Sanctuary sink to toilet greywater system/es

El curso de Ingeniería 215, Introducción al Diseño, de Cal Poly Humboldt, presenta el sistema de reutilización de aguas grises del inodoro al lavabo creado por el equipo Greenlight en el Santuario de Arcata, California.

El Santuario de Arcata propuso un diseño para reciclar aguas grises y así reducir el consumo de agua potable en el inodoro. El objetivo del Equipo Greenlight es diseñar un sistema de aguas grises del lavabo al inodoro estéticamente atractivo que reutilice eficazmente el agua utilizada para lavarse las manos, dirigiéndola a la taza del inodoro. El agua potable se redirige del tanque del inodoro al lavabo para lavarse las manos, lo que reduce el consumo total de agua en el baño. Las aguas grises que bajan por el desagüe del lavabo después de lavarse las manos fluyen a la taza del inodoro para desechar los residuos al alcantarillado. El lavabo y el inodoro están ubicados uno al lado del otro, lo que hace que el diseño sea único en comparación con los sistemas más comunes, donde el lavabo reemplaza la tapa del inodoro. Este sistema de aguas grises del inodoro al lavabo fue implementado por el Equipo Greenlight de la clase de Ingeniería 215 Introducción al Diseño de Cal Poly Humboldt, en otoño de 2016, impartida por Lonny Grafman, gracias a la financiación proporcionada por el Santuario y los estudiantes de HSU que trabajaron en el diseño. En esta página también se abordarán los antecedentes y los próximos pasos.

El sistema de reutilización de aguas grises del inodoro al lavabo fue implementado por Team Greenlight en otoño de 2016 en el baño de hombres de su cliente, The Sanctuary, ubicado en Arcata, California. Team Greenlight está integrado por Chris Alvaro , Jocelyn Barber , Margaret Koval y Gilbert Ordaz . The Sanctuary es una organización sin fines de lucro que promueve la tecnología verde, el arte, la participación comunitaria y la vida sostenible mediante la reutilización de recursos y objetos cotidianos. El objetivo de The Sanctuary era remodelar un baño que redujera el consumo de agua potable y, al mismo tiempo, motivara a los usuarios a seguir reduciendo su propio consumo de agua potable fuera de The Sanctuary.

El Santuario quería mejorar el baño anterior reduciendo el consumo de agua dulce y, al mismo tiempo, inspirar a los usuarios a reducir el consumo de agua dulce fuera del baño.

Los criterios enumerados en la tabla 1 incluyen restricciones para los criterios de diseño final. Esto facilitó la selección de soluciones de diseño al descartar aquellas que no cumplían con los criterios.

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  Figura 1: Diseño antes de la eliminación del muro del puesto
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  Figura 2: Vista general del diseño con tuberías de PVC visibles.
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  Figura 3: Tubería de cloruro de polivinilo (PVC)
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  Figura 4: Tubo de vinilo conectado al tubo de llenado de rebosadero en el tanque del inodoro.
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  Figura 5: Tubería de vinilo conectada al suministro de agua de los lavabos
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  Figura 6: Diagrama de flujo de agua del lavabo al inodoro

La figura 1 muestra el aspecto del baño antes de la remodelación. El sistema de aguas grises del inodoro al lavabo, que se muestra en la figura 2, se diseñó para ahorrar agua al lavarse las manos después de usar el baño. El diseño utiliza tuberías de cloruro de polivinilo (PVC), que se muestran en las figuras 2 y 3, para redirigir el drenaje del agua hacia el tubo de rebose, de modo que el agua jabonosa usada fluya directamente a la taza del inodoro. El diseño funciona conectando el tubo de llenado de rebose del tanque del inodoro, que se muestra en la figura 4, con la línea de suministro de agua caliente del lavabo mediante tuberías de vinilo, que se muestran en la figura 5. El agua del lavabo corre aproximadamente 40 segundos al tirar de la cadena, el doble del tiempo recomendado de 20 segundos según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). Lo que hace que este sistema sea único en comparación con las combinaciones estándar de inodoro y lavabo es que el lavabo y el inodoro están ubicados como en cualquier baño común, en lugar de reemplazar la parte superior del tanque con un lavabo.

