verosan: abril 2008

Introducción

La captación de agua de lluvia es un medio fácil de obtener agua para consumo humano y/o uso agrícola. En muchos lugares del mundo con alta o media precipitación y en donde no se dispone de agua en cantidad y calidad necesaria para consumo humano, se recurre al agua de lluvia como fuente de abastecimiento. Al efecto, el agua de lluvia es interceptada, colectada y almacenada en depósitos para su posterior uso.

La captación de agua de lluvia para consumo humano presenta las siguientes ventajas:

Alta calidad físico química del agua de lluvia,

Sistema independiente y por lo tanto ideal para comunidades dispersas y alejadas,

Empleo de mano de obra y/o materiales locales,

No requiere energía para la operación del sistema,

Fácil de mantener

Comodidad y ahorro de tiempo en la recolección del agua de lluvia.

A su vez las desventajas de este método de abastecimiento de agua son las siguientes:

Alto costo inicial que puede impedir su implementación por parte de las familias de bajos recursos económicos, y

La cantidad de agua captada depende de la precipitación del lugar y del área de captación.

En el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia es necesario considerar los factores técnicos, económicos y sociales.

El objetivo de este estudio es plantear la captación de agua de lluvia como una alternativa para la escasez de agua en el planeta, y principalmente en México, así como mostrarlo como una alternativa sencilla para su uso cotidiano en una casa habitación común, e incluso como parte del sistema de aguas de las distintas ciudades, todo esto en base a varios proyectos realizados dentro de territorio mexicano.

El sistema de transporte metropolitano subterráneo para recolectar lluvia, y después bombearla al sistema de aguas municipal, con el fin de aprovecharla y minimizar costos. Y una parte muy importante del trabajo es el planteo de la situación actual en México

Objetivos
El principal objetivo de nuestro trabajo es informar del método de recolección de agua de lluvia como una alternativa sustentable para el abastecimiento de agua en las ciudad, y a nivel individual en casas-habitación, evaluándolo desde el punto de vista técnico, económico y social; todo esto a partir de investigaciones y desarrollos tecnológicos ya empleados en otros países, y en la ciudad de México.

Desarrollo del trabajo

Factor Técnico
Los factores técnicos a tener presente son la producción u oferta y la demanda de agua:

Producción u “oferta” de agua; está relacionada directamente con la precipitación durante el año y con las variaciones estacionales de la misma. Por ello, en el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia es altamente recomendable trabajar con datos suministrados por la autoridad competente y normalmente representada por la oficina meteorológica del país o de la región donde se pretende ejecutar el proyecto.

Demanda de agua; A su vez, la demanda depende de las necesidades del interesado y que puede estar representada por solamente el agua para consumo humano, hasta llegar a disponer de agua para todas sus necesidades básicas como son preparación de alimentos, higiene de personal, lavado de vajillas y de ropa e inclusive riego de jardines.

FACTOR ECONÓMICO
Al existir una relación directa entre la oferta y la demanda de agua, las cuales inciden en el área de captación y el volumen de almacenamiento, se encuentra que ambas consideraciones están íntimamente ligadas con el aspecto económico, lo que habitualmente resulta una restricción para la mayor parte de los interesados, lo que imposibilita acceder a un sistema de abastecimiento de esta naturaleza.

FACTOR SOCIAL
En la evaluación de las obras de ingeniería a nivel comunitario, siempre se debe tener presente los factores sociales, representados por los hábitos y costumbres que puedan afectar la sostenibilidad de la intervención. Al efecto, el profesional responsable del estudio debe discutir con las comunidades las ventajas y desventajas de la manera tradicional de abastecimiento de agua y de la tecnología propuesta, buscando que la propia comunidad seleccione lo que más le conviene emplear.

