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UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
TEMA:
“MAQUETA DE BIOFILTRO “
CURSO:
BIOTECNOLOGIA
DOCENTE:
Dr. HEBERT HERNAN SOTO GONZALES
ESTUDIANTE:
RUBILIZ SILVANA HUANCCO BRAVO
CICLO:
VII
Junio 20 – 2021
ILO – PERU
2
INDICE
RESUMEN ............................................................................................................................ 4
1.
INTRODUCCION ...................................................................................................... 5
2.
OBJETIVOS .............................................................................................................. 6
3.
2.1.
Objetivo General ............................................................................................ 6
2.2.
Objetivos Específicos ..................................................................................... 6
MARCO TEORICO.................................................................................................... 7
3.1.
Maqueta ......................................................................................................... 7
Tipos de Maqueta ............................................................................. 7
3.1.1.1. Maqueta Física ................................................................... 7
3.1.1.2. Maqueta Virtual ................................................................... 7
3.2.
Biofiltros ......................................................................................................... 7
Tipos de Humedal Artificial ............................................................... 7
3.2.1.1. Humedales artificiales de flujo libre o superficial (HAFLS) ... 7
3.2.1.2. Humedales artificiales de flujo subsuperficial (HAFS) ......... 8
División de Humedal Artificial............................................................ 8
3.2.2.1. Humedales artificiales subsuperficiales de flujo vertical
(HASFV)
…………………………………………………………………….8
3.2.2.2. Humedales
artificiales
subsuperficial
de
flujo
horizontal(HASFH) ......................................................................................... 8
Tipo de tratamiento Secundario ........................................................ 9
Componentes de los Humedales Artificiales ..................................... 9
Plantas Macrófitas ............................................................................ 9
4.
MATERIAL Y METODOS........................................................................................ 12
4.1.
Materiales: ................................................................................................... 12
4.2.
Equipos:....................................................................................................... 12
4.3.
Metodología: ................................................................................................ 12
5.
RESULTADOS ........................................................................................................ 17
6.
CONCLUSIONES ................................................................................................... 19
7.
REFERENCIAS ....................................................................................................... 20
ANEXOS............................................................................................................................. 22
3
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Principales mecanismos de remoción y trasformación en humedales. ................... 10
Tabla 2 Materiales utilizados en la construcción de HAFSH ............................................... 22
Tabla 3 Parámetros físico-químicos y microbiológicos ante y después de tratamiento en
HAFSH ............................................................................................................................... 22
INDICE DE FIGURAS
Figura 1 Esquema de clasificación de los sistemas de depuración con macrófitas............. 10
Figura 2 Geotextil aislante .................................................................................................. 12
Figura 3 Soporte para la umbela de la planta Cyperus Papyrus. ........................................ 13
Figura 4 Hojas de la planta Cyperus Papyrus..................................................................... 13
Figura 5 Tallo de la planta Cyperus Papyrus ..................................................................... 13
Figura 6 Un total de seis Cyperus Papyrus ........................................................................ 14
Figura 7 Formación de las Tuberías de afluente y efluente ................................................ 14