A continuación se muestra el póster final creado por el equipo de Greenlight.

El diseño del lavabo al inodoro comienza con la descarga inicial. Como en cualquier inodoro, la válvula de descarga se levanta y el agua pasa por la válvula y entra en la taza. En una descarga normal, el tubo de entrada del rebosadero se encuentra justo encima del tubo de rebosadero, pero como se redirige al grifo del lavabo, el agua limpia se utiliza para lavarse las manos durante 40 segundos. Finalmente, el agua pasa por las tuberías de PVC y desemboca directamente en el tubo de rebosadero, terminando con la taza del inodoro llena de aguas grises provenientes del lavado de manos. El siguiente video muestra cómo funciona el diseño.

Las herramientas y los materiales utilizados para todo el diseño se muestran en la Tabla 2.

Primero, cierre las llaves de paso del agua del lavabo y del inodoro, ubicadas debajo de los electrodomésticos y fijadas a la pared. A continuación, reemplace el tubo de llenado que conduce al rebosadero del tanque del inodoro con un tubo de vinilo. Este tubo de vinilo se conectará debajo del lavabo, donde normalmente se conectaría la tubería de agua caliente. Es posible que se necesiten abrazaderas para asegurar la estanqueidad del tubo. Una vez hecho esto, parte del agua limpia del inodoro fluirá por el lavabo al tirar de la cadena, mientras que la llave de paso principal llenará el tanque del inodoro como en cualquier otro inodoro. Finalmente, para reutilizar el agua que sale del grifo del lavabo, esta fluye por el desagüe del lavabo hacia una serie de tuberías de PVC. Las tuberías están dispuestas con una pendiente suficiente para permitir que el agua regrese al tanque del inodoro y entre en el rebosadero, como se diseñó originalmente, y termine en la taza del inodoro a través de los orificios del borde.

Construyendo el lavabo para el inodoro

Cierre el suministro de agua del inodoro y los lavabos y compruebe que no haya fugas. A continuación, sustituya el tubo de llenado del rebosadero por un tubo de vinilo que conecte el inodoro con el suministro de agua de los lavabos y utilice abrazaderas para asegurar la estanqueidad. En la imagen no se muestra una modificación reciente en la que se instaló una válvula de retención en lugar del suministro de agua caliente del lavabo, que conecta el tubo de vinilo con el lavabo desde la válvula de llenado. Esta válvula de retención evita el reflujo de agua hacia la válvula de llenado cuando se abre el grifo de agua fría del lavabo.

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  suministro de agua
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  Tubo de vinilo que reemplaza el tubo de llenado por rebosadero del tanque del inodoro.
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  Tubo de vinilo conectado al suministro de agua del fregadero

Utilizando una amoladora angular donada por el santuario, se realiza un corte cuadrado en la parte posterior del tanque del inodoro. Se usan máscaras de seguridad para evitar dañar los pulmones al lijar la porcelana con la hoja de sierra para mampostería. El corte cuadrado se mide con la precisión necesaria para que la tubería de PVC encaje sin necesidad de levantar la tapa del tanque.

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  Moler el tanque del inodoro afuera
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  El corte cuadrado terminado

El siguiente paso consiste en modificar las tuberías de desagüe del lavabo, en este caso de PVC, para dirigir el agua hacia el tubo de rebose ubicado en la cisterna del inodoro. Esto permite que las aguas grises jabonosas usadas fluyan directamente a la taza del inodoro.

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  Tuberías de PVC reorganizadas
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  Tubo de PVC en el tubo de rebose del tanque del inodoro con desagüe.

