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SISTEMA HIDROPONICO FIJO-GIRATORIO
RESUMEN
El problema actual de la falta de espacios verdes en la ciudad produce
contaminación auditiva, térmica aumento de polvo, escases de humedad y
problemas psicológicos. En este trabajo se diseñó un sistema que minimicé el
espacio que ocupa y que maximice el área de una zona verde así como posibilidad
de montarla en paredes externas o internas, además de calcular la cantidad de
dióxido de carbono que absorbería, la producción de vapor de agua y oxigeno así
como la disminución de temperatura que acarrearía. Se describirá la construcción
del sistema así como sus costos-beneficio monetario con una depreciación a cinco
años como si fuera un mueble.
INTRODUCION
La vida en las ciudades se ha vuelto insana, las zonas urbanas están llenas de
contaminación lo cual provoca que haya partículas nocivas para la salud en el aire,
que se eleve la temperatura en el aire.
Los jardines y patios enjardinados podrían ayudar a mejorar el aire del clima de la
ciudad, para lograr un clima urbano saludable, sería necesario enjardinar el 20% del
territorio de la ciudad; los techos ayudan al almacenamiento del calor, aislación
térmica, aislación acústica, producen oxígeno y absorben CO2, absorben la lluvia
por lo que alivian el sistema de alcantarillado. Enjardinados de 10 a 20 cm de altura
por 15 cm de sustrato equivalen a 10 veces más superficies de hojas que la misma
área de un parque.
Gracias al proceso de fotosíntesis 6 moléculas de CO2 y 6 moléculas de H2O
producen 6 moléculas de O2, el sistema producirá más oxígeno. Polvo, partículas
de suciedad, gases, aerosoles, y gracias a las investigaciones de Bartfelder se
demostró que también los metales pesados son captados por las plantas.
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Un jardín sin plantas puede llegar a tener una temperatura de 60 a 80 grados
centígrados, los sistemas de hidroponía podrían ayudar a reducir la temperatura.
También los jardines evitan que partículas de suciedad y polvo depositados sobre
las calles y suban a la atmosfera y forme capas de gases y suciedad sobre las zonas
residenciales.
Es por medio de la capacidad de almacenar calor en su propia agua que la planta
extrae el calor de su ambiente.
Cuando el aire está seco, las plantas, evaporan una considerable cantidad de agua
lo cual eleva la humedad relativa del aire. Las plantas también pueden reducir la
humedad con la formación de residuo.
Los colchones de plantas hacen el efecto de una capa de aislamiento térmico cuanto
más denso y tenso mayor, así mismo tiene la capacidad de enfriamiento y
purificación del La vida en las ciudades se ha vuelto insana, las zonas urbanas están
llenas de contaminación lo cual provoca que haya partículas nocivas para la salud
en el aire, que se eleve la temperatura en el aire.
Los jardines y patios enjardinados podrían ayudar a mejorar el aire del clima de la
ciudad, para lograr un clima urbano saludable, sería necesario enjardinar el 20% del
territorio de la ciudad; los techos ayudan al almacenamiento del calor, aislación
térmica, aislación acústica, producen oxígeno y absorben CO2, absorben la lluvia
por lo que alivian el sistema de alcantarillado. Enjardinados de 10 a 20 cm de altura
por 15 cm de sustrato equivalen a 10 veces más superficies de hojas que la misma
área de un parque.
Gracias al proceso de fotosíntesis 6 moléculas de CO2 y 6 moléculas de H2O
producen 6 moléculas de O2, el sistema producirá más oxígeno. Polvo, partículas
de suciedad, gases, aerosoles, y gracias a las investigaciones de Bartfelder se
demostró que también los metales pesados son captados por las plantas.
Un jardín sin plantas puede llegar a tener una temperatura de 60 a 80 grados
centígrados, los sistemas de hidroponía podrían ayudar a reducir la temperatura.
También los jardines evitan que partículas de suciedad y polvo depositados sobre
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las calles y suban a la atmosfera y forme capas de gases y suciedad sobre las zonas
residenciales.
Es por medio de la capacidad de almacenar calor en su propia agua que la planta
extrae el calor de su ambiente.
Cuando el aire está seco, las plantas, evaporan una considerable cantidad de agua
lo cual eleva la humedad relativa del aire. Las plantas también pueden reducir la
humedad con la formación de residuo.