Figura 8 Tuberías de afluente y efluente ............................................................................ 14
Figura 9 Instalar las tuberías de afluente y efluente .......................................................... 15
Figura 10 Colocar la Separación para la tres zonas ........................................................... 15
Figura 11 Se añade los tipos de materiales en las tres zonas. .......................................... 15
Figura 12 Culminado las tres zonas ................................................................................... 16
Figura 13 Colocar la planta emergente Cyperus Papyrus en la zona del cuerpo principal. . 16
Figura 14 Identificar los materiales de las tres zonas mediante imagen visual de la maqueta
biofiltro ................................................................................................................................ 16
Figura 15 Maqueta Final de Biofiltro ................................................................................... 17
Figura 16 Estructura real del HAFSH ................................................................................. 17
Figura 17 Planta papiro mostrando, en un solo pino de rizoma-estanque .......................... 18
Figura 18 Humedal construido de flujo subsuperficial horizontal ........................................ 18
4
RESUMEN
La maqueta se adecuo a un modelo artificial de biofiltro de tipo flujo subsubperficial
horizontal utilizando la planta macrófita enraizada emergente Papiro como medio de potencial
para la extracción de contaminantes comunes como el fosforo y nitrógeno que se encuentran
en las aguas residuales además de resultados eficientes en la remoción a un 91%DBO,
78%DQO y metales pesados según su referencia bibliográfica. Su ciclo de desarrollo de esta
planta es óptimo como tratamiento secundario.
Los materiales fueron de condición reciclados y reutilizados para formar parte del
desarrollo de la maqueta no obstante el tiempo consto de mayormente todo el día, pero se
logró un satisfactorio resultado.
El aprendizaje de recopilar información y entender para plasmar en una maqueta fue
de mucha importancia tanto para su manejo como su procedimiento, Si bien esta proyección
no es algo real, se espera al menos conocer cómo trabaja este tratamiento y a la vez
reconocer el potencial de plantas macrófitas emergentes como el Papiro. Su aplicación es
sostenible para brindar un humedal artificial al ambiente siempre y cuando se tomen acciones
de mantenimiento, cuidado de la planta y sobre todo compromiso de los mismos residentes
de la comunidad para cuidar este humedal.
5
1. INTRODUCCION
A lo largo de la historia, las maquetas han constituido un medio de representación
importante. Los antiguos romanos, griegos, fenicios, egipcios, incas, mayas y prácticamente
en todas las civilizaciones, siempre han utilizado las maquetas para representar sus
proyectos. (Historia de la Arquitectura - Las maquetas, s.f.).
Para los ingenieros y otros profesionales de diseño, constituyen una herramienta
indispensable y eficaz para proyectar y mostrar ideas, así como, para comprender y controlar
el resultado final de las obras proyectadas (PÉREZ CARRIÓN, y otros).También integra la
cultura creativa e idea exacta de cómo será el modelo original al futuro (Maquetas, s.f.).
No obstante, es importante reconocerlo como instrumento con grandes ventajas no
solo útiles, sino que supone un gran ahorro económico y de tiempo (La importancia de las
maquetas en el diseño de nuevos edificios, s.f.).
Entre los materiales de uso es a criterio del individuo dependiendo el objetivo que lo
lleva a elaborar. Puede haber maquetas tipo físicas y virtuales.
El propósito para la maqueta corresponde a biofiltros, aquellos dispositivos utilizados
para la remoción de contaminantes en el agua (Unidad de Ecotecnologías de la UNAM, s.f.),
sin embargo, existen también biofiltros o humedales artificiales, conformados en la superficie
por plantas macrófitas, en los cuales el agua es tratada por la acción de microorganismos que
se adhieren a la superficie con ayuda de la filtración y sedimentación (ROMERO PALACIO).
Existen dos tipos de humedal artificial de los cuales a su vez se divide en dos.
En el presente trabajo se desarrolla una maqueta de biofiltro utilizando materiales
reciclables. El uso de estos materiales se enfoca al reciclaje de cartón, botellas y bolsas de
plástico, vidrio con la información base al estudio de biofiltros que se centrara en la especie
macrófita enraizada emergente Cyperus Papyrus (Papiro) en el tipo de humedal artificial de
flujo subsuperficial, en la división de Humedal artificial subsuperficial de flujo
horizontal.
6
2. OBJETIVOS
2.1.
Objetivo General

