía interna de la concha de abanico (Agropecten Purpuratus)

Parte NO comestiBLE

Masa visceral

Partes comestibles

Pie

Gónada masculina “Coral” Músculo aductor “Tallo o callo”

Branquias Gónada femenina “Coral”

Manto Valva o concha

Fuente: <http://www.mincetur.gob.pe/>.

En su forma global, los residuos de las conchas de abanico (valvas) están compuestos de Ca, Mg y Zn, que reducidos a nivel de polvo se encuentran bajo la forma CaO, MgO y ZnO. El CaO es el compuesto principal y de mayor abundancia. En general, estos compuestos cumplen la función antimicrobiana contra diferentes tipos de hongos patógenos (Sawai y Yoshikawa 2003: 6). Cabe resaltar que el aporte de óxido de calcio (CaO) puede usarse como corrector de pH en suelos ácidos y como fertilizante.

b) Mecanismo de acción

El citoplasma y la membrana de los microorganismos son los objetivos para muchos agentes de inhibición. Esto se debe a la unión electrostática (catiónico-aniónico) entre el calcio y la estructura de la superficie de los hongos; la membrana se desestabiliza por la formación de los poros transmembrana y genera lisis. Asimismo, el ion calcio (pequeña molécula) puede penetrar en la membrana celular y cambiar la concentración de cationes de sodio y afectar la función de la membrana celular (Xing y otros 2013: 7).

c) Rhizoctonia solani Kühn

En general, los fungicidas interrumpen la formación de las células del hongo, pues interfieren en la síntesis de fosfolípidos y ácidos grasos y afectan el crecimiento miceliar, la producción y la germinación de las esporas.

La Rhizoctonia solani (teleomorfa: thanatephorus cucumeris) es un patógeno de plantas, cuenta con un gran rango de huéspedes y se encuentra en todo el mundo. Es una de las causas de la podredumbre (damping off) que mata a las plántulas.

Investigaciones recientes han concluido que las valvas de concha de abanico calcinadas, CaO, presentan mayor índice antifúngico que el polvo generado por las valvas sin tratamiento térmico (calcinación).

Plaga (nombre vulgar). Damping off, mal de los almácigos, cancro del cuello, costra negra o podredumbre negra de la raíz. Tipo de plaga. Hongo Hospederos. Espárragos, fresa, alcachofa,

104 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

algodón, arroz, alfalfa, kiwi, maní, papa, pimiento, soja, sorgo, tabaco, tomate. Características biológicas Taxonomía Dominio: Eukaryota Reino: Fungi Phylum: Basidiomycota Clase: Basidiomycetes Subclase: Agaricomycetidae Orden: Ceratobasidiales Familia: Ceratobasidiaceae Descripción. Como típico hongo del suelo sobrevive de distintas formas: como saprofito sobre restos orgánicos, como parásito en las raíces y otros órganos de plantas y, en forma pasiva, como esclerocios. El hongo puede infectar en muy distintas condiciones de temperatura y humedad, pero como patógeno relativamente débil ataca principalmente en tejido estresado y debilitado del hospedante. El ataque en los frutos se produce en condiciones húmedas y calurosas. Ocurre en frutos que tocan el suelo y que son invadidos en forma directa o en frutos más o menos distantes del suelo donde el inóculo llega por el salpicado de la lluvia o riego por aspersión. En el cultivo de tomate, el Rizhoctonia solani Kühn produce el cancro del cuello. Ataca en plántula, y en estadíos más avanzados de desarrollo puede manifestarse como podredumbre de las raíces, presentándose en estas lesiones oscuras, o bien como cancros del tallo a nivel del suelo. Los cancros son lesiones necróticas de color pardo que profundizan en el tejido y pueden abarcar porciones más o menos extendidas de la circunferencia del cuello causando marchitamiento, debilitamiento, detención del crecimiento y muerte de la planta. Los frutos que están en contacto con el suelo o cercanos a este pueden desarrollar una