Los colchones de plantas hacen el efecto de una capa de aislamiento térmico cuanto
más denso y tenso mayor, así mismo tiene la capacidad de enfriamiento y
purificación del aire. Las hojas de las plantas reflejan y absorben parte de la
radiación calórica del edificio.
La vegetación impide que el viento pase lo cual hace que la pérdida del calor por el
efecto del viento se acerque a cero. De mañana cuando la temperatura exterior es
más baja, la formación del rocío aumenta la temperatura del inmueble
Gracias a la propiedad de absorción acústica las cuentas consiguen una
insignificante disminución del sonido de alta frecuencia, junto con propiedades de
desagüe, además de prevenir estados depresivos.
PLANTAS EMPLEADAS. (Kwang)
La NASA ha dado una lista de plantas empleadas para la purificación de los
ambientes contaminados por sustancias toxicas y oxidantes y que se usaran en el
proyecto son:
ESPATIFILO o CUNA DE MOISES (Spathiphyllum sp.)
Origen: Colombia y Venezuela.
Cuidados: Necesita bastante humedad.
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Ambiente: Entre 13 y 24ºC. Sustancias que elimina: 8 μg/h de xileno y tolueno, y 10
μg/h de formaldehído. También eficaz en la eliminación de alcoholes, acetona,
tricloroetileno y benceno. (Kim, Jeong, Myeong, Dong, Song)
Indicadas en: Habitaciones recién amuebladas. Es una de las pocas plantas que
florecen perfectamente en los interiores.
POTOS O TELEFONO (Epipremnum aureum)
Origen: Islas Salomón.
Cuidados: Apenas necesita. Es la planta más fácil de cultivar de todas las de interior.
Tolera la amplia variedad de condiciones ambientales del hogar y la oficina.
Ambiente: Húmedo y claro. Temperatura entre 18 y 24ºC.
Sustancias que elimina: Formaldehído.
Indicadas en: Habitaciones recién pintadas o amuebladas. Su fácil cultivo y
mantenimiento y su resistencia hacen del potos una de las mejores opciones para
los que no saben mucho de jardinería. A diferencia de muchas plantas de interior,
no pierde la variedad de sus colores cuando está en un lugar oscuro.
DIFEMBAQUIA (Dieffembachia compacta)
Origen: América tropical Central y del Sur.
Cuidados: No requiere excesiva atención. Es resistente, pues tolera temperaturas
de hasta 9ºC durante cortos períodos de tiempo.
Ambiente: Media luz y una temperatura de 16 a 27ºC.
Sustancias que elimina: Alrededor de 10 μg/h de xileno y tolueno, y 5 μg/h de
formaldehído.
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Indicadas en: Oficinas y en cualquier ambiente en general. Su nombre común en
inglés, literalmente “planta muda”, proviene del adormecimiento temporal de la
lengua y de las cuerdas vocales provocado al masticar cualquier parte de la planta,
porque su savia contiene oxalato de calcio.
CAMEDOREA (Chamaedorea elegans)
Origen: México y Guatemala.
Ambiente: Entre 20 y 27ºC. Media luz.
Sustancias que elimina: 14 μg/h de formaldehído y de benceno. También filtra
cloroetileno.
CINTA (Chlorophytum comosum):
Origen: Sudáfrica.
Cuidados: Muy fáciles de mantener.
Ambiente: Entre 13 y 24ºC.
Sustancias que elimina: 7 μg/h de xileno y 4,5 μg/h de formaldehído. Filtra el 96%
de monóxido de carbono.
Indicadas: Tanto en cocinas donde se utiliza gas como en salones y comedores
donde hay reuniones de mucha gente. En 1984 recibió especial atención a nivel
mundial cuando la NASA dio a conocer por primera vez los hallazgos de unas
investigaciones que mostraban la capacidad de esta planta de eliminar los
contaminantes del aire en los interiores.
AGLAONEMA (Aglaonema sp.)
Origen: Sudeste asiático.
Cuidados: Apenas necesita atenciones. Es capaz de crecer en zonas escasamente
iluminadas.
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Ambiente: Entre 16 y 22ºC.
Sustancias que elimina: Formaldehído. Su índice de eliminación de toxinas de la
atmósfera aumenta con la prolongación de su exposición.