2.2.
Desarrollar maqueta de biofiltro mediante materiales reciclables.
Objetivos Específicos

Designar los materiales para la elaboración de la maqueta.

Explicar la metodología del biofiltro, teniendo en cuenta la elección del tipo de
biofiltro artificial y planta macrófita seleccionada.

Demostrar como aprendizaje didáctico la maqueta biofiltro.
7
3. MARCO TEORICO
3.1.
Maqueta
Es un modelo tridimensional a escala teniendo en cuenta los elementos base,
acabados, colores, texturas y características especiales, así como los materiales, las
herramientas y el equipo adecuado para su representación (Jimenez, s.f.).
Tipos de Maqueta
3.1.1.1.
Maqueta Física
Elemento físico la cual puede ser vista, tocada y manipulada.
Estas suelen realizarse en diversos materiales que van desde el
papel, pasando por el cartón, hasta materiales más complejos como
metal o plásticos. Incluso en algunos casos puntuales, el material
utilizado para la maqueta puede ser el mismo que el del producto
final (González , 2015).
3.1.1.2.
Maqueta Virtual
Este es un tipo de maqueta que sólo puede ser visualizada
mediante un PC y que puede ser representada mediante imágenes
(llamadas popularmente Renders) y/o videos, ya que esta es un
archivo de computadora y por ende no existe de forma “física”, y
suele ser realizada mediante software especializado para ello. Entre
estos encontramos AutoCAD, ArchiCAD, 3DSMAX, MAYA, Revit,
etc (González , 2015).
3.2.
Biofiltros
Es una alternativa ecológica, sostenible y económica para el tratamiento de
aguas residuales domésticas y provenientes de las actividades agropecuarias. Es una
tecnología que promete ser adaptada en comunidades con difícil conexión al sistema
central de tratamiento o aquellas que quieran tener una gestión de sus aguas
residuales más sostenible y autónoma (Global Nature Fund).
Tipos de Humedal Artificial
3.2.1.1.
Humedales artificiales de flujo libre o superficial (HAFLS)
Los humedales artificiales de flujo libre o superficial consisten
típicamente de estanques o canales con paredes ataludadas, con
alguna clase de barrera subterránea para prevenir la filtración, suelo u
otro medio conveniente a fin de soportar la vegetación emergente, y
agua en una profundidad relativamente baja (0,1 a 0,6 m) que atraviesa
la unidad; en estos sistemas el sustrato en que están enraizadas las
plantas tiene una baja conductividad hidráulica y no permite un flujo
significativo a través de la zona radicular (Llagas & Guadalupe, 2006).
8
3.2.1.2.
Humedales artificiales de flujo subsuperficial (HAFS)
En este tipo de sistemas, no hay una columna de agua continua,
por lo tanto, son cargados intermitentemente, el nivel del agua se
mantiene totalmente por debajo del lecho filtrante, esto evita los
problemas con la proliferación de insectos (Cooper, 1993). Se
caracterizan porque la circulación del agua tanto vertical como
horizontal se realiza a través de un medio granular (subterráneo) por
gravedad, con una profundidad de agua de 0.6 m, y la zona radicular
de las macrófitas emergentes; es por ello que no existe lámina de agua
a la vista del observador (Pérez, 2013).
3.2.1.2.1.
Partes de los humedales de flujo subsuperficial

Agua residual

Sustrato (medio granular)

Vegetación

Microorganismos
División de Humedal Artificial
3.2.2.1.
Humedales artificiales subsuperficiales de flujo vertical (HASFV)
Las aguas infiltran verticalmente a través de un sustrato inerte
(arenas, gravas) y se recogen en una red de drenaje situada en el fondo
del humedal. La aplicación de agua se efectúa de forma intermitente,
para preservar y estimular al máximo las condiciones aerobias. La
vegetación emergente se planta también en este medio granular.
3.2.2.2.
Humedales artificiales subsuperficial de flujo horizontal(HASFH)
El diseño de estos sistemas por lo general consiste en una
cama, ya sea de tierra o arena y grava, toda la cama es recubierta por
una membrana impermeable para evitar filtraciones en el suelo (Brix en
Kolb, 1998). En este tipo de sistemas la transferencia de oxígeno es
menor ya que no existe una succión considerable al momento que el
agua se desplaza
Constituyen vegetación macrófitas emergente, y una estructura
de salida regulables para controlar el nivel de agua Dicho humedal
puede ser hábitat de aves pequeñas o ranas (Von Münch, 2009).
Puede dividirse en tres zonas (Sánchez, 2013):
i)
Una zona de entrada y amortiguación del flujo para
procurar una distribución homogénea del flujo a lo
ancho del lecho.
9
ii)
El cuerpo principal del lecho, que es donde se
desarrolla la vegetación y donde se dan la mayor parte
de procesos de transformación del agua y sus
componentes.
iii)
La zona de salida del agua, en la que se dispone un
tubo de drenaje que recoge el agua y la conduce por
un dispositivo de salida
Los HHAA FSSH han resultado ser eficientes en la eliminación
de Sólidos en Suspensión y en la filtración de sedimentos.
Tipo de tratamiento Secundario
Compuesto por varios canales largos, angostos y poco profundos. Los
canales se llenan de las aguas residuales y en ellos se siembran plantas
acuáticas.
Componentes de los Humedales Artificiales

Agua residual

Sustrato (medio granular)

Vegetación

Microorganismos
Plantas Macrófitas
Constituyen
formas
macroscópicas
de
vegetación
acuática.
Comprenden las macroalgas, las pteridofitas (musgos, helechos) adaptadas a
la vida acuática y las angiospermas (Arreghini, s.f.). También constituyen una
alternativa debido a su elevada capacidad de proliferación y absorción de
contaminantes (Comín et al., 1997; Olguín, 2002).
10
Tabla 1
Principales mecanismos de remoción y trasformación en humedales.
Fuente: (GÓMEZ LORDAN, 2017).
Figura 1
Esquema de clasificación de los sistemas de depuración con macrófitas
Fuente: (Delgadillo, Camacho, Pérez, & Andrade, 2010).
Componente de los Humedales Artificiales: Plantas
Papiro
Achira
11
Pastos (Zacate)
Cyperus alternifolius
Carrizo (Phragmites
australis)
Fuente: (Miglio T).
12
4. MATERIAL Y METODOS
4.1.
Materiales:
















