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Un estudio sobre la implementación de pozos sépticos ecológicos en el caserío joya 2000, guatemala, con el objetivo de mejorar las condiciones sanitarias y ambientales de la comunidad. Se analiza la eficiencia de este sistema en comparación con otros métodos de tratamiento de aguas residuales, así como su viabilidad económica y social. El estudio también incluye entrevistas a expertos en arquitectura y biología, quienes brindan su opinión sobre la eficiencia de los pozos sépticos ecológicos.
Typology: Schemes and Mind Maps
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Guatemala, 16 de octubre de 2024
A continuación, se enumeran los principales estudios relacionados con el sistema de pozos sépticos para el tratamiento de aguas residuales. 2.1 La investigación sobre Estado del arte de los sistemas sépticos para el tratamiento del agua residual en zonas rurales de Campos Usaga (2022); propone un sistema séptico para el tratamiento de aguas residuales domésticas en comunidades rurales dispersas, en Antioquia, Medellín, Colombia. Partiendo de un análisis exhaustivo de estudios previos sobre sistemas sépticos y su adaptación a las condiciones locales. A través de una evaluación de la eficiencia de distintos sistemas mediante la variación del tiempo de retención hidráulica (TRH), filtros de grava y bambú, y el uso de humedales con especies vegetales locales, se comparan porcentajes de eliminación de contaminantes como DQO, DBO5 y TSS. Los resultados destacan la importancia de implementar un sistema séptico que sea eficiente, viable y fácil de mantener, considerando las características sociales y económicas de las comunidades. Se concluye que mejorar el tratamiento de aguas residuales no solo reduce enfermedades relacionadas con el agua contaminada, sino que también mejora la calidad de vida en las zonas rurales, promoviendo un entorno más saludable y sostenible. ( Siomara Balcarcel) 2.2 En su proyecto de investigación titulado “Pozos sépticos en el departamento del Quindío y solución alternativa con humedales subsuperficiales” en Colombia. Naranjo (2019), señala que la contaminación de aguas subterráneas generada por la alta densidad de sistemas de pozos sépticos en la región se debe al mal manejo de los mismos. Por ello, incluye la recolección de información sobre las condiciones actuales de estos sistemas y un análisis de sus deficiencias, así como la evaluación de la efectividad de los humedales artificiales como alternativa de tratamiento. Los resultados revelan que, a pesar de su bajo costo y facilidad de implementación, los pozos sépticos presentan serias deficiencias por falta de mantenimiento, lo que contribuye a la contaminación de las aguas subterráneas. Como resultado final, se recomienda establecer listas de chequeo y procedimientos de verificación para mejorar la supervisión de estos sistemas, además de considerar los humedales artificiales como una solución eficiente y es ecológica para el tratamiento de aguas residuales en el futuro. (Shirley Castillo) 2.3 La investigación de Muñoz Soto, N. (2015), llamada “ Diseño de un sistema de tratamiento de aguas grises por medio de biojardinera aplicado a viviendas rurales del departamento de Quiché. ” Se enfoca en el diseño y construcción de un sistema de tratamiento de aguas grises utilizando una biojardinera en el área rural de Santa Cruz del Quiché, Guatemala; con el objetivo de evaluar su eficiencia en la remoción de nutrientes y materia orgánica, así como su viabilidad social, técnica y económica para el tratamiento doméstico de aguas residuales. La metodología incluyó la recolección de muestras de agua en envases plásticos y frascos estériles, el análisis físico-químico de parámetros como pH, sólidos sedimentables y DBO5, y un proceso constructivo que abarcó excavación manual, impermeabilización con plástico tipo nylon y verificación de medidas para asegurar la instalación adecuada del sistema. Los resultados concluyen que el sistema de biojardinera es eficaz en el tratamiento de aguas grises, cumpliendo con los estándares de diseño y demostrando viabilidad ecológica y económica, con un mantenimiento que no presenta complicaciones significativas. ( Siomara Balcarcel)