Las plantas aromáticas empleadas fuerpn Albaca, tomillo hierbabuena, ruda y
menta las plantas medicinales fueron Vaporud, caléndula, además de sembrarse
betabel y lechuga con una zona de pasto.
PRODUCCIÓN DE OXÍGENO,
Consumo de dióxido de carbono la vegetación verde toma, como todas las plantas,
C02 del aire y libera oxígeno. Esto sucede en el proceso de fotosíntesis, en el que
6 moléculas de C02 y 6 moléculas de H20, mediante un consumo de energía de 2,83
kJ, producen 1 molécula de C6H1206 (glucosa) y 6 moléculas de 02. En el proceso
de la respiración se produce C02 y se consume 02. Sin embargo solamente de 1/5
a 1/3 de las sustancias ganadas por la fotosíntesis son consumidas nuevamente.
Mientras las hojas verdes sobre el techo aumenten, se generará oxígeno y se
consumirá C02. Si existe un equilibrio entre el crecimiento y muerte de partes de las
plantas, siempre existiría la ventaja de que se extraiga C02 del aire y quede
almacenado en ellas.
LIMPIEZA DEL AIRE
Las plantas pueden filtrar polvo y partículas de suciedad. Estas quedan adheridas
a la superficie de las hojas y son arrastradas después por la lluvia hacia el suelo. A
su vez las plantas pueden absorber partículas nocivas que se presentan en forma
de gas y aerosoles. Investigaciones de Bartfelder demostraron, que en los barrios
céntricos de las ciudades, altamente contaminados, también los metales pesados
son captados por las hojas. Mediciones sobre una calle federal suiza dieron como
resultado que un seto de 1m de alto y 0,75m de ancho reduce un 50%, a través de
su efecto de filtro, la contaminación por plomo de la vegetación ubicada detrás de
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él (Gernot).
REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA
Es por medio de la evaporación de agua, la fotosíntesis y la capacidad de almacenar
calor de su propia agua, que la planta extrae el calor de su ambiente. Este efecto
de enfriamiento, que se hace perceptible fundamentalmente en los días cálidos de
verano, puede demandarle el 90% de la energía solar consumida. Con la
evaporación de un litro de agua son consumidos casi 2,2 MJ (530 kcal) de energía.
La condensación del vapor de agua en la atmósfera, pasa a formar nubes, donde la
misma cantidad de energía calórica es liberada nuevamente. Lo mismo sucede
cuando por la noche se condensa la humedad en las plantas. La formación del rocío
matinal en fachadas y techos verdes trae aparejada una recuperación del calor. Por
lo tanto, las plantas solas pueden a través de la evaporación y la condensación de
agua, reducir las oscilaciones de temperatura. Regulación de la humedad Las
plantas también reducen las variaciones de humedad. Particularmente cuando el
aire está seco evaporan una considerable cantidad de agua y elevan así la humedad
relativa del aire. Según Robinette (1972, pág. 51 f) 1 há de huerto evapora en un
día caluroso de verano aproximadamente 1500 m3 de agua y un seto
aproximadamente de 0,28 a 0,38 metros cúbicos. Por otra parte, las plantas pueden
disminuir la humedad del aire con la formación de rocío. Así se condensa la niebla
sobre las hojas y tallos de un techo verde y luego pasa a la tierra en forma de gotas
de agua
PROTECCIÓN TÉRMICA
En verano en regiones con intensa radiación solar y zonas de climas cálidos, el
efecto de enfriamiento de los techos verdes es aun más notorio que el efecto de
aislación térmica en invierno. En Alemania se comprobó reiteradamente, que para
temperaturas al exterior de 30°C, la temperatura en la tierra del techo verde no subía
por encima de 25°C. Esto está ligado, por un lado a que a causa de la sombra
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arrojada por la vegetación, la radiación solar no calienta la tierra; y por otro a que la
energía solar es ampliamente usada para la evaporación de agua, reflexión y para
la fotosíntesis
EFECTOS ESTÉTICOS Y SICOLÓGICOS
Es distinto el efecto que produce un techo de grava o con bitumen negro-grisáceo,
que el de un techo de hierbas silvestres que con su belleza natural, sienta bien sobre
el estado de ánimo y el espíritu humano. La vista del verde previene los estados
depresivos y aumenta el rendimiento. Las plantas oscila con el viento y los
movimientos ondulantes percibidos ópticamente actúan tranquilizando a las
personas estresadas y estimulando a las cansadas
OBJETIVOS
1. Determinar la cantidad de contaminantes que se pueden fitoremediar por el
sistema que se construyo
2. Hacer un estudio sencillo costo beneficio
3. Desarrollar un sistema que maximicé un área del jardín con un mínimo de
superficie ocupada.