podredumbre parda con bandas concéntricas más claras y más oscuras alternadas. Estas lesiones se expanden y pueden presentar hendiduras en forma de estrella. Primero son firmes, pero luego se transforman en una podredumbre húmeda por la actividad de otros microrganismos. Los frutos verdes son más resistentes que los frutos maduros. Durante la cosecha, los frutos pueden presentar infecciones incipientes que se manifestarán recién durante su transporte y comercialización. En el cultivo de soja, el hongo causal puede provocar pérdidas considerables y reducir el stand de plantas de los cultivos por damping off de pre- y posemergencia, así como la podredumbre radical. La podredumbre de la raíz y del cuello puede ocurrir en cualquier momento durante períodos prolongados de humedad. Esta enfermedad generalmente predomina más en las plántulas que en las plantas jóvenes. En Chile, una de las enfermedades que afecta al cultivo de la papa la constituye el complejo Rizoctoniasis, producida por el Rizhoctonia solani Kühn, que causa pudrición en yemas, brotes, raíces, estolones y tallos de plantas jóvenes o adultas, así como lesiones necróticas de color café oscuro que interfieren con el transporte de nutrientes y disminuyen la emergencia y el rendimiento del cultivo. Sobre la piel de los tubérculos se forman esclerocios, estructuras de resistencia del patógeno que constituyen una importante fuente de inóculo para la planta que se desarrollará a partir del tubérculo infectado. Se ha demostrado que el inóculo proveniente de los tubérculos en forma de esclerocios es la principal causa de fallas en la emergencia, además de incrementar el nivel de inóculo del suelo.

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d) Ventajas del fungicida producido a partir de residuos de las conchas de abanico Promueve un desarrollo sustentable y evita la contaminación de la bahía al reducir la contaminación por la generación de residuos. A diferencia de los fungicidas tradicionales, este no deja residuos tóxicos en los suelos. Se degrada fácilmente en sus componentes botánicos y no altera los ecosistemas naturales. Representa una oportunidad de negocio rentable además de ofrecer un claro beneficio medioambiental. Reduce el uso de agroquímicos para el control fitosanitario y minimiza el impacto ambiental.

abanico son arrojadas a orillas del mar, produciéndose así una grave contaminación. Cabe resaltar que actualmente esta bahía es contaminada con restos de conchas de abanico que arrojan los pescadores después de extraer su carne, con lo que perjudican la ecología marina. El rendimiento de las conchas de abanico es del 14,8 %; es decir, el 67,2 % de materia prima que recibe cada empresa son residuos sólidos (Compendio Biológico Tecnológico 1996: 120). Según el Ministerio de la Producción, en el 2011 Áncash aportó el 21,13 % de la producción nacional de conchas de abanico. Gráfico 1. Cosecha de concha de abanico por regiones (2011)

3 PROBLEMÁTICA 3.1. Residuos de las conchas de abanico en la región Tan solo el año pasado, en Sechura se produjeron aproximadamente 100 000 toneladas de residuos hidrobiológicos provenientes de la concha de abanico. Urge solucionar la acumulación de residuos de concha de abanico de manera inmediata, ya que el relleno sanitario de Sechura colapsó en el 2013 debido a que se usa como botadero de los residuos hidrobiológicos.

Fuente: Ministerio de la Producción.

Asimismo, en el fondo de la bahía de Chimbote se ha concentrado una capa de desperdicios de un metro y medio de profundidad. Esta misma situación ocurre en el mar de Samanco, donde se acumulan los desechos de las pesqueras, maricultoras y aguas servidas. Cientos de restos de conchas de

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A continuación en el Cuadro 1 se presentan los residuos generados en los últimos años en Áncash y a nivel nacional. Cuadro 1. Exportación de concha de abanico

Fuente: TRADE MAP.

Gráfico 2. Desechos producidos por la concha de abanico a nivel nacional

Fuente: Elaboración propia.

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Cuadro 2. Toneladas de residuos sólidos generados en Áncash

Fuente: Elaboración propia.

Gráfico 3. Residuos de valvas de la industria acuícola de Áncash

Fuente: Elaboración propia.

108 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERÚ 2014

3.2. Presencia de hongos (Rhizoctonia solani Kühn) en los cultivos La chupadera fungosa es una enfermedad responsable de importantes pérdidas; no obstante, hasta la fecha no se ha realizado un estudio detallado sobre sus agentes causales en el valle, aunque se cita como los más importantes a los hongos Rizhoctonia solani Kühn (Agonomycetaceae), Sclerotium rolfsii Saccardo (Agonomycetaceae), Fusarium solani Martius (Saccardo), F. chlamydosporum Wollenweber y Reinking, F. moniliforme Sheldon, F. oxysporum Schlecht (Moniliaceae) y Gliocladium solani (Harting) Petch (Moniliaceae). La infección por estos hongos causa la muerte de semillas y plantas tiernas de algodón y provoca fallas en la densidad del cultivo. La mayor incidencia de esta enfermedad ocurre en el «valle nuevo» (Cascajal, Lacramarca y Tangay). Este valle se caracteriza por tener suelos franco arenosos en los que el complejo de microorganismos benéficos es más reducido y favorece la ocurrencia de epífitas, y obliga al agricultor a volver a sembrar o inclusive a eliminar el cultivo. En cambio, en el «valle viejo» (Vinzos, Rinconada y Tamborreal), donde los suelos son de textura pesada, el ataque es menor. También la incidencia es mayor en siembras tempranas (junio), sobre todo cuando el invierno es intenso. La enfermedad alcanza niveles importantes en aquellos campos donde las siembras son muy profundas debido al mayor tiempo de exposición de las semillas y plántulas a los patógenos del suelo (Vásquez 2004: 2).