El sistema de captación de agua de lluvia en techos está compuesto de los siguientes elementos:

A) CAPTACIÓN;
B) RECOLECCIÓN Y CONDUCCIÓN
C) INTERCEPTOR
D) ALMACENAMIENTO

. SCAPT - SISTEMA DE CAPTACION DE AGUA PLUVIAL EN TECHOS

LA CAPTACIÓN
Está conformado por el techo de la edificación, el mismo que debe tener la superficie y pendiente adecuadas para que facilite el escurrimiento del agua de lluvia hacia el sistema de recolección.

En el cálculo se debe considerar solamente la proyección horizontal del techo.
Los materiales empleados en la construcción de techos para la captación de agua de lluvia son la plancha metálica ondulada, tejas de arcilla, paja, etc.La plancha metálica es liviana, fácil de instalar y necesita pocos cuidados, pero puede resultar costosa y difícil de encontrar en algunos lugares donde se intente proyectar este sistema. Las tejas de arcilla tienen buena superficie y suelen ser más baratas, pero son pesadas, y para instalarlas se necesita de una buena estructura, además que para su elaboración se necesita de una buena fuente de arcilla y combustible para su cocción.

La paja, por ser de origen vegetal, tiene la desventaja que libera lignina y tanino, lo que le da un color amarillento al agua, pero que no tiene mayor impacto en la salud de los consumidores siempre que la intensidad sea baja. En todo caso puede ser destinada para otros fines diferentes al de consumo, como riego, bebida de ganado, lavado de ropa, higiene personal, limpieza de servicios sanitarios, etc.

RECOLECCIÓN Y CONDUCCIÓN.
Este componente es una parte esencial de los SCAPT ya que conducirá el agua recolectada por el techo directamente hasta el tanque de almacenamiento. Está conformado por las canaletas que van adosadas en los bordes más bajos del techo, en donde el agua tiende a acumularse antes de caer al suelo (ver Figura 2).

El material de las canaletas debe ser liviano, resistente al agua y fácil de unir entre sí, a fin de reducir las fugas de agua. Al efecto se puede emplear materiales, como el bambú, madera, metal o PVC.
Las canaletas de metal son las que más duran y menos mantenimiento necesitan, sin embargo son costosas. Las canaletas confeccionadas a base de bambú y madera son fáciles de construir pero se deterioran rápidamente. Las canaletas de PVC son más fáciles de obtener, durables y no son muy costosas.

Las canaletas se fijan al techo con
a) alambre;
b) madera
c) clavos.
Por otra parte, es muy importante que el material utilizado en la unión de los tramos de la canaleta no contamine el agua con compuestos orgánicos o inorgánicos. En el caso de que la canaleta llegue a captar materiales indeseables, tales como hojas, excremento de aves, etc. El sistema debe tener mallas que retengan estos objetos para evitar que obturen la tubería montante o el dispositivo de descarga de las primeras aguas.

INTERCEPTOR
Conocido también como dispositivo de descarga de las primeras aguas
provenientes del lavado del techo y que contiene todos los materiales que en él se encuentren en el momento del inicio de la lluvia. Este dispositivo impide que el material indeseable ingrese al tanque de almacenamiento y de este modo minimizar la contaminación del agua almacenada y de la que vaya a almacenarse posteriormente

En el diseño del dispositivo se debe tener en cuenta el volumen de agua requerido para lavar el techo y que se estima en 1 litro por m2 de techo.
El volumen de agua resultante del lavado del techo debe ser recolectado en un tanque de plástico. Este tanque debe diseñarse en función del área del techo para lo cual se podrán emplear recipientes de 40, 60, 80 ó 120 litros, y para áreas mayores de techo se utilizarían combinaciones de estos tanques para captar dicho volumen.

ALMACENAMIENTO
Es la obra destinada a almacenar el volumen de agua de lluvia necesaria para el consumo diario de las personas beneficiadas con este sistema, en especial durante el período de sequía (ver Figura 4).

