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MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DEL AGUA
E.U. POLITÉCNICA
UNIVERSIDAD DE SEVILLA
SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO
DE AGUAS PLUVIALES
MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DEL AGUA
Universidad de Sevilla. Grupo TAR
JUAN Gallardo Recio
JOSE IGNACIO Cornejo Sánchez
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INDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
3. SITUACIÓN ACTUAL
4. SISTEMAS DE RECOGIDA DE AGUAS VECINALES
4.1. Consumo medio de agua en una vivienda 4.2. La recuperación de aguas pluviales 4.3. Beneficios del ahorro de agua 4.4. Destino de las aguas generadas 4.5. Reciclaje y aprovechamiento de agua 4.6. Aprovechamiento doméstico de aguas pluviales 4.7. Aceptación social 4.8. Oferta y demanda: niveles de restricción 4.9. Equipo de recogida y gestión del agua de lluvia 4.10. Almacenamiento en el interior de la edificación 4.11. Tipos de cisternas y aljibes 4.12. Influencia de los materiales de la instalación
5. INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS
PLUVIALES A “COSTE CERO”
5.1. Construcción de un equipo básico de recogida de aguas pluviales 5.2. Otras experiencias de aprovechamiento de agua de lluvia
6. CONCLUSIONES
7. GLOSARIO
8. BIBLIOGRAFÍA
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1. INTRODUCCIÓN
El agua constituye uno de los recursos más valiosos para la calidad
de la vida y el desarrollo de las sociedades modernas. De su buen uso
depende en gran medida nuestro futuro.
La captación de pluviales es un tema que resulta novedoso hoy día, pero
el agua de lluvia ha sido de gran importancia a lo largo de la historia.
En la Antigua Grecia, en la Acrópolis de Atenas, su capacidad de
almacenar el agua de lluvia y de manantial, originó diversas fuentes de agua,
incluyendo cisternas y pozos, lo que hizo posible su asentamiento y la convirtió
en el emplazamiento lógico para los grupos dominantes de la región.
La próspera burguesía romana de la antigua Roma tenía generalmente
una casa con una docena de habitaciones, con una abertura de forma
cuadrada en el tejado para que entrase la lluvia y una cisterna debajo para
almacenar el agua. El agua era utilizada para consumo y la instalación para
refrescar el ambiente de la casa.
Impluviums
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En la actualidad existen casas con este sistema pero con fines
únicamente estéticos. Sin embargo en países africanos como Senegal o
Burkina Faso la escasez de agua y la falta de infraestructuras de
abastecimiento, hacen que el impluvium mantenga su función original.
En la zona rural era común, en la época de nuestros abuelos ver cubos o
barreños a pie de bajante para aprovechar el agua de lluvia. No ocurre así en la
sociedad moderna, donde la facilidad para obtener agua y su bajo precio hace
que nos olvidemos de este recurso natural y lo tratemos como un agua residual
urbana más.
En una situación idílica, la lluvia, en su caída, se distribuye de forma
irregular: parte será captada por las plantas, parte aumentará los caudales de
los ríos por medio de los barrancos y escorrentías que, a su vez aumentarán
las reservas de pantanos y embalses y la mayor parte se infiltrará a través del
suelo, y discurriendo por zonas de texturas más o menos porosas formará
corrientes subterráneas que irán a parar o bien a depósitos naturales con
paredes y fondos arcillosos y que constituirán los llamados yacimientos o pozos
naturales, o acabarán desembocando en el mar.
En la actualidad, esto ha cambiado, según el último informe del Grupo
Intergubernamental para el Cambio Climático con fecha abril de 2007, subirá la
temperatura del planeta y con ello la de las aguas, con lo que se producirán
numerosos fenómenos extremos, entre ellos más olas de calor y más sequías,
pero también lluvias más violentas que causarán inundaciones. Nos
enfrentamos a la escasez de agua y a los daños provocados por la
torrencialidad de las lluvias.
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Si a esto le sumamos la creciente conciencia medioambiental y la
normativa europea que fomenta una nueva cultura del agua, más responsable
y eficaz, sale a la superficie la necesidad de buscar soluciones que optimicen el
aprovechamiento del agua, evitar o minimizar en su caso los efectos de la
virulencia de las lluvias y el respeto de los entornos naturales.
