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Proyecto Estratégico para la Seguridad Alimentaria

PESA - México

PROYECTO TIPO

Sistemas de captación y almacenamiento de agua en el hogar

ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y

LA ALIMENTACIÓN

Agosto de 2008

MÉXICO


PESA - México

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Contenido

1. PRESENTACIÓN ........................................................................................................................................ 2

2. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 2

3. OBJETIVOS Y METAS .............................................................................................................................. 4

3.1 OBJETIVOS ................................................................................................................................................ 4 3.2 METAS ...................................................................................................................................................... 4

4. MARCO DE REFERENCIA ....................................................................................................................... 4

5. INGENIERÍA DEL PROYECTO ............................................................................................................... 6

5.1 DESCRIPCIÓN ESPECÍFICA DEL SITIO ......................................................................................................... 6 5.2 DESCRIPCIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO ..................................................................................................... 6 5.3 PROCESOS Y TECNOLOGÍAS A EMPLEAR .................................................................................................... 9 5.4 DIMENSIONES O TAMAÑO DEL PROYECTO ................................................................................................13 5.5 PROGRAMA DE EJECUCIÓN .......................................................................................................................14

6. PRESUPUESTO ..........................................................................................................................................15

6.1. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y PRESUPUESTO ..................................................................................15 6.2 COSTOS POR TIPO Y TAMAÑO DE OBRA ....................................................................................................18

7. PROVEEDORES DE INSUMOS Y MATERIALES ...............................................................................18

8. ANÁLISIS ECONÓMICO .........................................................................................................................19

9. DESCRIPCIÓN DE BENEFICIOS ...........................................................................................................19

9.1 INCREMENTO DE RENDIMIENTO Y/O PRODUCTIVIDAD ..............................................................................19 9.2 INCREMENTO DEL INGRESO ......................................................................................................................19 9.3 DECREMENTO DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN .......................................................................................19 9.4 EMPLEOS GENERADOS .............................................................................................................................20

10. DESARROLLO DE CAPACIDADES .....................................................................................................20

10.1 TÉCNICAS ..............................................................................................................................................20 10.2 ADMINISTRATIVAS ................................................................................................................................20 10.3 ORGANIZATIVAS ....................................................................................................................................20 10.4 COMERCIALES .......................................................................................................................................20 10.5 TOMA DE DECISIONES ............................................................................................................................20

11. RECOMENDACIONES ...........................................................................................................................21

11.1 USO DEL AGUA ......................................................................................................................................21 11.2 MANTENIMIENTO ...................................................................................................................................21 11.3 CONSTRUIR CON CALIDAD .....................................................................................................................21 11.4 SEGUIMIENTO ........................................................................................................................................22

12. DIRECTORIO DE EXPERTOS Y CONTACTOS ................................................................................22


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Proyecto tipo:

Sistemas de captación y almacenamiento de agua de lluvia en el hogar

1. Presentación La captación o cosecha de agua de lluvia es una estrategia de aprovechamiento sostenible de este recurso y por lo regular, se capta desde los techos de las viviendas u otras estructuras similares. Para el almacenamiento de la misma se utilizan alternativas tecnológicas de bajo costo y de fácil manejo por las familias del medio rural. Las tecnologías comúnmente utilizadas son el ferrocemento, ollas recubiertas con películas plásticas como la geomembrana, depósitos hechos de tabique o block, depósitos de plástico u otros materiales.

Además de acondicionar el techo o azotea para la captación, se requiere instalar un mecanismo de conducción del agua, el cual se realiza a través de canaletas y conductos que la llevan al depósito correspondiente. La cantidad de agua que se logre acumular dependerá de la precipitación anual de la zona y de la superficie de captación disponible.

Esta tecnología es muy útil en zonas secas, donde llueve poco y de forma irregular, lo que garantiza contar con agua en la época seca, durante el invierno o en periodos de sequía prolongada. El agua almacenada contribuye a resolver el problema de acceso al agua, que frecuentemente enfrentan las familias del medio rural y que limita, además de aspectos relacionados con la salud y la higiene, la producción de alimentos en el traspatio a lo largo del año.

Por lo anterior, centrándose en el diseño de cisternas de ferrocemento y tomando como base las experiencias desarrolladas por las Agencias de Desarrollo Rural (ADR) del PESA en México, se elabora el presente proyecto tipo, sobre sistemas de captación de agua de lluvia en el hogar.

2. Antecedentes y justificación En muchos lugares del mundo en donde no se dispone de agua en cantidad y con la calidad que se requiere para consumo humano, se recurre a la captación de agua de lluvia como fuente de abastecimiento. Investigaciones confirman que la captación y almacenamiento de agua de lluvia ha sido practicada por más de cuatro mil años. En países como Tailandia, Japón, Taiwán, Corea, India, Colombia, Costa Rica o Haití, la captación de agua de lluvia es una fuente alterna para el suministro doméstico. Por ejemplo, en Islas Vírgenes, por ley, las casas deben construir una azotea, o área de captación mayor de ocho metros cuadrados, a fin de captar la precipitación pluvial. En México, las aguadas (depósitos artificiales) fueron utilizadas en tiempos precolombinos para irrigar cultivos en áreas pequeñas. En zonas arqueológicas de la península de Yucatán, así como en Xochicalco, Morelos, desde el año 300 a.C. se emplearon sistemas de captación conocidos como chultus, los cuales tuvieron


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la función de recolectar el agua de lluvia de los patios y conducirla mediante canales a depósitos construidos con piedra para ser usada posteriormente. La dotación mundial de agua utilizable para fines humanos y la capacidad de reponerla se está reduciendo aceleradamente; al mismo tiempo los costos de captar y transportar el agua hasta donde se le requiere se están volviendo prohibitivos. Esta perspectiva puede verse como una amenaza apocalíptica, pero lo cierto es que ya muchos pueblos en el mundo se extinguen o dispersan por la falta de acceso al agua. La magnitud y características del problema exigen la toma de decisiones individuales y colectivas, para adoptar alternativas tecnológicas que permitan incrementar la disponibilidad de agua en los hogares y mejorar su uso doméstico, mediante la captura de agua de lluvia de los techos y su almacenamiento en cisternas de ferrocemento.