2.4 En su publicación en la Revista Mexicana de Ingeniería Química, Pliego-Arreaga et al. (2013), con el título de la misma “Diseño de Fosas Sépticas Rectangulares Mediante el Uso de la Herramienta FOSEP”. Como solución a este problema, se opta por la implementación de fosas sépticas, que consisten en un tanque de almacenamiento que puede ser de forma rectangular o cilíndrica. En la actualidad, estos tanques se construyen generalmente con materiales como hormigón, fibra de vidrio o plástico. Estos sistemas están diseñados para el tratamiento de aguas residuales y tienen un tiempo de retención que varía de 36 a 72 horas, lo que permite la separación efectiva de las partículas en suspensión. En el proceso, los sólidos flotantes, las grasas y el aceite se acumulan en la parte superior del tanque, formando una capa flotante de espuma o crema, mientras que el lodo se asienta en el fondo del tanque. La materia orgánica, por su parte, recibe un tratamiento biológico mediante descomposición anaerobia, que reduce el volumen de los sólidos a la mitad y produce metano, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Estos sistemas buscan dar soluciones al problema de contaminación y que este a u vez sea mucho más fácil de implementar, al no poseer un largo proceso de tratamiento. (Nicoll Duarte) 2.5 En su tesis titulada “Diseño de humedal artificial para tratamiento de aguas residuales domésticas en ecosistema páramo” , en Colombia, Maya Ojeda (2012) demuestra que la integración de humedales en sistemas de tratamiento de aguas residuales en áreas residenciales permite una depuración eficaz de los contaminantes presentes en el agua. La investigación se enfoca en el diseño de humedales artificiales, tomando en cuenta factores críticos como el tipo de suelo, el clima y las necesidades específicas de la región, lo que mejora el control y rendimiento en el reciclaje del agua. Basado en esta metodología, el estudio sugiere que la implementación de estos sistemas en comunidades rurales debe realizarse con un enfoque cuidadoso y adaptado a las condiciones locales. En esta investigación, en particular, se utilizó una especie vegetativa local, Chusquea tessellata , por sus características adaptativas, lo que llevó a la implementación de un sistema de humedales subsuperficial, para maximizar su efectividad. Como resultado, plantea que los humedales artificiales, en combinación con otros sistemas de tratamiento, pueden mejorar la eficacia de los pozos sépticos, proporcionando soluciones sostenibles para la gestión de desechos en áreas rurales. (Siomara Balcarcel) 2.6 En el documento de investigación titulado “Evaluación para la Construcción de Sistemas Sépticos: Caso Campo Casabe” , en Columbia, Pedrozo Martínez (2011) analiza la necesidad de permisos adecuados para el manejo de aguas residuales y propone mejoras significativas en los sistemas sépticos del Campo Casabe. La investigación abarca un diagnóstico detallado del estado actual de los sistemas, así como el desarrollo de una herramienta de evaluación técnica diseñada para optimizar tanto la construcción como el funcionamiento de estos sistemas, garantizando su conformidad con la normativa ambiental vigente. Uno de los aspectos más destacados del estudio es la propuesta de una herramienta de evaluación técnica que busca facilitar el proceso de diseño y construcción de sistemas sépticos eficientes. Este instrumento no solo permite una evaluación más precisa de las necesidades específicas de la comunidad, sino que también garantiza que las soluciones implementadas sean tanto económicamente viables como técnicamente adecuadas. La investigación concluye que la implementación de sistemas sépticos que sean económicos y de fácil mantenimiento es esencial para
los residentes sin acceso directo a servicios médicos. Esta carencia, sumada a la baja densidad poblacional y la ubicación geográfica remota del caserío, ha sido identificada por los residentes como una de las razones principales por las que la municipalidad de Palencia no ha implementado un sistema de drenaje centralizado en la zona. La falta de este servicio básico continúa siendo un problema crítico para los habitantes, quienes deben buscar alternativas individuales para la gestión de sus aguas residuales, lo que impacta negativamente en la calidad de vida y la sostenibilidad de la comunidad. Los principales beneficiarios de esta investigación serían las 105 familias que residen en el lugar, quienes experimentaron mejoras en su salud y calidad de vida. Además, los sistemas propuestos son económicos y de fácil mantenimiento, lo que los hace adecuados para comunidades con recursos limitados. Donde la investigación de Campos (2022) ha demostrado la efectividad de ciertos sistemas de tratamiento de aguas centralizados obtiene un mejor rendimiento. Este estudio se distingue de otras investigaciones que se encuentran en los antecedentes, al enfocarse en la mejor solución ecológica de sistemas de tratamiento de aguas residuales en una comunidad específica de un área seca de Joya 2000, Guatemala. A diferencia de estudios que abordan soluciones más generales o en contextos con mejor infraestructura, este trabajo servirá como antecedente bibliográfico para estudiantes de arquitectura.
4. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN (Nicoll) El enfoque de la investigación en el Caserío Joya 2000, Aldea Azacualpilla, municipio de Palencia, es cuantitativo; se desarrollará en cuatro etapas fundamentales, integrando elementos exploratorios. En la primera etapa, se definirá el problema de investigación y se establecerán los objetivos específicos, enfocados en prácticas agrícolas y su impacto de productividad. La segunda etapa consistirá en el diseño metodológico, donde se seleccionarán las variables, indicadores y los instrumentos de recolección de datos, como encuestas estructuradas. La tercera etapa implica la recolección de datos, con encuestas a los residentes y observación directa de las prácticas agrícolas. Finalmente, en la cuarta etapa, se procederá al análisis de los datos utilizando métodos estadísticos para interpretar resultados, sacar conclusiones y formular recomendaciones basadas en evidencia cuantitativa. 5. OBJETIVOS (Shirley) 5.1 Objetivo General Evaluar la efectividad del sistema de pozos sépticos ecológicos para el tratamiento de aguas residuales en el Caserío Joya 2000, aldea Azacualpilla, municipio de Palencia, con el fin de mejorar las condiciones sanitarias y ambientales de la comunidad mediante la propuesta de una solución sostenible y adaptada a sus necesidades. 5.2 Objetivo Específico 5.2.1 Con base al material bibliográfico que se obtuvo en los antecedentes, se determinará las diferentes tecnologías de tratamiento de aguas residuales, como pozos sépticos ecológicos y humedales artificiales, estudiadas previamente; tomando en cuenta las normativas ambientales y sanitarias locales, como el Reglamento de Aguas Residuales en Guatemala y la Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente del Acuerdo Gubernativo 236-2006, para evaluar
su capacidad de mejorar las condiciones sanitarias y reducir el impacto ambiental, sin necesariamente proponer una solución específica. 5.2.2 Desarrollar un análisis exhaustivo para identificar cuál de los diferentes sistemas de pozos sépticos ecológicos se adaptaría mejor para esta comunidad rural; a su vez el sistema debe de tratar de manera adecuada aguas negras y grises, utilizando materiales locales y sostenibles para garantizar su durabilidad y fácil mantenimiento. En la etapa de campo, se realizarán visitas, se tomarán fotografías y se llevarán a cabo entrevistas para poder conocer las condiciones del caserío y las necesidades de sus habitantes. 5.2.3 La propuesta de diseño consistirá en evaluar la capacidad de los pozos sépticos ecológicos, según el número de usuarios y el volumen promedio de aguas residuales generadas diariamente. Además, que cuál de estos sistemas se adapta mejor para el tratamiento de aguas negras como aguas grises, separándolas y tratándose de manera adecuada.