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2. OBJETIVOS
El presente proyecto tiene a grandes rasgos tres objetivos generales:
· Análisis somero de la situación actual en la gestión de aguas
pluviales.
· Estudio de los diferentes métodos existentes para la recogida de
aguas pluviales.
· Propuesta de construcción de sistemas de aprovechamiento de
aguas pluviales para una comunidad vecinal a “coste cero”.
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3. SITUACIÓN ACTUAL
Hoy día, las aguas de lluvia han llegado a generar una serie de
problemas debido principalmente al cambio del ciclo de precipitaciones. En las
ciudades, el desarrollo urbano y la torrencialidad de las lluvias, entre otros, han
dejado obsoletos los sistemas de drenaje y de alcantarillado tradicionales.
Asimismo en el ámbito rural, la deforestación provoca que las inundaciones
sean cada vez más comunes.
En las nuevas zonas de desarrollo, las zonas verdes son mínimas
y parece que basta dimensionar la red de drenaje y conectarla al colector más
cercano. Sin embargo, los volúmenes de agua se suman una y otra vez, hasta
que llegan a sobrepasar el dimensionamiento de tuberías generales y
depuradoras. Así cada año vemos las mismas noticias sobre inundaciones y
fallos en la infraestructura.
La precipitación incorporada a la Estaciones Depuradoras de
Aguas Residuales (E.D.A.R.) puede provocar una alteración de los distintos
procesos en relación con el funcionamiento en tiempo seco y, como
consecuencia, una disminución de su rendimiento y empeoramiento de las
características del efluente tratado. Ello es debido tanto a los caudales
generados por los aguaceros como a variación en las cargas, tipos y
concentración de los contaminantes incorporados.
Los caudales derivados hacia la E.D.A.R. en tiempo de lluvia
pueden alcanzar valores superiores a los 20 l/s por cada 1000 habitantes,
cuando el caudal medio de tiempo seco oscila en torno a 3-4 l/s por cada 1000
habitantes. Este exceso de caudal no puede ser tratado, por encima de ciertos
límites en los distintos procesos, ya que implica la superación de los
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parámetros de diseño, por lo que es vertido directamente al medio receptor. El
impacto provocado puede llegar a ser catastrófico.
Creíamos que el agua no se agotaría nunca. La hemos consumido
descontroladamente (se calcula que el consumo medio diario es de unos 300
litros por persona). Hemos crecido, pero el agua es siempre la misma. Estamos
abusando de ella. Europa se encuentra al límite de sus posibilidades, y en
España estamos viviendo la terrible experiencia de las restricciones de agua.
Ha llegado el momento de plantearnos un nuevo consumo, más racional, más
inteligente, más solidario.
Lo cierto es que en nuestro país, especialmente en el mundo rural,
existía una sólida tradición de recogida de aguas pluviales. Rara es la vivienda,
con más de 100 años, que no tenga su propio aljibe. Así es que, nos
permitimos hacer un humilde llamamiento para la recuperación de tan
provechosa costumbre, especialmente en esta época abocada definitivamente
al cuidado y ahorro de las aguas.
Las características del agua de lluvia la hacen perfectamente utilizable
para uso doméstico e industrial. Es un agua que nos cae del cielo de forma
gratuita, y que es conducida sistemáticamente al alcantarillado, y
desperdiciada.
Hay países pioneros en Sistemas de recogida de agua de lluvia, como
Alemania, donde algunos distritos incluso subvencionan estas instalaciones, ya
que la oferta de agua no crece al ritmo de las aglomeraciones urbanas. Los
Berlineses consumen 400 millones de metros cúbicos de agua, una vez y
media más agua de la que cae por precipitaciones.
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Las consecuencias ecológicas de estos consumos desmesurados ya son
notables en muchos sitios. La exagerada extracción de agua, es un tema de
preocupación constante en toda España, ya que la salinización de los pozos de
la zona mediterránea es bien conocida, y de difícil solución. Capitales tan
importantes como Barcelona, están sufriendo una alta salinización del agua de
consumo. Prácticamente en todos los países se están secando fuentes,
arroyos y praderas, se mueren bosques y las casas se agrietan, como
consecuencia de la drástica disminución de agua en las capas freáticas.