En casi todas las regiones donde el PESA ha intervenido, la falta de agua es un problema prioritario. Esta restricción impide el desarrollo de cualquier iniciativa en el traspatio, ya que no es posible cultivar más plantas o criar más animales, si ni siquiera se cuenta con agua suficiente para el consumo humano. Por este motivo, en numerosas comunidades donde el PESA tiene influencia, las ADR han promovido el diseño y construcción de cisternas de ferrocemento. Destacados ejemplos de ello se pueden observar en la región de Tierra Caliente de Michoacán, el Sureste y la Sierra Gorda de Guanajuato, la región Mixteca y la Sierra Negra de Puebla y la región de Sola de Vega en Oaxaca.

Tanque de ferrocemento para almacenar agua en Sola de Vega, Oaxaca.


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3. Objetivos y metas

3.1 Objetivos • Incrementar la disponibilidad de agua en el hogar para el uso doméstico y la

producción en el traspatio, mediante el aprovechamiento de la lluvia.

• Reducir el gasto por concepto del acarreo de agua para la vivienda.

3.2 Metas • Diseñar y construir un sistema de captación y almacenamiento de agua de

lluvia con estructura de ferrocemento.

• Contar con agua suficiente para cultivar una superficie de 10 m2 en el traspatio.

4. Marco de referencia Probablemente la fuente de agua dulce más importante y hasta ahora más desaprovechada, es la lluvia. Si somos capaces de captar y almacenar aunque sea una fracción de la precipitación anual, se puede contar con una reserva para los meses secos. La cantidad de agua de lluvia por captar es muy variable de una región a otra en nuestro país. En las zonas semiáridas de nuestro país la precipitación pluvial anual oscila entre 300 y 600 mm, y en las zonas de trópico húmedo va de 2,000 a 3,000 mm anuales o más.

No se necesitan grandes obras de infraestructura, ni cuantiosas inversiones para captar y almacenar una buena cantidad de agua de lluvia, mediante la construcción de obras sencillas como las cisternas de ferrocemento, que funcionan a escala familiar. El sistema de construcción de estructuras con ferrocemento tiene las siguientes características:

• Posee alta resistencia ante los fenómenos naturales (sismos, huracanes y tormentas de granizo).

• Utiliza cerca de la quinta parte de los materiales empleados en una construcción de ladrillos o bloques de cemento.

• El costo se reduce aproximadamente a la mitad que el de construcciones similares con materiales convencionales.

• No necesita de mano de obra calificada.

La captación de agua lluvia es un medio para obtener el vital líquido, para consumo humano y/o uso agropecuario. Esta acción se realiza cuando no se dispone de agua suficiente con calidad y cantidad en manantiales, mantos freáticos (a través de pozos) y en la red de distribución de agua potable. Por esta razón se realiza y se promueve la captación de agua de lluvia en los techos y azoteas de las viviendas para fines domésticos, lo que se le ha denominado Sistema de Captación de Agua Pluvial de Techos. Este sistema tiene la característica de que se colecta agua en partes elevadas disminuyendo así su contaminación, pues si se colecta a nivel de piso por el salpicado de las gotas de lluvia se agregan al agua, tierra y materia orgánica.


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Comparativamente el agua de lluvia recolectada en los techos es diferente del agua filtrada por procesos naturales que se pueden encontrar en pozos, manantiales, ríos, lagunas, entre otros. El agua filtrada por procesos naturales, arrastra y disuelve diferentes elementos y compuestos químicos que existen en el suelo y subsuelo; mientras que el agua de lluvia no los contiene.

La lluvia se considera como agua blanda y puede remplazar perfectamente al agua potable. Con ésta característica proporciona un ahorro considerable en el uso de jabones y detergentes. En particular un sistema de captación de agua pluvial de techos presenta las siguientes ventajas y desventajas:

Ventajas:

� Agua extremadamente limpia comparándola con otras fuentes de agua dulce

� Recurso esencialmente gratuito e independiente de la red de suministro convencional

� Infraestructura sencilla para su captación, almacenamiento y distribución

� Alta calidad físico química del agua de lluvia

� Sistema independiente e ideal para comunidades dispersas y alejadas

� Empleo de mano de obra y materiales de la región para su captación y almacenamiento

� No se requiere de energía para el funcionamiento del sistema

� Mantenimiento por personas de la vivienda

� Comodidad y ahorro de tiempo en la recolección del agua

Desventajas:

o Inversión inicial alta que puede impedir la construcción del depósito, ya que las familias son de escasos recursos económicos.

o La cantidad de agua cosechada depende del área de captación, así como de la precipitación de la localidad y la vivienda no siempre cuenta con los techos adecuados.

En las comunidades atendidas por el PESA, generalmente las cisternas que se construyen tienen una capacidad de almacenamiento de 10,000 a 12,500 litros, pero existen casos en la región Sureste de Guanajuato, donde han construido estructuras con 20 mil y hasta 30 mil litros de capacidad1.

De acuerdo con observaciones realizadas en campo, se han construido cisternas de ferrocemento con un volumen de hasta 100 m3. Por otra parte, en las zonas áridas de temperaturas extremosas, se reportan algunos problemas con esta tecnología, pues ante la ausencia de agua el ferrocemento se puede fracturar por la sequía y el frío invernal.

1 Sistema de captación y almacenamiento de agua de lluvia en la unidad familiar. Documento de consulta interna. Unidad Técnica Nacional del PESA. México.


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5. Ingeniería del proyecto

5.1 Descripción específica del sitio Antes de iniciar la construcción del tanque de almacenamiento, se deben de tomar en cuenta los siguientes factores:

• Clima.- Aunque es importante conocer las características generales del clima, lo fundamental es contar con los datos de precipitación para conocer la cantidad de agua de lluvia que precipita durante cada mes, el periodo de lluvias y en todo el año.

• Características del terreno.- El terreno debe ser plano de preferencia o nivelar la superficie donde se construirá la cisterna. Se deben considerar las características físicas del suelo, de manera que sea firme y soporte el peso de la cisterna llena, sin hundimientos o deslizamientos que pongan en riesgo la obra. En la base, la superficie que se ocupa es alrededor de 4 m2 y la cisterna se debe ubicar en un sitio donde no estorbe, lo más cercano al techo que servirá de área de captación.