La unidad de almacenamiento debe ser duradera y al efecto debe cumplir con las especificaciones siguientes:

Impermeable para evitar la pérdida de agua por goteo o transpiración,

De no más de 2 metros de altura para minimizar las sobre presiones,

Dotado de tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de la luz solar,

Disponer de una escotilla con tapa sanitaria lo suficientemente grande como para que permita el ingreso de una persona para la limpieza y reparaciones necesarias,

La entrada y el rebose deben contar con mallas para evitar el ingreso de insectos y animales.

Dotado de dispositivos para el retiro de agua y el drenaje. Esto último para los casos de limpieza o reparación del tanque de almacenamiento. En el caso de tanques enterrados deberán ser dotados de bombas

Los tipos de tanques de almacenamiento de agua de lluvia que pueden ser empleados en el medio rural pudieran ser construidos con los materiales siguientes:

Mortero cemento – arena; el mortero de cemento – arena se aplica sobre un molde de madera u otro material de forma preestablecida. Los modelos pequeños suelen variar entre 0.1 a 0.5 m3 y los modelos más grandes pueden alcanzar alturas de 1.5 m y volúmenes de hasta 2.3 m3.

Concreto; normalmente se construye vaciando concreto en moldes concéntricos de acero de un diámetro de 1.5 m, 0.1 m de espesor y 0.60 m de altura. Este tipo de tanque de almacenamiento puede alcanzar volúmenes de hasta 11 m3.

Bases del diseño; antes de emprender el diseño de un sistema de captación de agua pluvial, es necesario tener en cuenta los aspectos siguientes:

Precipitación en la zona. Se debe conocer los datos pluviométricos de por lo menos los últimos

10 años, e idealmente de los últimos 15 años,

Tipo de material del que está o va a estar construida la superficie de captación,

Número de personas beneficiadas, y

Demanda de agua.

Criterios de diseño:

Este método conocido como: “Cálculo del Volumen del Tanque de Almacenamiento” toma como base de datos la precipitación de los 10 ó 15 últimos años.

Mediante este cálculo se determina la cantidad de agua que es capaz de recolectarse por metro cuadrado de superficie de techo y a partir de ella se determina a) el área de techo necesaria y la capacidad del tanque de almacenamiento, o b) el volumen de agua y la capacidad del tanque de almacenamiento para una determinada área de techo.

Solo una parte ínfima del agua de lluvia es utilizada en México

Mil 528 kilómetros cúbicos de agua llueven al año en México.

Mil 109 kilómetros cúbicos se evaporan.

75 kilómetros cúbicos se filtran a los acuíferos.

72.5 kilómetros cúbicos son usados para agricultura, industria y consumo domestico

De acuerdo a los especialistas, se podría reducir el rezago en abastecimiento de agua en México si se aprovechara el método de captación de lluvia.

Si se captara toda la lluvia en los techos y en algunos pisos, se podría ahorrar de 10% a 15% del agua que se consume en los hogares.

OBSTÁCULOS EN MÉXICO
El diseño de un sistema de recolección de agua de lluvia para uso comunitario a gran escala resulta ser muy costoso.
Entre los obstáculos que señalan, se encuentra el hecho de que las lluvias se registran casi exclusivamente en el periodo que va de julio a octubre, así como la desigual distribución de las precipitaciones en el país: el norte, con 30 por ciento del territorio, recibe solo 4 por ciento de las lluvias, mientras que las costas y el sureste captan mas de la mitad de las precipitaciones pluviales.

Conclusiones

La recolección de agua de lluvia realmente representa un método sustentable para aprovechar mejor el agua.
Existe un alto rezago en México respecto a otros países, en el aprovechamiento de la “cosecha de lluvia”.
Se deben apoyar proyectos como los del IMTA o el Cidecalli, que promueven el uso de esta tecnología en zonas rurales, donde es muy difícil llevar el agua entubada.
Se deben seguir modelos de captación de agua de lluvia como se hace en otras ciudades del mundo aprovechando superficies de estadios, instalaciones públicas, centros comerciales, edificios, etc.