de espárragos- debido probablemente a que presentan resistencia, problema que puede pasar desapercibido por los agricultores debido al excesivo uso de fungicidas o a su empleo inadecuado para eliminar rápidamente el fitopatógeno y así evitar pérdidas en su producción (Rubio y otros 2008: 2). Asimismo, en los últimos años se ha observado un incremento de la mortandad de plántulas de alcachofa en campos de producción comercial durante los primeros veinticinco días de trasplante. Los síntomas son cancros en el cuello y en las hojas basales. Tales características corresponden a la especie Rizhoctonia solani Kühn (Aragón y otros 2007: 1). El mismo caso se da en las zonas algodoneras, en las que este patógeno Rizhoctonia solani Kühn afecta en los primeros estados fenológicos del cultivo ocasionando la chupadera, enfermedad que ocasiona la muerte de 10 a 60 % de plántulas. Este hongo es un patógeno que afecta a varios cultivos. Generalmente no ocasiona la muerte de toda la población de plantas, pero puede originar un desigual y lento desarrollo. Además, puede afectar la línea de siembra y originar espacios vacíos en el campo, lo que a veces exige el replante.

La marchitez por F. oxysporum y la costra negra por Rizhoctonia solani Kühn son dos de las enfermedades fúngicas más frecuentes en la región La Libertad -sobre todo en cultivos

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4 MATERIALES Y METODOLOGÍA 4.1. Materiales Los materiales y equipos que se usarán para el aprovechamiento de las valvas de conchas de abanico son los siguientes: Cuadro 3. Materiales

Fuente: Elaboración propia.

4.2. Metodología Las valvas de concha de abanico se lavan y se secan en un horno a 60 °C durante 24 horas. La cáscara luego es molida y pasada a través de una malla. Posteriormente pasa a un tratamiento térmico a 1050 °C en aire durante 2 horas, y se muele con un molino de bolas y se pasa a través de la malla.

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Diagrama 1. Procesamiento de las valvas

Fuente: Xing y otros (2013: 2).

5 SOLUCIONES PROPUESTAS Se propone reutilizar los residuos de la concha de abanico que se usa en la industria acuícola. La concha representa en promedio el 67,2 % de la composición física de este molusco. Su principal componente es el CaCO3, que se convierte en CaO por tratamiento térmico. Este último puede usarse en distintos sembríos –por ejemplo, alcachofa, espárrago, algodón, papa, zapallo, tomate y kiwi– como fungicida agrícola contra el ataque de Rizhoctonia solani Kühn. Su actividad antifúngica está demostrada. De tal manera que:

en el medioambiente, pues ya no habría una acumulación de estas en las costas y se impediría el desequilibrio de la ecología marina. Asimismo, se realizaría el manejo adecuado de residuos y se disminuiría la contaminación junto con los respectivos efectos negativos que causa esta en la salud humana. El proceso de obtención del fungicida (polvo de CaO) es sencillo y económico. Se logra proteger los cultivos antes mencionados del ataque de hongos, con lo que mejoraría la economía del agricultor.

Se logra dar uso a las valvas de conchas de abanico y se evita así un impacto negativo INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

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6 SOSTENIBILIDAD El proyecto deberá demostrar que es sostenible y para ello evidenciará su viabilidad en tres aspectos:

a) En términos ambientales Al ser las valvas de conchas de abanico la materia prima para elaborar un fungicida agrícola, estas ya no se desecharían y no producirían contaminación ambiental. Así se daría una solución eficaz en los botaderos y se generaría un recurso económicamente sostenible. La industria acuícola para la producción de conchas de abanico y su posterior exportación a mercados internacionales solo aprovecha el 14,8 % (parte comestible). El resto son residuos que se desechan, que producen un desequilibrio ecológico y que representan un 67,2 % de valvas que se reutilizarían para transformarlas en fungida agrícola. Este tipo de fungicida contribuiría a reducir la acumulación de residuos en rellenos sanitarios.