• Características de los techos.- Los techos de las viviendas y otras obras de las comunidades en donde incide el PESA-México, generalmente están construidos de teja, tejamanil, lámina de cartón, lámina galvanizada de fierro, lámina galvanizada aleación fierro-aluminio-zinc (Zintroalum), lámina de asbesto, y en el mejor de los casos de concreto. Cuando son de palma o zacate, es más complicada la captación. Otro aspecto a considerar es la superficie de captación disponible por vivienda, la cual varía de acuerdo a la situación económica de cada familia; cuando sea posible, estimar el área por construir. También hay que tomar en cuenta su pendiente, por dónde caen los escurrimientos y las necesidades para poder conducir el agua.

5.2 Descripción técnica del proyecto

5.2.1 Consideraciones técnicas para la construcción a) Demanda del agua

En las experiencias validadas en campo, se ha observado que el agua en el hogar es utilizada principalmente para uso doméstico, pecuario y agrícola, en orden de importancia, por lo que es necesario conocer la demanda actual, el período crítico y el propósito al diseñar sistemas de almacenamiento de agua.

La demanda de agua se debe calcular en función de las necesidades de la familia. La mayoría de los expertos en el mundo coinciden en que todas las personas requieren de aproximadamente 50 litros diarios de agua para satisfacer sus necesidades personales y domésticas exclusivamente. Pero en este caso también se propone irrigar una superficie de 10 m2 como mínimo, para la producción de hortalizas en el traspatio. Si se considera esto último como proyecto prioritario, se debe tomar en cuenta que en promedio se necesitan hasta 10 riegos con una lámina de 50 mm cada uno, para cultivar hortalizas durante 2.5 a 3 meses, lo que arroja un volumen de 5 m3.


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Lo anterior quiere decir que una cisterna de 10 m3 puede alcanzar para dos ciclos de cultivo de hortalizas, en el supuesto de que toda el agua se destine para ello. Pero en las zonas rurales lo normal es ocupar parte del agua para dar de beber a los animales domésticos, que son otro componente importante del traspatio. Además, hay que sumar el consumo de agua de la familia, resultando entonces que se necesita una cisterna de mayores proporciones, pues una familia de 6 integrantes puede consumir hasta 9 m3 en tan sólo un mes. Por esta razón debe decidirse previamente a la construcción de la cisterna, cuál es el uso que se le dará al agua y calcular bien los requerimientos de la familia, las plantas y los animales. Es claro que luego de satisfacer el requerimiento de agua para uso doméstico, entonces se está en posibilidades de utilizar el agua en aspectos productivos agropecuarios a nivel de los traspatios. En este sentido, es útil conocer los siguientes coeficientes para cada tipo de beneficio:

Beneficio Coeficiente Consumo mensual Uso doméstico 50 lt/persona/día 1500 lt Riego de hortalizas 50 lt/m2/semana 200 lt Ganado mayor 40 lt/cabeza/día 1200 lt Ganado menor 15 lt/cabeza/día 450 lt

Fuente: Dr. Eduardo Arteaga Tovar, Depto. de Irrigación, UACh.

Una vez que se determina la demanda o el consumo mensual de agua de la familia, hay que definir el periodo crítico con déficit de agua. En nuestro país generalmente este periodo es de 6 meses, desde diciembre hasta mayo.

b) Área de captación

El área de captación disponible es determinante para conocer el potencial de cosecha de agua. Considerando que por cada milímetro de precipitación anual en un metro cuadrado de superficie de captación, se obtiene un litro de agua cosechada al año, se podría almacenar anualmente de 300 a 400 litros por metro de superficie techada en las zonas semiáridas, y de 2,000 a 2,800 litros por metro cuadrado en zonas de trópico húmedo. Pero este dato hay que ajustarlo con un factor de corrección, pues puede perderse hasta el 20% del agua por salpicado, absorción o escurrimientos fuera del sistema de captación. Cuando se requiere almacenar determinado volumen (V) hay que calcular el área de captación necesaria (Ac) mediante la siguiente fórmula:

Área de captación (Ac) = Volumen requerido (V) Precipitación anual (Pa)(0.8)

Es obvio que para un mismo volumen previamente determinado, en las regiones con menor precipitación se requiere de mayor área de captación y que a mayor precipitación, se necesita menor área de captación. Así por ejemplo, en la mixteca poblana en comunidades donde precipitan 600 mm de lluvia al año en promedio, la ADR Arraigo de la Mixteca recomienda disponer de una superficie de captación de 26 m2 para llenar cisternas de 12,500 litros de capacidad. Pero en algunas comunidades de la Sierra Negra de Puebla, donde precipita el triple de la región mixteca, con una superficie de captación de 9 m2 es más que suficiente para llenar una cisterna del mismo volumen.


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c) Capacidad del tanque

Como puede deducirse, la capacidad del tanque a construir se determina en función del potencial de captación de lluvia del sitio. Tomando en cuenta que la eficiencia de captación es de aproximadamente el 80% de la precipitación, con la siguiente fórmula se obtienen los litros de agua a cosechar durante el año:

Volumen anual = precipitación total anual (mm) x 0.8 x área de captación (m2)

Por ejemplo, retomando el caso de la mixteca poblana tenemos lo siguiente:

(600 mm) (0.8) (26 m2) = 12.48 m3

Siendo así, la construcción de una cisterna de 12,500 litros es ideal. Pero no hay que olvidar que para esta región, por cada metro cuadrado de más o de menos, se modifica en 480 litros el potencial de captación. De tal forma, si una familia de la mixteca poblana necesita de 25 m3 de agua para cubrir su demanda durante la temporada seca, requiere un mínimo de 52 m2 de techo (ver memoria de cálculo).