Finalmente, se puede aplicar la estética del diseño. En este caso, se pinta un mural de la bahía de Humboldt y los ríos locales. Luego, se prepara, recorta y pinta una lámina de madera contrachapada para representar y mostrar visualmente cómo funciona el diseño.

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  Primer plano del mural
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  Mural completo
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  Representaciones del diseño del inodoro y el lavabo.

El diseño requerirá mantenimiento como cualquier otro electrodoméstico. Para mantener este diseño, se deben tener en cuenta las obstrucciones y los productos químicos dañinos. Para evitar obstrucciones y que los productos químicos peligrosos se vayan por el desagüe, hay letreros en la pared que indican que no se deben verter productos químicos peligrosos por el fregadero. Además, hay dos rejillas de drenaje en caso de que alguien vierta comida o partículas grandes que puedan obstruir las tuberías. Se deben verter productos de limpieza como vinagre por el desagüe del fregadero semanalmente para evitar la acumulación de cavidades dentro de las tuberías de PVC. Las rejillas de drenaje deben limpiarse semanalmente. Finalmente, si se produjera una fuga, las tuberías de PVC se pueden quitar fácilmente si alguna vez hay una obstrucción y se pueden limpiar o reemplazar a un precio relativamente bajo, generalmente alrededor de $15.00.

A diario

• Hay que asegurarse de que no se viertan productos químicos nocivos por el desagüe y de que el grifo del agua esté siempre abierto.

Semanalmente

• Para evitar obstrucciones o la acumulación de bacterias, se vierte vinagre semanalmente para limpiar cualquier cavidad que se forme en las tuberías de PVC.

Anual

• Compra productos de limpieza y, si es necesario, una sonda para desatascar las tuberías.

Cada 5 años

• Reemplace la señalización y las obras de arte en las paredes, ya que la pintura puede estar desvaneciéndose en este momento.

Esto solo sirve para solucionar problemas básicos. Para problemas más complejos, busque en internet soluciones comunes para la fontanería de baños.

El sistema de aguas grises del inodoro al lavabo es un sistema circular, ya que el agua limpia fluye del inodoro al lavabo y luego las aguas grises fluyen del lavabo al inodoro. Este sistema circular se inicia al tirar de la cadena. La descarga levanta la válvula de descarga, vaciando el agua del tanque en la taza del inodoro. La tubería de suministro de agua desde la pared hasta el inodoro, que es el agua de la ciudad de Arcata, llena la válvula de llenado ubicada en el tanque del inodoro. La válvula de llenado envía el agua al tubo de entrada, donde fluye a través del tubo de vinilo de PVC, a la conexión de la válvula de retención y sale por el grifo. El agua del grifo fluye por el desagüe del lavabo hacia la tubería de PVC. El agua fluye a través de la tubería de PVC y sale por la conexión de tubería en gancho hacia el tubo de rebose. El agua fluye a través del tubo de rebose y a través de los orificios del borde de la taza del inodoro. Finalmente, el agua sale por los orificios del borde hacia la taza del inodoro, donde permanecerá para que la use la siguiente persona con la siguiente descarga.  

Siempre habrá aguas grises en la taza del inodoro, mientras que el agua limpia permanece en la parte posterior del tanque. El tanque se llena con agua de la red pública a través de la tubería de suministro de agua de la pared. El tanque siempre tiene agua limpia de la red pública en la parte posterior. El lavabo siempre recibe agua limpia de la red pública a través de la válvula de entrada, que proviene del suministro de agua del tanque, o de la tubería de agua caliente conectada al lavabo. La taza del inodoro siempre tendrá aguas grises, que provienen del agua que fluye del desagüe del lavabo hacia el tubo de rebose. Cuando se descarga el inodoro, las aguas grises de la taza bajan por el desagüe del inodoro hacia la alcantarilla junto con los desechos humanos. El agua del tanque también enjuaga la taza del inodoro durante la descarga, ya que esa agua baja por el desagüe de la válvula en la parte posterior del tanque, sale a la taza a través de los orificios del borde y baja por el desagüe del inodoro hacia la alcantarilla. Cuando la válvula de descarga se cierra de nuevo y el agua de la ciudad vuelve a llenar la parte trasera del tanque del inodoro a medida que la boya sube con el agua de la ciudad, las aguas grises del tubo de rebose fluyen de regreso a la taza y permanecen allí hasta que la siguiente persona la use.