Hay que añadir también que ya la mitad de los gastos para la
canalización de aguas residuales se derivan de la canalización del agua de
lluvia. Debido a la enorme edificación de las ciudades: casas, fábricas, calles,
etc., después de cada tormenta fluye un inmenso aluvión de agua hacia las
depuradoras. En consecuencia hay que gastar millones para grandes
alcantarillados o pozos de retención.
En este punto cabe destacar que las cisternas particulares podrían
aliviar de manera importante las depuradoras. Debemos reconocer que para
muchos usos caseros no se necesita la calidad de agua potable, por ejemplo
en el váter, gastamos alrededor 40 litros de agua potable a diario, consumo
fácilmente reemplazable por agua de lluvia, al igual que la limpieza general de
la casa y el funcionamiento de lavadoras y lavavajillas. No sólo dejamos de
malgastar agua potable, sino que, al ser el agua de lluvia mucho más blanda
que la del grifo, estamos ahorrando hasta un 50% de detergente. Según
cálculos del ministerio del medio ambiente en Hessen (Alemania), se pueden
sustituir, en un hogar medio, 50.000 litros anuales de agua potable, por agua
de lluvia.
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Aproximadamente en nuestro país la media de lluvia anual supera los
600 litros por m2. Suponiendo un edificio con una cubierta de 100 m2 y un
aprovechamiento del 80% del agua de lluvia, tendríamos 48.000 litros de agua
gratuitos cada año.
El agua de lluvia presenta una serie de características ventajosas:
· Por una parte es un agua extremadamente limpia en comparación
con las otras fuentes de agua dulce disponibles.
· Por otra parte es un recurso esencialmente gratuito e
independiente totalmente de las compañías suministradoras
habituales.
· Precisa de una infraestructura bastante sencilla para su
captación, almacenamiento y distribución.
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Por lo expuesto, al concepto clásico de agua de lluvia como agua
residual se le está dando un nuevo enfoque: “el agua de lluvia como
recurso”.
Actualmente existen sistemas que permiten una eficiente gestión
de las aguas pluviales como son los Sistemas de Recogida de Aguas
Vecinales.
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4. SISTEMAS DE RECOGIDA DE AGUAS VECINALES
El agua de lluvia es un recurso que históricamente en nuestro país ha
desempeñando un papel muy importante hasta el siglo XIX. Cuando a
principios del siglo XX las canalizaciones de agua empezaron a irrumpir de
forma masiva en ciudades, pueblos y villas, el agua de lluvia pasó a un
segundo plano y reservado casi exclusivamente a situaciones muy especiales.
En el norte de Europa, a pesar de disponer de modernos sistemas de
canalización y potabilización de agua, ha vuelto a cobrar importancia en los
últimos años la recogida de agua de lluvia. Alemania por citar un claro ejemplo,
comenzó a subvencionar este tipo de iniciativas desde la reunificación, y
centenares de miles de viviendas alemanas disfrutan actualmente de estos
equipos. Ello, a pesar de la escasa tradición de estos países respecto al
nuestro.
La paulatina desertización de España está empezando a provocar una
mayor demanda de sistemas de recogida de aguas pluviales en nuestro país.
El incremento de esta demanda está creciendo de forma exponencial volviendo
a recuperar la costumbre de aprovechar las aguas pluviales.
El cambio en los modelos pluviométricos es sólo una parte del problema.
Ahora consumimos más agua por familia que en cualquier momento del pasado
y tenemos más edificios que consumen agua (viviendas, oficinas, centros
escolares, supermercados, etc.). El consumo de agua por persona, y por lo
tanto, por edificio está creciendo. Nos hemos dado cuenta de que el agua
puede llegar a escasear. Y se ha descubierto que en torno al 50% del consumo
total del agua se produce en los edificios. Al igual que en el caso de la energía,
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los edificios son responsables de la mitad del consumo, y los arquitectos e
ingenieros deben enfrentarse al problema del agua como un imperativo
medioambiental.
4.1. Consumo medio de agua en una vivienda
Actividad % del total
Higiene personal 40
Descarga del inodoro 30
Lavado de ropa 12
Lavado de platos 6
Jardinería 4
Beber 3
Otros 5
4.2. La recuperación de las aguas pluviales
El primer paso es, evidentemente, recuperar las aguas pluviales y
almacenarlas en depósitos y utilizarlas para diversos usos. Sin embargo, esto
presenta tres problemas:
· Los depósitos son grandes, pesados y ocupan un espacio muy valioso
que podría destinarse a otros usos. Este tipo de almacenamiento sólo es
viable en edificios de nueva construcción, donde puedan construirse
sótanos para este propósito. En los edificios existentes, el enorme peso
del agua almacenada resulta inviable.