5.2.2 Diseño Se recomienda la construcción de una estructura cilíndrica monolítica, para aprovechar las cualidades mecánicas del ferrocemento, como su extraordinaria resistencia a la presión. Además, esta forma geométrica permite tener una mayor capacidad de almacenamiento, con menos superficie que otras formas cúbicas, lo que la hace más económica. El techo de la cisterna debe tener una forma cónica o de bóveda, una entrada de agua y una tapa metálica de 0.5 x 0.5 m. Es conveniente que la salida de agua se encuentre a 40 cm del piso, para que la cisterna siempre tenga agua en su interior. El espesor de las paredes debe ser de 4 a 6 cm, mientras que el diámetro y la altura son variables, dependiendo de la cantidad de agua que se quiera almacenar, siendo el mínimo recomendable 2 metros en ambos casos, con lo que resulta una capacidad de almacenamiento de 6,280 litros, de acuerdo con la fórmula para calcular el volumen del cilindro, que se indica a continuación:

Volumen del cilindro= π x r² x h, donde

π= 3.14 r²= radio al cuadrado (en metros) h= altura (en metros)

Para determinar las dimensiones de la cisterna se recomienda lo siguiente:

1) Definir los objetivos de la familia en cuanto al uso del agua, calculando la demanda durante el periodo deficitario.

2) Calcular el potencial de captación de agua, en función del régimen pluvial de la zona y del área de captación disponible.

3) Considerar la superficie adecuada para ubicar la cisterna y la altura máxima del depósito, tomando en cuenta que la altura del techo debe ser mayor.

Con los parámetros indicados se puede diseñar el tipo de cisterna más apropiado para las condiciones específicas de cada sitio (ver memoria de cálculo).


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Cisterna de ferrocemento de 20 m3 en la Sierra Negra de Puebla.

5.3 Procesos y tecnologías a emplear La tecnología a emplear es la conocida como “Xochicalli”, que consiste en hacer una malla combinada con electromalla y tela hexagonal para gallinero. Sobre esta malla se hace un aplanado con una mezcla de cemento, arena y gravilla, para formar la estructura de concreto.

En cuanto a los procesos involucrados en el proyecto, es conveniente considerar los que se mencionan a continuación:

• Proceso de sensibilización, diagnóstico y búsqueda de alternativas

• Proceso de planificación, organización y capacitación

• Proceso de elaboración de proyecto y gestión de recursos

• Proceso de ejecución del proyecto

• Proceso de evaluación y difusión de la tecnología

El proceso de ejecución del proyecto implica la construcción de las cisternas, cuyo procedimiento es el siguiente:

1) Selección del sitio de construcción del tanque de ferrocemento.- Conjuntamente, la familia y el facilitador, seleccionarán el sitio adecuado para la construcción del tanque tomando en cuenta lo siguiente:

� Que no esté muy alejado del área de captación (techo de casa) con el propósito de ahorrar en tuberías de conducción.


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� Debe ubicarse en un sitio donde no obstruya el paso de personas y/o animales.

� De preferencia debe construirse en lugares más elevados que el área del huerto con el propósito de que el agua tenga suficiente presión para el riego.

� La parte superior del tanque debe de estar a desnivel con las canaletas para que el agua captada pueda correr libremente hacia el tanque de almacenamiento.

� También debe considerarse el punto más bajo de las canaletas para poder definir la altura del tanque de almacenamiento y en base a este parámetro, tomar la decisión de construir a nivel del suelo o escarbar para enterrar el tanque parcialmente.

2) Nivelación del sitio de construcción.- Con pico, barreta y pala escarbar (si así lo amerita) y nivelar el piso, apisonando, tomando en cuenta el diámetro y la altura del depósito, definido previamente de acuerdo al área de captación y precipitación del lugar.

3) Armado de la electromalla y tela gallinera.- Previamente a esta actividad, la electromalla y tela gallinera deben comprarse tomando en cuenta la altura y diámetro del tanque y deben tejerse bajo el siguiente procedimiento:

� Cortar la electromalla considerando los dobleces y empalmes. Para el caso del tanque de 10 m3 propuesto, con un diámetro de 2.6 m y altura de 2 m se requiere electromalla de 2.5 m de ancho (20 cm de doblez para cada lado) y un largo de 8.56 m para hacer la pared del cilindro (considerando 20 cm de empalme en cada lado).

� En el lugar donde se ubicará la cisterna, construir un cilindro (tubo) con la electromalla y entretejer los empalmes (figuras 1 y 3).

� Realizar los dobleces hacia adentro de la parte superior e inferior del tubo o cilindro (figura 1).

� Cortar cuatro tramos de tela gallinera de 1m de ancho por 8.2 m de largo

� Rodear con los primeros dos tramos de tela al cilindro de electromalla comenzando desde la base doblada, por fuera y por dentro procurando que los hexágonos queden sobrepuestos o desfasados como se observa en las figuras 2 y 4.

� Rodear con dos tramos de tela gallinera la parte superior del cilindro por fuera y por dentro (figura 2).

� Sujetar las telas de gallinero con alambre recocido utilizando un amarrador, en los cruces de cada varilla (figura 4). Para sujetar en la electromalla, únicamente se tuercen los alambres de la tela gallinera en medio de cada cuadro, logrando así que queden amarradas.

� Recortar dos círculos (superior e inferior) de electromalla tomando en consideración el diámetro del tanque, que en este caso es de 2.6 m.


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� Recortar suficiente tela de gallinero para cubrir uno de los círculos, el cual servirá como techo.

� Amarrar la tela de gallinero a un círculo del electromalla (por fuera y por dentro) con alambre recocido en los cruces de cada varilla. Esta parte será el techo de la estructura.

� Colocar el círculo de electromalla (sin tela gallinera) en la parte inferior del cilindro, amarrándolo en los dobleces ya realizados. Este círculo servirá de base del cilindro.

Fig. 2. Tejido de 2 telas gallinero y

electromalla para el techo. Fig. 1 Cilindro de electromalla o varillas.

Fig. 4. Sobreposición de tela gallinero

y amarre en las varillas. Fig. 3. Empalme o unión de la electromalla.


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Fig. 5. Perspectivas lateral y de la base de la cisterna de ferrocemento. 4) Instalación del cilindro tejido en el lugar definitivo.- Hay que rodar el cilindro hasta el sitio de establecimiento, pararlo, calzarlo a 5 cm del suelo y nivelarlo tanto vertical como horizontalmente.