4.2.
Equipos:



4.3.
Alambres
Bolsas de plástico
Caja de cartón
Cartón de huevo
Conos de papel higiénico
Chapitas de gaseosa y cerveza
Botones
Ternopor de equipos
Cable delgado
Silicona
Tijera
Balde
Cuter
Goma
Alicate
Cable delgado
Pistola para silicona
Computadora (programa Wondershare Filmora)
Cámara del celular
Metodología:

PASO N° 1: Primero se coloca en un balde 7 moldes de cartón de huevo
y se reposa por 3 horas. Luego se aplica en una caja de cartón de 40cm x
48cm con el uso de goma y dejar reposar por 3 horas para que seque.
Figura 2
Geotextil aislante
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
13

PASO N° 2: Se corta el ternopor con un cúter y con la tijera se da forma
circular para soporte en las hojas del papiro.
Figura 3
Soporte para la umbela de la planta Cyperus
Papyrus.
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco

PASO N° 3: Para las hojas se usó el cartón del huevo y con apoyo de las
tijeras se dio forma.
Figura 4
Hojas de la planta Cyperus Papyrus
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 4: Para cortar el exceso del alambre oxidado se utilizó el alicate,
que después se envolvió con bolsa verde para darle forma de tallo.
Figura 5
Tallo de la planta Cyperus Papyrus
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
14

PASO N° 5: Para el acabado final de la planta se pegó las hojas al
ternopor con la silicona, luego se insertó al tallo, y se colocó la raíz hecho
de cable delgado en la parte inferior resultando un total de 6 plantas.
Figura 6
Un total de seis Cyperus Papyrus
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 6: Para las tuberías de afluente y efluente se utilizó y corto conos
de papel higiénico para lo cual la cinta adhesiva sirvió para pegar, no
obstante, se escogió un tubo real como base para darle forma a los conos.
Figura 7
Formación de las Tuberías de afluente y efluente
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 7: Luego para darle más forma a las tuberías se cortó papel bon
usado y para las entradas de las aguas de utilizo chapitas que fueron
pegadas con silicona.
Figura 8
Tuberías de afluente y efluente
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
15

PASO N° 8: Previamente seca la caja, instalar los tubos pegando con
silicona caliente en cada extremo y se procede a colocar una separación
de tres partes.
Figura 9
Instalar las tuberías de afluente y efluente
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
Figura 10
Colocar la Separación para la tres zonas
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 9: Para las gravas de diferentes diámetros fueron representadas
por tapas de gaseosa, cerveza, botones, molde de cartón de huevo y
tornillos pequeños oxidados.
Figura 11
Se añade los tipos de materiales en las tres zonas.
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
16
Figura 12
Culminado las tres zonas
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 10: Terminado la parte de los compartimentos se retira la regla
de separación y se procede a colocar las plantas papiro en el medio.
Figura 13
Colocar la planta emergente Cyperus Papyrus
en la zona del cuerpo principal.
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.