6. PROBLEMÁTICA ENCONTRADA El Caserío Joyas 2000, en la aldea de Azacualpilla, Palencia, Guatemala, enfrenta problemas de manejo de aguas residuales debido a la falta de un sistema de alcantarillado centralizado. Esta carencia representa un riesgo significativo para la salud pública y el medio ambiente, ya que las aguas residuales no tratadas contaminan los recursos hídricos locales y pueden propagar enfermedades. Ante esta situación, es esencial considerar soluciones descentralizadas y sostenibles como los pozos sépticos ecológicos y los humedales subsuperficiales, que han demostrado ser eficaces en la mejora de la calidad del agua y la protección de la salud pública. Las bio-jardineras, por su bajo costo y sencilla operación, podrían ser una alternativa viable para familias de escasos recursos. El estudio de la problemática inicia con los resultados del siguiente:
Joya 2000 es un caserío ubicado en el municipio de Palencia, en el Departamento de Guatemala, a una altitud de 1,046 metros (3,432 pies) sobre el nivel del mar. Su posición geográfica se encuentra a una latitud de 14.74357° norte y una longitud de -90.36174° oeste. Está situado en las proximidades del barrio Colonia Mira Bella y la aldea Azacualpilla, según Open Database (2024). Esta comunidad forma parte de Palencia, este municipio cuenta con 22 aldeas, que albergan 102 caseríos, 9 cantones, 29 fincas, 41 colonias, 2 sectores, 2 lotificaciones y 5 residenciales. Las aldeas con mayor grado de urbanismo son El Fiscal, Azacualpilla, Los
Cerros Cerro Alto, Azacualpilla, Chayal, El Injerto, Potrerillo, La Cruz, El Astillero, La Campana, Los Amoles, Macastepeque, Tabacal y Tomastepeque Municipalidad de Palencia Cobertura Forestal Total 4,201.55 hectáreas Municipalidad de Palencia Especies Predominantes Encino, varias especies de pinos y cipreses Municipalidad de Palencia Tamaño de los Rodales No más de dos hectáreas Municipalidad de Palencia Sistemas Agroforestales Café con especies forestales (áreas relativamente pequeñas) Municipalidad de Palencia Manzanas Bajo Manejo Forestal (Mapeo Participativo) Más de 300 manzanas Actores locales e Instituto Nacional de Bosques Número de Áreas de Bosque (INAB) 75 áreas Instituto Nacional de Bosques Áreas en el Programa PINFOR 21 áreas, 199 manzanas (139.46 ha) Instituto Nacional de Bosques Áreas en Sistema de Explotación Tradicional 54 áreas, 284.14 manzanas (198. ha) Instituto Nacional de Bosques Fisiografía Totalmente montañoso, con escasas áreas planas SINIT - SEGEPLAN (2022) Pendientes Suelos con pendientes de 32-45% o mayores abarcan el 67.84% del territorio (147.72 km²) SINIT - SEGEPLAN (2022) Fuente: Elaboración propia 2024 En cuanto a áreas protegidas, Palencia cuenta con pocas, destacando el Cerro de Tomastepeque registrado en el CONAP y la Reserva Natural Privada Corral Viejo. No obstante, hay varios centros ecoturísticos en la región. El manejo de suelos en el municipio de Palencia no ha considerado adecuadamente su vocación, con el manejo de dimensión ambiental. (agosto de 2024), lo que ha llevado a la erosión y degradación de los recursos naturales, un problema que se refleja en la falta de integración de este aspecto en los planes de desarrollo y decisiones productivas. A pesar de la diversidad de flora y fauna en el Caserío Joya 2000 y el municipio en general, la expansión agrícola y el crecimiento poblacional han reducido significativamente los hábitats naturales. Sin embargo, aún existen remanentes de bosques que permiten la supervivencia de especies de origen
neotropical y mesoamericano, incluyendo mamíferos como el tacuazín, armadillo y mapache, aves como zopilotes y colibríes, y reptiles como la serpiente cascabel. La preservación de corredores biológicos es crucial para mantener esta biodiversidad. Además, el municipio alberga las microcuencas de los ríos Las Cañas y Los Vados, que forman parte de la subcuenca del río Los Plátanos, la cual se extiende por los departamentos de El Progreso y Guatemala. En total, el municipio cuenta con 30 ríos, 4 riachuelos, 24 quebradas y 3 lagunetas, que se enumeran a continuación: Cuadro No. 2 Recursos hídricos Ríos: Agua Tibia, Casas Viejas, Colorado, De Palencia, El Aguacate, El Molino, El Nivel, El Viejo, Ixtimpaj, La Chorrera, La Periquera, Las Cañas, Las Nubitas, Las Pacayas, Los