5) Construir el firme (base del tanque) de 10 cm de espesor, con una mezcla de un bulto de cemento por cuatro de arena y 4 de gravilla o granzón y posteriormente pulirlo. Al momento de colar la mezcla queda fija la estructura metálica.

6) Rodear el cilindro con el triplay por fuera y sujetarlo con torzales de tres hilos de alambre recocido.

7) Colocar y sujetar un cople a nivel del firme para que sirva como desagüe cuando se tenga que lavar el tanque y el otro cople colocarlo a 30 cm del firme, el cual servirá para conectar la válvula (llave).

8) Iniciar el aplanado de las paredes (costado) con una mezcla de un bulto de cemento por 4 botes de arena a un grosor de 4 cm.

9) Terminado el aplanado, repellar con arena fina por dentro y por fuera, luego de quitar el triplay.

10) Realizar un corte rectangular en el círculo superior, a la medida de la tapa de la cisterna.

11) Cimbrar por dentro del tanque para construir el techo de la cisterna cuidando que éste adquiera la forma de un domo.

12) Colocar el círculo superior del tanque y sujetarlo con los dobleces del cilindro.

13) Colocar la tapa metálica de la cisterna

14) Realizar el colado con la misma proporción de arena y cemento. Después del fraguado repellar por encima.

15) Al tercer día hay que aplicar agua en toda la superficie de la cisterna.

16) Quitar la cimbra después de los 10 días.


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Fig. 6. Detalles del tanque de ferrocemento terminado.

5.4 Dimensiones o tamaño del proyecto Entre los sistemas de captación de agua en los hogares, la experiencia generada por el PESA en campo reporta los siguientes tipos:

Tipo 1. Sistemas con cisterna de capacidad para 10,000 y 12,500 litros

Tipo 2. Sistemas con cisterna de capacidad para 20,000 y 30,000 litros

Cisternas tipo 1.- Dependiendo de las condiciones ambientales de una región, el tipo de suelo, las hortalizas seleccionadas y de la estación del año, normalmente alcanza para cultivar una superficie de 10 m2, con riego por goteo y cobertura del suelo para reducir la evaporación, en un ciclo de cultivo de 2.5 meses. Tiene la ventaja de que el cilindro se puede cerrar fácilmente, construyendo el techo de la estructura con el mismo ferrocemento, para conservar limpia el agua y evitar su evaporación.

Cisternas tipo 2.- Su capacidad alcanza para el doble de superficie cultivada o bien para el consumo doméstico y animal. Se tiene la desventaja de que ocupa mucho espacio en el traspatio y por su diámetro es más difícil taparla, lo que deja

Cisterna tipo 1 en la Mixteca Poblana Cisterna tipo 2 en el Sureste de Guanajuato


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el agua expuesta a la evaporación y la contaminación. Además, este tipo de cisternas no es fácil llenarlas únicamente con agua de lluvia, a menos que la precipitación anual sea muy buena o que se disponga de una superficie de captación considerable.

Cuando se tiene una fuente de agua permanente como por ejemplo un manantial, en ocasiones se hacen cisternas de mayores dimensiones, de 70 y hasta 100 m3, como ha sucedido en algunas comunidades PESA de Tarimoro, Guanajuato o Tlahuitoltepec, Oaxaca. Pero en estos casos se trata de proyectos comunitarios que benefician a varias familias; la mayoría de las veces la construcción de estos tanques se hace con mampostería y varillas, lo que implica un proceso diferente al de ferrocemento aquí planteado.

5.5 Programa de ejecución Es conveniente construir las cisternas de ferrocemento a finales del mes de abril y principios del mes de mayo, con el propósito de aprovechar toda la precipitación del verano. En función de este periodo clave se propone un programa de ejecución de los diferentes procesos, como se muestra en el cuadro siguiente:

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1. Proceso de sensibilización

Diagnóstico de la problemática del agua y el traspatio

Sensibilización de las comunidades sobre la importancia de captar

agua de lluvia

Identificación y selección de alternativas de solución

2. Proceso de planificación, organización y capacitación

Diseño de plan de trabajo para la implementación de sistemas de

captación de agua de lluvia

Organización de grupos comunitarios de trabajo con un mínimo de

seis integrantes

Realización de talleres de capacitación en comunidades

3. Proceso de elaboración de proyecto y gestión de recursos

Elaboración de proyectos de cosecha y almacenamiento de agua para

el mejoramiento del traspatio

Gestión de recursos para la implementación de los proyectos

4. Proceso de ejecución del proyecto

Adquisición de materiales y asistencia técnica

Construcción de cisternas y sistema de captación

Captación y almacenamiento de agua

5. Proceso de evaluación y difusión

Diseño y aplicación de instrumentos y mecanismos de monitoreo, con

indicadores de gestión e impacto

Acciones de seguimiento y evaluación

Elaboración de materiales de divulgación y organización de

demostraciones, giras tecnológicas y eventos de difusión

Elaboración y entrega de informes

Enero Febrero MarzoProceso/Actividad

Agosto DiciembreSeptiembre Octubre Noviembre

MESESAbril Mayo Junio

Desde luego que esta propuesta se basa en situaciones ideales, pues se sabe de antemano que no siempre se pueden tener los recursos necesarios en el momento más oportuno, por lo que en cada caso se efectuará el ajuste del programa de acuerdo a las circunstancias.