PASO N° 11: Para darle un sentido visual de la composición de fliujo
subsuperficial horizontal se colocó en la parte frontal los materiales
utilizados mediante una imagen.
Figura 14
Identificar los materiales de las tres zonas
mediante imagen visual de la maqueta biofiltro
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco.
17
5. RESULTADOS
Diseño de Maqueta de Humedal Subsuperficial Horizontal utilizando planta emergente
Cyperus Papyrus-Biofiltro para tratamiento secundario en aguas residuales, su enfoque se
dirige a escuelas y zonas con temperaturas bajas según la revista Filtros Verdes
Latinoamericana, no obstante, también en un proyecto en 2016 se hizo un estudio en una
comunidad este tipo de diseño y uso de la planta seleccionada.
Figura 15
Maqueta Final de Biofiltro
Fuente: Foto tomada por Rubiliz Huancco
Estructura real de la planta emergente Cyperus Papyrus y la construcción del
Humedal de Flujo Subsuperficial Horizontal
Figura 16
Estructura real del HAFSH
Fuente: (Free3D, s.f.) y (Filtros Verdes Latinoamerica, s.f.).
18
Características para la aplicación del humedal y la vegetación.
Figura 17
Planta papiro mostrando, en un solo pino
de rizoma-estanque
Fuente: (pngkey, 2018)
Figura 18
Humedal construido de flujo subsuperficial horizontal
Fuente: (Tecnología WETWINE, 2018).
19
6. CONCLUSIONES
Se cumplió en base a lo planteado y plasmando las características de lo que se
conoce a un biofiltro artificial.
El adecuado manejo y propósito de cada material constituyo una maqueta de biofiltro
artificial de tipo flujo subsuperficial horizontal con planta macrófita enraizada emergente
papiro
Las partes que caracterizo a este modelo siguió las bases en el cual se proyectó al
final en el resultado.
Finalmente, el conocer y trabajar este modelo sirve como aprendizaje didáctico y a la
vez un potencial biotecnológico en el tratamiento secundario de aguas residuales además de
convertirse en nuevos humedales siempre y cuando este tenga un mantenimiento constante
vigilancia de la planta seleccionada para lo cual su propósito podría ser posible en distritos
costeros nacionales del Perú, como Ite en el provincia de Jorge Basadre en el departamento
de Tacna que sufrió y aún sufre de humedales contaminados por la minera SPCC.
20
7. REFERENCIAS
Arreghini, S. (s.f.). Plantas Acuaticas (macrofitas). Recuperado el 23 de Mayo de 2021, de
https://www.mendoza.conicet.gov.ar/portal/enciclopedia/terminos/PlantAcuat.htm
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residuales por medio de humedales artificiales. Recuperado el 23 de Mayo de 2021
Free3D. (s.f.). Obtenido de Cyperus Papyrus Set modelo 3d: https://free3d.com/es/modelo3d/cyperus-papyrus-set5327.html?__cf_chl_jschl_tk__=835ae6dccb906451dce8f967390f7a65150dfc391623941674-0-AXBXkwqVSQc1mBCbZpvKMALzOJhpI4lNU0MPyHXj3nA6ylyyOqt3o3hMiBYoB825rqAwj78JuLkyk_40oygNv16z8YkvQGSqE5AGmddkRZ1dtqYd5kQmS
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LATINOAMÉRICA.
GÓMEZ LORDAN, Y. M. (2017). EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE HUMEDALES
ARTIFICIALES VERTICALES EMPLEANDO Cyperus alternifolius Y Chrysopogon
zizanioides PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS. Recuperado el 23 de
Mayo de 2021
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%20griegos%2C%20fenicios,maquetas%20para%20representar%20sus%20proyect
os.
Jimenez, J. (s.f.). DEFINICIÓNES, CARACTERÍSTICAS Y USOS O FUNCIONES DE LAS
MAQUETAS ARQUITECTÓNICAS. Recuperado el 22 de Mayo de 2021, de
https://www.academia.edu/14136417/MAQUETAS
La importancia de las maquetas en el diseño de nuevos edificios. (s.f.). Recuperado el 22 de
Mayo de 2021, de https://www.maquetas.tech/blog/la-importancia-de-las-maquetasen-el-diseno-de-nuevos-edificios/
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22
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MATERIAL DIDÁCTICO PARA LA ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE DE LA LECTURA
E INTERPRETACIÓN DE PLANOS EN LA INGENIERÍA. Recuperado el 22 de Mayo
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pngkey. (2018). Obtenido de A Cyperus Papyrus Plant Showing, On A Single Rhizome, - Pond
Pine:
https://www.pngkey.com/detail/u2q8i1t4u2y3w7u2_a-cyperus-papyrus-plantshowing-on-a-single/
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ROMERO PALACIO, L. P. (s.f.). DISEÑO DE UN SISTEMA DE BIOFILTROS PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES QUE LLEGAN DE MANERA DIRECTA AL
HUMEDAL NEUTA EN EL MUNICIPIO DE SOACHA. 12. Recuperado el 23 de Mayo
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2021,
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Tecnología WETWINE. (2018). Obtenido de Humedal horizontal de flujo subsuperficial:
https://wetwinesoftware.eu/sistema-wetwine/tecnologia-wetwine/
Unidad de Ecotecnologías de la UNAM. (s.f.). Recuperado el 23 de Mayo de 2021, de
Biofiltros: https://ecotec.unam.mx/ecoteca/biofiltro
22
ANEXOS
Tabla 2
Materiales utilizados en la construcción de HAFSH
Fuente: (Delgadillo y otros., 2010).
Tabla 3
Parámetros físico-químicos y microbiológicos ante y después de tratamiento en HAFSH
Fuente: (Núñez, 2016)