Los resultados muestran que los usuarios tuvieron dificultades para comprender el sistema inicialmente. Las pruebas demostraron que era necesario colocar señalización y realizar otros ajustes para explicar el funcionamiento del diseño y simplificar su uso. El problema radicaba en que los usuarios cerraban la válvula de agua caliente, lo que interrumpía el flujo de agua hacia el inodoro, anulando así el propósito del diseño. Para solucionar esto, la válvula de agua caliente se dejó abierta a propósito para que no se pudiera cerrar y se colocó señalización sobre el lavabo para informar al usuario. Además, muchas personas no comprendían cómo funciona un inodoro al tirar de la cadena. Por lo tanto, se crearon modelos de lavabo e inodoro, mostrados en la sección de instrucciones de construcción, para ayudar a los usuarios a comprender mejor el proceso del flujo de agua mediante la pintura que representa el agua entrando y saliendo del inodoro y el lavabo.

Tras el sellado permanente de la válvula de agua caliente en la posición de encendido y la instalación de los murales y letreros, el diseño gustó a la gente. Inicialmente, las tuberías del inodoro al lavabo resultaban una distracción para el usuario. Se instaló una repisa para ocultarlas, lo que también contribuyó a que el diseño fuera del agrado de todos. Ocultar las tuberías resultó ser la mejor decisión, ya que muchas personas se sentían menos incómodas al lavarse las manos. Además, con el mural que mostraba cómo el agua limpia del río Mad abastecía el sistema de lavado de manos, la gente se sentía más inclinada a lavarse las manos con el sistema instalado.

Una última preocupación de los usuarios era cómo evitar que el inodoro se obstruyera si alguien arrojaba un objeto grande o comida por el desagüe. Este problema se solucionó instalando rejillas de retención en el desagüe del lavabo y en el tubo de rebose. Si algo se filtrara más allá de la rejilla del lavabo, la rejilla secundaria en el tubo de rebose evitaría que el sistema del inodoro se obstruyera en los orificios del borde del desagüe.

El éxito de este diseño puede abrir más posibilidades para el Santuario. El Santuario puede experimentar con la posibilidad de que tanto la taza como el tanque del inodoro se llenen con aguas grises.

El siguiente paso sería utilizar el mismo sistema para el baño de mujeres.

Este sistema de aguas grises del lavabo al inodoro sigue funcionando en The Sanctuary. Aunque algunos aspectos del sistema pueden resultar confusos para el usuario, hay tres letreros que explican su correcto uso. Un problema detectado en nuestra conversación con Katie Belknap fue que los usuarios dejaban el grifo abierto después de la descarga mientras buscaban ayuda. Un mural en la pared del baño ayuda a los usuarios a comprender el funcionamiento del sistema. Además, se añadió una rejilla al lavabo para evitar que los residuos obstruyan el sistema y minimizar el mantenimiento. Asimismo, al tratarse de un sistema de aguas grises, ocasionalmente se percibe un ligero olor proveniente del inodoro, pero una limpieza rápida y sencilla lo elimina. En general, el proyecto parece haber sido un éxito en la reducción del consumo de agua potable.

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  Un recordatorio amistoso: el lavabo es solo para lavarse las manos.
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  Una experiencia educativa
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  Válvula de agua caliente sellada permanentemente
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  Cuando se tira de la cadena del inodoro, el agua fluye hacia el lavabo.
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  Algunas decoraciones que se añadieron + ambientador

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