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6. Presupuesto

6.1. Materiales de construcción y presupuesto Para construir un tanque de ferrocemento con capacidad de 10,000 litros (10m3) con un espesor de 40 mm y cotizando a precios actuales en la zona metropolitana de la Ciudad de México, se necesita la siguiente lista de materiales y presupuesto:

Dimensiones del tanque de almacenamientoIntroducir radio del tanque (metros): 1.3 Constante Pi: 3.141592654Introducir altura del tanque (metros): 2 Botes/m3

52.63Perímetro: 8.1681 Volumen (m3): 10.62

Área de base y techo: 10.619 Capacidad (litros): 10,618.58Área lateral: 16.336 Vol. costado+techo 1.30

Área lateral más dobleces y empalme 20.564 Vol. de la base: 0.53Área total: 26.955 Vol. de ferrocemento: 1.83

Material Cantidad Unidad Precio unitario Costo

Malla electrosoldada 66-66 para loza 13.77 m 14.45 198.95

Tela gallinera calibre 20 apertura diamante 38, h=1.5 40.47 m 9.8 396.63

Cemento para loza f'c=200 (1bulto x 4 botes arena) 16.05 bultos 88 1,412.33

Arena fina cernida en tamiz de 3 mm 1.22 m 3 170 207.36

Grava (granzón o gravilla) para firme 0.27 m 3 173 45.93

Agua 256.79 litros 1 256.79

Triplay de 3 mm grosor ceiba (1.22x2.44) 6 piezas 100 600.00

Alambre recocido 6 kg 10 60.00

Niple galvanizado de 1-1/4"x 6" rosca externa 1 piezas 10.25 10.25

Niple galvanizado 1-1/2" x 6 rosca externa 1 piezas 13.15 13.15

Cople galvanizado 1-1/4" 1 piezas 4.5 4.50

Cople galvanizado 1-1/2" 1 piezas 5.65 5.65

Tapón hembra galvanzado 1-1/5" 1 piezas 1.75 1.75

Válvula de compuerta roscada interna 1 piezas 254 254.00

Válvula de nariz 1/2" 18 con rosca 1 piezas 62.6 62.60

Reducción de 1-1/4 a 1/2 " redbush 1 piezas 3.4 3.40

Polines 5 piezas 46 230.00

Teflón 2 piezas 8 16.00

Tapa metálica para cisterna lisa 50x50 cal 18 1 piezas 189.5 189.50

Canaleta salida izquierda y derecha galvanizada 3.05 m 2 piezas 141 282.00

Canaleta sencilla 3.05 2 piezas 110 220.00

Tubo PVC 2 " 6m 1 piezas 66 66.00

Codos de 2" 2 piezas 30 60.00

Abrazaderas 10 piezas 10 100.00

Transporte de material 1 viaje 350 350.00

Subtotal 5,046.78

Mano de obraAlbañil, una persona 6 jornales 250 $1,500.00

Ayudante de albañil, una persona 6 jornales 150 $900.00

Capacitación 1 taller 12,000 $12,000.00

Subtotal $14,400.00

Total $19,446.78


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6.1.1 Descripción de los procedimientos de cálculo

En esta hoja de cálculo modificando solamente los valores de radio y altura, se obtiene automáticamente el perímetro, áreas, volúmenes y la capacidad deseada del tanque, factores necesarios para calcular la cantidad de los materiales requeridos. Para la adquisición de los materiales es conveniente redondear las cantidades resultantes; así por ejemplo 1.22 m3 de arena se redondea hasta 1.25 m3 o 13.77 metros de malla, se transforman en 14 m de malla electrosoldada. De otra manera, si se van a construir varias cisternas, primero se multiplican las cantidades por el número de unidades y luego se redondea, para la compra al mayoreo. Como el cálculo es muy justo, si no se tiene experiencia en este tipo de construcciones, se sugiere comprar un 10% más de los materiales indicados, para tener un margen de pérdida.

La cantidad de electromalla está en función del perímetro calculado, más la requerida para el techo. La anchura de la electromalla determina la altura máxima de la cisterna, siendo de 2.5 m la que se puede conseguir comercialmente.

La cantidad de tela para gallinero resulta de multiplicar 4 veces el perímetro y seis veces el diámetro del techo. Esto es para cubrir ambas caras de las secciones lateral y superior. La altura de la tela gallinero en este caso es de un metro y medio, de un hexágono pequeño para que sea más fácil el repellado.

La cantidad de cemento y arena resulta de la proporción que se requiere para construir determinado volumen de ferrocemento. La proporción de la mezcla cemento-arena es 1:2 lo que en términos prácticos significa, dos botes de arena por uno de cemento, pues el bote de 19 litros es la medida más común utilizada por los albañiles para hacer mezclas. Por eso conviene saber que un m3 de arena equivale a casi 53 botes.

Conociendo el volumen total del ferrocemento se obtiene el volumen requerido de arena, considerando que 2/3 del volumen total es arena. Para obtener la cantidad de cemento expresada en bultos, hay que tomar en cuenta que un bulto es igual a dos botes, por lo que para mantener la proporción 1:2 por cada bulto de cemento se requieren 4 botes de arena. Siendo así el volumen de arena obtenido se multiplica por la constante de botes/m3 y se divide entre 4 para sacar la cantidad de bultos requeridos.

Se recomienda el uso de gravilla en la base de la cisterna y constituye el 50% del volumen total de esta sección. En cuanto al agua, por cada bulto de cemento se utilizan alrededor 16 litros para hacer la mezcla. Haciendo el cálculo propuesto se requieren 256.79 litros de agua, que en términos cerrados serían 260 litros.

El costo por concepto del transporte de materiales varía en función de la distancia de acarreo. En el concepto de capacitación el costo promedio es de $12,000.00 por un taller de 4 o 5 días. Al final se obtiene un costo total aproximado, que en el ejemplo es de $19,446.80 con materiales y mano de obra incluidos. Con el ajuste correspondiente a los precios unitarios de los materiales en cada región, a las dimensiones de la obra en cada sitio y al ajuste de conceptos como la mano de obra o capacitación, se obtiene el costo aproximado a las condiciones locales.


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6.1.2 Herramientas del constructor

Las herramientas que se requieren para desarrollar el proyecto, ya sea que el constructor o el instructor las proporcione o que el grupo interesado las compre o suministre temporalmente, se indican en el siguiente cuadro:

Herramienta cantidad unidad precio unitario costo totalpala 2 pieza 80 160pico 2 pieza 110 220amarrador 2 pieza 30 60segueta pesada 1 pieza 60 60escalera tipo A 2m 1 pieza 900 900barreta 1 pieza 230 230tijera de hojalatero 1 pieza 180 180cizaya 1 pieza 273 273pinzas de electricista 1 pieza 30 30nivel imantado 1m 1 pieza 60 60flexómetro 5m 2 pieza 83 166cuchara de albañil 2 pieza 80 160llana lisa 1 pieza 70 70llana esponja 1 pieza 85 85cernidor para arena 1 pieza 120 120Total 2774

Sistema de captación de agua pluvial de techo en Nocupétaro, Michoacán.