Cubes, Mogollón, Mulitas, Navajas, Omoa, Plátanos, Sansur, Teocinte, Tercero, Trapichito y Vado Hondo. Riachuelos: El Aguaje, El Jute, Las Zahurdas y El Cangrejito. Quebradas: Agua Zarca, De la Melena, Las Canoitas, El Quequexque, Blanca, De las Xaras, Las Limas, El Olvido, Cimarrón, De los Anonos, Los Aguajes, El Suyatillo, Chicuilote, El Mezcal, Marillanos, Joya Honda, De Marfil, El Molino, Peña Áspera, La Villa, Del Chorro, El Morrito, Padre Amayo y Los Bellotos. Lagunetas: De los Astales, Las Morenas y Potrerillos. Fuente: Elaboración propia 2024 Así mismo, el municipio enfrenta diversas amenazas, como deslizamientos, derrumbes, hundimientos, deforestación, inundaciones, crecidas de ríos, erosión del suelo y sequías. Se identificaron cuatro zonas de deslizamiento en la microcuenca de Las Cañas y dos en la microcuenca del río Los Vados. Un análisis de Ortofotos (2006) reveló 90 puntos de extracción de arena y piedra, lo que agrava la erosión y los hundimientos debido a la falta de medidas para mitigar el impacto ambiental. Se identificaron siete eventos potenciales de incendios forestales en la microcuenca del río Las Cañas y riesgos similares en la microcuenca del río Los Vados durante la época seca. La vulnerabilidad estructural es baja, ya que la mayoría de las viviendas son formales. Sin embargo, la falta de familiaridad con la organización comunitaria COLRED y la ubicación insegura de algunas viviendas rurales aumenta la vulnerabilidad. La baja capacidad económica de la población, especialmente en áreas rurales, limita la preparación para emergencias. Además, la falta de inclusión de la prevención de desastres en la educación y la percepción de los fenómenos naturales como inevitables contribuyen a la falta de preparación. De acuerdo con los Acuerdos de Paz, es esencial proteger la riqueza natural del país, la cual es valiosa para el desarrollo sostenible. El municipio de Palencia debe fomentar la conservación del suelo, especialmente en áreas con clases agrológicas VI, VII y VIII, para evitar la degradación. La política agrícola debe orientarse hacia la
Fuente: Elaboración propia 2024 Luego del camino que permite el ingreso, se puede observar que a la infraestructura vial, además de la carretera de terracería que conecta el caserío con el exterior, el propio caserío carece de calles pavimentadas, lo cual es evidente en la Fotografía 2. Esta falta de pavimento también ha afectado la tubería principal que provee agua potable a las viviendas. Dicha tubería se encuentra expuesta a lo largo del camino
de que, en caso de algún accidente o deterioro del camino, toda la comunidad quede sin acceso a agua potable, como hizo referencia el entrevistado. A pesar de los desafíos, la comunidad ha trabajado arduamente para acceder a servicios básicos como agua potable y electricidad. Así fueron sus palabras al comentar sobre el asunto, que estos servicios se obtuvieron recientemente gracias al esfuerzo colectivo de los habitantes del caserío, quienes unieron fuerzas para financiar e instalar las infraestructuras necesarias. Como se muestra en la Fotografía 4, la instalación del sistema de suministro de agua potable ha sido un avance significativo para mejorar la calidad de vida de los residentes. Antes de este logro, los habitantes se encontraban en serias dificultades para acceder a agua limpia, lo que limitaba gravemente su bienestar. La instalación del sistema de suministro de agua potable ha sido un logro considerable para la comunidad. Anteriormente, los residentes se enfrentan a grandes dificultades para acceder a agua limpia, lo que afectaba su calidad de vida. Sin embargo, la perseverancia y el trabajo conjunto de los habitantes hicieron posible la