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· El agua de lluvia puede no ser apta para el consumo. La calidad
depende de las superficies de captación (el plomo y el cobre, por
ejemplo, están descartados), del método de almacenamiento y del
tratamiento biológico. Suele ser necesario hervir el agua antes de
beberla o someterla a rayos ultravioleta (depuración por radiación). Esto
hace que suban los costes y, sobre todo, la emisión de CO2, lo que
confirma la relación entre el agua y el consumo de energía.
· El coste de la construcción de sistemas de autoabastecimiento de agua
es alto. La inversión de capital puede no recuperarse rápidamente,
especialmente si se calculan los costes invisibles. Sin embargo, a
medida que sube el gasto en agua la inversión se amortizará durante la
vida útil del edificio.
4.3. Beneficios del ahorro del agua en los edificios
Los principales beneficios que nos reporta el ahorro de agua que
supondría el aprovechamiento de las aguas pluviales son:
· Reducción de gastos
· Preservación de los recursos hidrológicos para las generaciones futuras
· Reducción de la presión sobre la red de abastecimiento de agua
· Reducción de la presión para la construcción de nuevos embalses
· Menor consumo de agua caliente (ahorro de energía) Menor consumo
de agua en los sistemas de abastecimiento y saneamiento (ahorro de
energía)
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4.4. Destino de las aguas regeneradas: “Calidades”
El destino de las aguas regeneradas estará especificado por la demanda
y los requisitos de calidad necesarios. De esta manera podemos diferenciar
tres tipos de “calidad” de las aguas:
“Calidad 1”: aquella que se necesita para usos alimenticios o que se
destina a puntos de consumo susceptibles, consciente o inconscientemente, de
ser utilizados para ello.
“Calidad 2”: aquella para usos destinados al cuidado e higiene del
cuerpo humano (baño y ducha) y fregado de vajilla.
“Calidad 3”: serán las utilizadas en los diferentes usos dentro de la
edificación que no impliquen contacto alguno con el usuario, como la colada, el
riego, el lavado de vehículos, instalaciones, etc., así como la descarga de
inodoros y urinarios.
4.5. Reciclaje y aprovechamiento de agua
La captación de las aguas de lluvia y su posterior almacenamiento en
depósitos, era una realidad en civilizaciones de la Edad Antigua, como Grecia,
Roma y Petra (en la actual Jordania). Especial interés tenía la domus romana:
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En su patio interior central o atrium, que distribuía la totalidad de los
espacios del edificio y era donde se desarrollaba la vida cotidiana, recibía las
precipitaciones atmosféricas a través de una apertura superior llamada
compluvium; las aguas eran recogidas a través de un orificio en un depósito
enterrado, impluvium. Estas prácticas continuaron durante la Edad Media
hasta nuestros días. No es difícil encontrar citas o información sobre
edificaciones, aisladas o no, donde la existencia de un depósito de captación
de precipitaciones pluviales almacenadas fuese habitual.
En la actualidad, todavía pueden encontrarse edificios aislados donde,
mediante la sencilla colocación de un recipiente a pie de bajante, las aguas de
lluvia son almacenadas para, más tarde, utilizarse en cualquier uso doméstico.
Este agua sólo necesitaría de sencillos tratamientos de sedimentación y
filtración, más una desinfección por seguridad, para considerarse como de
calidad compatible para cualquier uso potable.
Los ejemplos actuales localizan el aprovechamiento pluvial en la
edificación desde su uso para jardinería, suministros paralelos a puntos de
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colada (Hawai, Texas, California, Caribe, Australia, etc.), el lavado de vehículos
(Alemania, Austria, Suiza, Suecia, etc.), hasta su almacenamiento en masas de
agua artificial como elementos ornamentales o recreativos.
Cabe destacar su utilidad frente a cualquier otro abastecimiento en
aquellos usos donde se utilicen detergentes. El agua de lluvia, debido a su baja
dureza, conllevaría al ahorro de detergente y, como consecuencia, una menor
contaminación del efluente, que podría verse canalizado a la red de reciclaje de
AR.