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6.2 Costos por tipo y tamaño de obra Con una altura fija de 2 m para cualquier tipo de cisterna, utilizando la hoja de cálculo propuesta se obtienen los materiales requeridos y su costo total, según se muestra en el cuadro siguiente:

Cantidades por tipo de cisterna según su volumenConcepto 12.5 m3 20 m3 30 m3 70 m3

Electromalla de 6x6" (2.5x40) cal 10 15 m 19 m 23 m 35 m

Tela gallinera hexagonal calibre 22 abertura 25x20,h=1.0 44 m 56 m 68.5 m 104.3 m

Cemento para f'c=200 (1bulto x 4 botes arena) 14 bultos 20.5 bultos 36 bultos 72 bultos

Arena 1 m3 1.55 m3 2.72 m3 5.44 m3

Grava (granzón o gravilla) para firme 0.316 m3 0.5 m3 0.76 m3 1.76 m3

Agua 224.6 lt 327 lt 574 lt 1146 lt

Alambre recocido 6 kg 8 kg 10 kg 12 kg

Alambrón 10 kg 12 kg

Varilla 4 piezas 8 piezas

Triplay de 3 mm grosor ceiba (1.22x2.44) 6 piezas 10 piezas 12 piezas 12 piezas

Polines 5 piezas 8 piezas 11 piezas 12 piezas

Tuberías, válvulas y conexiones $1,235.80 $1,500.00 $1,500.00 $1,500.00

Mano de obra 12 jornales 16 jornales 24 jornales 36 jornales

Costo Total $6,599.80 $7,947.90 $13,899.00 $21,589.10

En los presupuestos anteriores no está considerada la transportación de los materiales, ni el costo de la capacitación. Las cisternas más grandes de 30 y 70 m3 se refuerzan con alambrón y varilla; también en estas cisternas se considera un espesor de la pared del cilindro de 8 cm como mínimo.

7. Proveedores de insumos y materiales Para evitar que se incrementen los costos por concepto del traslado de los materiales conviene buscar proveedores locales, pero en ocasiones estos proveedores tienen precios muy elevados, por lo que pueden resultar mejores los precios de mayoristas ubicados en ciudades cercanas. Por este motivo se recomienda cotizar en diversas casas proveedoras de materiales de construcción y comprar un gran volumen a precio de mayoreo. También existen grupos comerciales que tienen una amplia red de distribución, como los que se mencionan a continuación: Construrama Tel: 01-800-122-2121 www.construrama.com Grupo Acatitla Camilo Arriaga No. 11 Santa Martha Acatitla CP 09510 México, D. F. www.acatitla.com 01-800-987 49 08

Home Depot http://homedepot.com.mx 01-800-00 46 663 Romasa Av. Eduardo Mata No. 2515 Esq. González Ortega CP 68000 Oaxaca, Oax. Tel.: (01-951) 60434


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8. Análisis económico El principal instrumento del análisis económico es la relación beneficio costo. Pero en este caso el producto obtenido no es un producto comercial, siendo el beneficio los litros de agua disponibles para la familia, en un ciclo de cosecha de lluvia. A fin de tener un criterio de decisión, puede ser válida la comparación del costo por unidad de beneficio. De tal forma, para una cisterna de 10 m3 con base en el costo total de los materiales y la construcción, en el primer año y sin tomar en cuenta la vida útil, el costo promedio por litro es de $0.75 aunque éste puede variar dependiendo del tamaño de la obra y de los costos de los materiales en cada región. Si también consideramos que las familias pueden aportar su mano de obra, construyendo ellos mismos su propia cisterna, el costo por litro es menor. Haciendo la comparación con otras alternativas, como por ejemplo tanques de plástico, el costo promedio de una cisterna de 5,000 litros en tienda es de $4,800.00 más el gasto de traslado; por lo tanto, para almacenar los mismos 10,000 lt de la cisterna de ferrocemento, se realiza una inversión de alrededor de $12,000.00 con lo que el costo por litro se incrementa hasta $1.20 y resultando así un ahorro del 37.5% con la opción del ferrocemento. Además, en este caso también se genera una mayor distribución local del recurso económico disponible, pues se pueden comprar los materiales requeridos a diferentes proveedores y contratar personas especializadas para el diseño y la construcción, así como hacer uso de la mano de obra familiar.

9. Descripción de beneficios

9.1 Incremento de rendimiento y/o productividad Aunque no se cuenta con indicadores las familias pueden disponer de agua para producir hortalizas, por lo que se pasa de una condición de nula producción, a tener cuando menos un huerto de 10 m2 que provee de hortalizas durante una temporada del año, mejorando así la dieta de la familia.

9.2 Incremento del ingreso Con el tanque de ferrocemento se contribuye a la disminución o eliminación de horas de acarreo de agua (hasta dos horas) y el tiempo ganado se puede emplear para realizar otras actividades productivas que mejoren ingreso. Potencialmente se pueden obtener ingresos adicionales por concepto de la venta de las hortalizas, huevo o carne de aves de corral y animales del traspatio.

9.3 Decremento de los costos de producción Las distancias para el acarreo de agua pueden ser entre 200 m y 2000 m. De acuerdo con la experiencia de la ADR en la mixteca poblana, se ahorran 62.5 jornales al año. También se evitan 69.4 viajes en burro o 10.4 viajes en camioneta. Lo que en dinero significa $9,375.00 de ahorro por concepto de jornales, $1,041 del acarreo en burro y $1,300.00 de la camioneta.


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9.4 Empleos generados Una vez aprendida la técnica de construcción se puede generar el autoempleo de la persona para construir otras cisternas a los vecinos o localidades cercanas. También se puede considerar el empleo por concepto de capacitación. Otra fuente de empleo es el cultivo de hortalizas y crianza de los animales del traspatio.