ubicadas cerca, ya que no tienen ningún control sobre los desechos. Se logra dar un valor agregado (fungicida) a lo que antes solo eran residuos de la industria acuícola.

c) En términos económicos El proyecto beneficia enormemente en el plano económico, ya que al tratarse de productos naturales no requieren industrialización alguna que encarezca su costo. Además, se demuestra un plano favorablemente sustentable al notarse un abastecimiento rutinario de materia prima para su posterior elaboración y aprovechamiento. A continuación se muestra el análisis financiero del proyecto:

b) En términos sociales En términos sociales, el proyecto tiene como finalidad: Usar los residuos de la industria acuícola y transformarlos en materia prima para crear un fungicida que beneficie a los agricultores. La producción de este fungicida genera nuevas oportunidades laborales. Se reduce la contaminación ambiental y mejora la salud de la sociedad.

Fuente: Ministerio de la Producción.

Se reduce la contaminación en las bahías generada por las empresas informales

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Fuente: Ministerio de la Producci贸n.

Fuente: Elaboraci贸n propia.

INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

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Fuente: Elaboraciรณn propia.

114 PREMIO ODEBRECHT PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE -PERร 2014

Fuente: Elaboraci贸n propia.

Fuente: Elaboraci贸n propia. INNOVAR PARA MEJORAR LA VIDA DE LAS PERSONAS

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Fuente: Elaboración propia.

Como se observa en los resultados, el VAN es de S/. 700 803,28; ello demuestra la factibilidad del proyecto.

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7 CONCLUSIONES El proceso de obtención de CaO a partir de valvas de conchas de abanico es sencillo; asimismo, está demostrado que con la calcinación de estos residuos la actividad antifúngica incrementa notablemente. Se logra reducir el impacto ambiental negativo que causan el mal manejo de residuos de conchas de abanico (valvas) sobre la ecología marina y la población. Las valvas son de fácil acceso. Estas, mediante tratamiento térmico, no solo actúan como un fungicida contra la Rhizoctonia solany Khün, sino que también puede mejorar los cultivos en crecimiento. Por lo tanto, si se usan las valvas de conchas de abanico en la agricultura, se logra proteger el medioambiente y economizar recursos. Esta será también una solución ideal para convertir las conchas de desecho en un producto que no solo es ambientalmente beneficioso, sino también económicamente viable.

8 CONSIDERACIONES FINALES El uso de un fungicida a partir de las valvas de la concha de abanico es una forma de mejorar la calidad de la producción agrícola y generar un ingreso sustentable. Asimismo, se ataca la problemática en los botaderos. Al comenzar a usar estos desechos se pretende minimizar el daño que producen y generar un recurso económicamente sostenible.

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9 BIBLIOGRAFÍA Aragón, L. y L. Mattos

2001

Identificación de grupos de anastomosis de aislamientos de Rizhoctonia solani Kühn procedentes de las principales zonas algodoneras del Perú. Lima.

Aragón, L.; W. Flores; y W. Apaza

2007

Chupadera fungosa por Rhizoctonia solani Khun en alcachofa (Cynara Scolymun L.). Lima.

Instituto Tecnológico Pesquero del Perú

1996

Compendio biológico tecnológico. Callao: Stella.

Mincetur

2010 «Conchas de abanico». <http://www.mincetur.gob.pe/> Rubio, G. y otros

2008

Resistencia in vitro de Rhizoctonia solani y Fusarium oxysporum a los fungicidas Benzomil 500, Rhizolex-T y Homai-WP. Trujillo.

Sawai, J. y T. Yoshikawa

2003

Quantitative Evaluation of Antifungal Activity of Metallic Oxide Powders (MgO, CaO and ZnO) by an Indirect Conductimetric Assay. Kanagawa.

Trade Map

2014 « Exportación de conchas de abanico ». <www.trademap.org> Vásquez, J.

2004

Propuesta de manejo integrado de plagas del algodonero en el valle del Santa, Áncash, Perú. Lima.

Vizcarra Proyectos

2010 «Características de la concha de abanico». <www.vizcarraproyectos.com> Xing, R. y otros

2013

Comparison of Antifungal Activities of Scallop Shell, Oyster Shell and their Pyrolyzed Products. Qingdao.

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