instalación, con ello la construcción donde se encuentra su interior se administra la bomba de agua, que permite que llegar el agua potable a sus residencias, como muestra en la Fotografía 5; de la misma manera, el agua se transporta para que llegue a su domicilio por medio de la tubería que se puede ver a la intemperie; aunque el agua no lleva de forma regular a las viviendas, sino que costa de días señalados para ello, es suele ser de tres a cuadro días aproximadamente. Según nos comenta el encargado del caserío, los habitantes de este caserío, también cuenta con una carencia de un sistema de alcantarillado centralizado, ni de un manejo adecuado drenaje para las aguas residuales. Como resultado a esta falta, han tenido que implementar el uso de letrinas para manejar las aguas negras. No obstante, las aguas jabonosas son desechadas directamente sobre el suelo como se puede observar en la fotografía 7, lo que genera otros problemas de salubridad, además de contaminar el ambiente que les rodea. En cuanto a los baños con sistema de letrinas, cabe destacar que solo algunos cuentan con ventilación adecuada para evitar la propagación de malos olores. Estos baños suelen estar construidos a cierta distancia de las viviendas, tal como se observa en la fotografía 8. Esta situación complica considerablemente su uso, especialmente para las personas mayores que residen en el caserío, ya que se ven obligadas a salir de sus hogares para hacer sus necesidades. La dificultad se incrementa durante la noche, lo que ha provocado varios accidentes, no solo debido a caídas, sino también por el riesgo de ser atacados por serpientes, dada la proximidad de la vegetación circundante en este entorno rural. Según relató Eduardo O. (comunicación personal, 03 de agosto de 2024); ya han sido registrados casos de este tipo de accidentes en su comunidad, esto recalca la importancia de implementar otro tipo de sistema, para poder manejar las residuales, y que a su vez estos sean más accesibles.
Si esto no es posible, su recomendación fue que se deberían de implementar dos diferentes sistemas de pozos sépticos, una para el tratamiento de para sólidos, con el propósito de hacer una abonera, en pocas palabras el sistema de bio-jardineras; y otra para las aguas jabonas o grises, con estas implementar otros sistemas como de los humedales y hacer con ella un estudio de aguas, para poder determinar la pureza del agua. Y como en la arquitectura, esto se puede ir construyendo en etapas, para que de esta forma ir mejorando y mitigando el daño al medio ambiente. De igual forma se consultó a la municipalidad de Palencia, según lo expresado por un funcionario municipal, quien prefirió mantener el anonimato (comunicación personal, 02 de septiembre de 2024), la postura oficial en torno a la situación del alcantarillado en el caserío difiere ligeramente de las versiones anteriores. Según el funcionario, el principal motivo por el cual no se ha implementado un sistema de alcantarillado no es por falta de interés por parte de las autoridades, sino por una aparente falta de organización y compromiso entre los habitantes de la región afectada. Explicó que, para que un proyecto de esta magnitud sea considerado por la entidad, es fundamental que la comunidad se organice de manera efectiva. Esto incluye, entre otros aspectos, la necesidad de que todos los residentes del caserío se pongan de acuerdo para presentar una solicitud formal y escrita ante las autoridades locales. Este proceso de solicitud, afirmó él, es un paso crucial, ya que permite a la municipalidad evaluar la viabilidad del proyecto y asignar los recursos necesarios. Sin este esfuerzo conjunto y organizado por parte de los habitantes, el proyecto no puede avanzar, puesto que las autoridades municipales necesitan una manifestación clara de la demanda comunitaria para poder priorizar y planificar la construcción de la infraestructura requerida. Además, afirmó que la responsabilidad de la regulación del suministro de agua recae completamente en el mismo caserío y en su encargado. Según él, el manejo del agua no está directamente bajo la supervisión de la municipalidad, lo que significa que esta entidad local no tiene conocimiento detallado ni control sobre las regulaciones que se aplican en cuanto a la distribución y uso del recurso hídrico en la comunidad. El funcionario concluyó que, mientras no haya una mayor implicación y organización por parte de los habitantes, será difícil para la municipalidad intervenir de manera efectiva en la mejora de las condiciones de infraestructura del caserío.
7. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA (Nicol)(arreglos Shirley) Lo anterior lleva a plantearse la siguiente pregunta de investigación: ¿Qué análisis y mejoras en el sistema de pozos sépticos ecológicos pueden optimizar la calidad del agua en el Caserío Joya 2000? 8. PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN (Nicoll)(arreglos Shirley)