PROBLEMA
El problema actual de la falta de espacios verdes en la ciudad produce
contaminación auditiva, térmica aumento de polvo, escases de humedad y
problemas psicológicos.
El sistema que se construyó es un método sencillo eficaz y de bajo costo que
aumentara la cantidad de vapor de agua, temperatura y beneficios psicológicos de
los habitantes de una ciudad.
HIPOTESIS
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Si se logra aumentar el área de un jardín y este es de bajo costo entonces se podrá
utilizar en habitaciones de interés social.
DESARROLLO
1. Hacer una investigación bibliográfica de las plantas que se pueden utilizar en
el sistema
2. Diseñar el sistema el cual tendrá dos zonas fijas y una móvil.
3. Diseñar el sistema de riego el cual debe ser sencillo y de bajo costo.
4. Emplear material de reciclaje para maximizar la cantidad de plantas que se
puede mantener el sistema
5. Diseñar dos sistemas uno para una terraza de por lo menos 2.25metros
cuadrados.
6. Hacer los cálculos de costo beneficio
7. Realizar los cálculos de dióxido de carbono, polvo, oxigeno y vapor de agua
que se podrían producir
8. Determinar la diferencia de temperatura que hay entre el sistema y el medio.
RESULATOS
1. Las plantas que se emplearon fueron compradas y alguna de ellas como los
betabeles y las lechugas fueron sembradas por el equipo.
2. Se diseñó e3ñ sistema que consiste en:
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a) Un carrusel giratorio de 1.3
metros de largo con un metro de
diámetro el cual puede girar
sobre su propio eje con 8 tubos
de pvc 4” cortado a la mitad a lo
largo
b) Una base que le permita
mantenerse en equilibrio sobre
el cual se mantendrán los
siguientes dos niveles
c) Tiene un segundo nivel en el cual
ira las plantas también
d) Segundo nivel que va al ras del
suelo
e) Sistema de riego por goteo
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f)
g) Montaje de pequeñas macetas
para maximizar el área de jardín.
3. Construcción del sistema
4. El sistema a 50% de su construcción
5. Calculo del área del sistema:
1.3m de longitud por 0.1m de ancho X 8 tubos del sistema giratorio
1.04 m2
Nivel dos 0.75 m X 1.3 m 0.975 m2
Nivel tres 1m X 1.3 M 1.3m2
Total 3.315 m2
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Haciendo los siguientes cálculos
característica Relación sistema
Dióxido de carbono Se limpia 2 toneladas de
CO2 por hectárea de
jardín al año
0.663 Kg de CO2
Producción de oxigeno 5 m2 producen el oxígeno
de una persona que
requiere al día
66% del oxígeno
requerido
Nivelar temperatura 200 m2 de jardín enfrían
70 Toneladas de aire al
año
1.15 Toneladas de aire
Producción de agua Cada mol de dióxido
produce una mol de
oxigeno
0.911 Kg de oxigeno
En este momento se continúan haciendo cálculos y comparaciones del sistema.
Costo del sistema
Plantas 2800
PVC 800
Material de metal 150
Charolas y macetas material de reciclaje gratis
Charolas 300
Total 5400
Depreciación a 10 años COSTO POR AÑO 540
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CONCLUSIONES.
El sistema es viable económicamente con una vida útil de por lo menos 10 años, si
se emplea en un edifico de 12 pisos con 3 departamentos cada uno y un balcón el
área se puede aumentar el área verde en 118.8 m2.
En el caso de ser un departamento de interés social (80 deptos. por unidad
aproximadamente) se puede diseñar un sistema que no lleve el nivel dos y tres
disminuye el área a 1.04m2 empotrados en la pared pudiendo tener 83.2m2 de área
verde sin disminuir el área del departamento.
Se observa que las cantidades de contaminantes se disminuyen sin quitar área en
un departamento además de aumentar la estética de una jardinera, pared o terraza.
Bibliografía
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Wook, Kim, Ho-Hyun. Variation in Formaldehyde Removal Efficiency among Indoor
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