10. Desarrollo de capacidades

10.1 Técnicas Se desarrollan capacidades para la autoconstrucción de infraestructura rural con ferrocemento, pues con esta técnica también se pueden diseñar comederos y bebederos para el ganado. También se proporcionan condiciones para desarrollar la capacidad de cultivar hortalizas en el traspatio con un sistema de riego por goteo. En este sentido se deben desarrollar capacidades técnicas para hacer un uso óptimo del agua, con métodos de aforo y el cálculo de láminas de riego, de acuerdo con el uso consuntivo de cada especie.

10.2 Administrativas Durante la gestión del proyecto se deben desarrollar capacidades para la administración de los recursos económicos, así como de los recursos humanos que intervienen en la fase de construcción. La buena administración del tiempo es otro aspecto que no se debe descuidar, para concluir el proyecto en el plazo planeado. Posteriormente se debe administrar el agua disponible, haciendo el mejor uso posible de este recurso.

10.3 Organizativas Para facilitar los procesos de gestión del proyecto, capacitación y difusión, se desarrollan las capacidades organizativas de la gente, mediante la conformación de grupos de trabajo comentario. Esto puede dar lugar a la conformación de Comités Locales de Agua, para abordar la problemática del agua en general.

10.4 Comerciales Con este proyecto no se pretende generar un comercio del agua, pues siendo un bien escaso que apenas alcanza para el autoconsumo no se logran excedentes para comercializar. Pero en el caso de que gracias a una mayor disponibilidad de agua se obtengan otros productos como hortalizas, huevos, leche o carne de los animales, entonces sí se deben desarrollar capacidades para tener una estrategia de mercadeo.

10.5 Toma de decisiones En el interior de la familia se deben desarrollar capacidades para la toma de decisiones. Primero se debe decidir la ubicación de la cisterna y su dimensión, de acuerdo al potencial de captación. Después se debe decidir acerca del uso racional del agua, distribuyendo de la mejor manera este recurso de acuerdo a las necesidades prioritarias de la familia.


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11. Recomendaciones

11.1 Uso del agua El agua que se capta de los techos y azoteas de las viviendas y que se almacena en tanques de ferrocemento, de preferencia se debe destinar para el riego de huertos familiares y dar de beber a los animales del traspatio. En segundo término se puede utilizar en los quehaceres domésticos y en última instancia para el consumo humano, porque para beber y preparar alimentos es más recomendable someter al agua a un proceso de filtrado y desinfección. De cumplirse esta última condición, entonces las prioridades se invierten. Cabe mencionar que durante la caída de las gotas de lluvia y su arrastre por el techo, se adhieren elementos químicos y biológicos que pueden causar daños a la salud humana; por lo anterior es necesario su tratamiento o potabilización, a través del uso de filtros y desinfectantes según lo dicten las normas sanitarias y ambientales.

11.2 Mantenimiento Es necesario procurar que la cisterna no se encuentre vacía por más de un mes, para evitar cuarteadoras. De preferencia debe tener agua hasta el 20% de su capacidad de manera permanente, aunque para limpiar su interior es conveniente vaciarla completamente, cuando menos una vez al año. También es conveniente colocar una malla en el tubo de acceso para filtrar el agua y evitar que ingresen a la cisterna muchos sólidos. De ser posible se debe instalar un depósito alterno de menores dimensiones, donde circule primero el agua y se depositen los sedimentos o en su defecto desechar el agua de las primeras lluvias. Por lo mismo es importante limpiar el interior del tanque antes de la temporada de lluvias. Las cisternas deben permanecer cerradas para evitar la entrada de luz, la contaminación del agua y su evaporación. Así mismo limpiar regularmente el techo de la vivienda para eliminar posibles contaminantes.

11.3 Construir con calidad Es muy probable que el facilitador o personal que realiza el estudio técnico y la dirección de la construcción del o los tanques, no esté familiarizado o no tenga experiencia en la construcción, por tal motivo deberá seleccionar a un albañil o persona que tenga experiencia, haciendo una revisión de los trabajos u obras que el albañil haya hecho en trabajos anteriores y en base a los resultados, seleccionar a la persona indicada para dicha actividad. Durante la construcción, el facilitador debe estar presente para apoyar, dirigir y observar que todos los elementos para la construcción del tanque estén correctamente integrados. Que los acabados estén bien realizados, con apariencia agradable a la vista, que tenga elementos geométricos de horizontalidad, verticalidad y circunferencia.


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11.4 Seguimiento Después de terminada la obra se tiene que dar el seguimiento para retirar cimbras en el momento adecuado, esto es entre 6 y 10 días. Hay que mojar dos veces al día el tanque para que el cemento fragüe correctamente; resanar la superficie con probable fuga, probar con agua para detectar filtraciones, resanar las filtraciones, tomar nota de lo que sí y lo que no debe hacerse para trabajos futuros y visitar constantemente a la unidad familiar, para sugerir que se utilice el sistema de captación y almacenamiento adecuadamente.

12. Directorio de expertos y contactos Asociación para el Desarrollo Rural Participativo d e la Tierra Caliente A.C. (ADERPAC) Jesús Abarca Sánchez Tel. 01(423) 525 03 40 Correo: [email protected] Región: Tierra Caliente, Michoacán Agencia de Desarrollo Rural Mextlali, S.C. Domicilio Conocido, Xonotipan, municipio de Eloxochitlán, Puebla Tel: 01 (200) 123-0771 Correo: [email protected] Región: Sierra Negra de Puebla ARRAIGO de la Mixteca Antelmo Gutiérrez Aragón Tel: (243) 436-8553 Correos: [email protected] y [email protected] Región: Mixteca, Puebla Impulsora Rural de la Cañada Gabriel García Cruz Tel. (236) 100-6076 Correos: [email protected] Región: Mazateca Alta, Veracruz Consultoría y Acompañamiento Técnico Integral Suste ntable, S. C. Teódulo Ramírez Cruz Tel (01-951) 57 21 173 Correo: [email protected] Región: Miahuatlán, Oaxaca. Grupo para Promover la Educación y el Desarrollo Su stentable A. C. Av. de las Fuentes No. 184-517 Lomas de Tecamachalco Naucalpan, Edo. de México. Tel. (01-55) 52 94 4552 www.grupedsac.org Delfino Cruz Santiago Tel: (01-55) 58 53 56 88 Correo: [email protected] Región: Chimalhuacán, Estado de México

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