En España, dada la irregularidad y escasez parcial pluviométrica, es
difícil plantearse el aprovechamiento de lluvia como única fuente de agua.
Solamente la franja cantábrica y pirenaica, la sierra de Grazalema y algún otro
lugar más, podrían realizarlo con resultados relativamente satisfactorios.
En el momento actual, la tecnología necesaria para que el
aprovechamiento de las aguas pluviales en el ámbito de la edificación sea un
hecho sin riesgos, está consumada, sobre todo desde el punto de vista
comercial.
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Usos del agua según calidad
El agua de lluvia se ha empleado históricamente para lavarse, beber y
cocinar directamente con ella. Hoy día los criterios son un poco más restrictivos
y no suele aconsejarse el empleo directo del agua de lluvia para estos usos.
Pero es relativamente fácil adaptarla para poder disponer de ella como única
fuente de agua si así se desea, con todas las garantías sanitarias que se
requieren. En este caso, sí se deben tomar una serie de precauciones e
instalar unos sistemas complementarios de depuración del agua sencillos.
En Hockerton Energy Village (Aldea Energética Hockerton) en Reino
Unido, el agua de lluvia recogida en las cubiertas de las galerías es empleada
como agua de consumo, almacenándola y mineralizándola (pasando por filtros
de luz y de carbón) antes de consumirla. Los depósitos de almacenamiento
comunitarios están calculados para un consumo de 5 litros por persona y día y
aseguran el abastecimiento de agua de consumo durante dos tercios del año.
El consumo medio de agua en Reino Unido es de 150 litros por persona y día;
en Hockerton, el suministro de agua no potable (por ejemplo, para las
descargas de los inodoros) proviene de un estanque que recibe agua del
drenaje de tejados, carreteras y los campos que lo rodean. En este caso, el
agua pasa por un filtro de arena antes de ser utilizada. El estanque almacena
1. CUBIERTA DE RETENCIÓN 2. CAPTACIÓN DE AGUA
3. PREFILTRO DE GRUESOS EN BAJANTE
4. DEPÓSITO-SEDIMENTO 5. VERTIDO O ALMACENAJE DE
EXCEDENTES 6. FILTRACIÓN: ARENA-CARBÓN
7. DESINFECCIÓN UV
A. USOS EXTERIORES: RIEGO, LIMPIEZA
B. DESCARGA DE INODOROS Y URINALES C. COLADA
D. USOS INTERIORES: LIMPIEZA DE SUPERFICIES
E. BAÑO Y DUCHA F. USOS DE INGESTIÓN: COCINA Y
LAVABO
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150m3 de agua y garantiza el abastecimiento de agua a la población durante
100 días para cisternas, lavadoras, etc.
4.6. Aprovechamiento doméstico de las aguas pluviales
En zonas geográficas donde la cantidad de precipitaciones, o su
irregularidad, no permite disponer de recurso pluvial constante y en suficiente
cantidad, como es el caso de nuestra provincia, el abastecimiento convencional
sería el que cubriría las necesidades de agua de calidad y dejaríamos las
pluviales e incluso las residuales recicladas para destinos agotadores de
recurso (riego y aguas no canalizadas tras su utilización).
Ejemplo de un proyecto de un concurso llevado a cabo en Toronto,
Canadá: “Casa Saludable”. Se personificó el aprovechamiento integral de las
aguas residuales y pluviales, con un suministro y vertido nulo.
Se diseñó un bloque de dos viviendas, donde, por una parte, las aguas
pluviales son captadas y tratadas (filtración y desinfección UV); por otra, las AR
se regeneran en 5 fases de tratamiento, mediante elementos localizados en
sótano o bajo ello. Las aguas pluviales se destinan al suministro de puntos que
demandan agua de calidad (fregadero de la cocina y lavabo); el resto, para los
usos no potables, incluida la ducha y el baño.
Dado el bajo precio del agua en España, no amortizaríamos este
sistema en menos de 20 años. La viabilidad de estos sistemas en Canadá o
Estados Unidos radica en el alto precio del agua, donde los costes
medioambientales del recurso sí se han tenido en cuenta, aspecto que en
España todavía no se aplica en su totalidad.
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“Casa Saludable” (Canadá)
RED DE CAPTACIÓN DE LLUVIA ABASTECIMIENTO
USOS POTABLES 1. RECOGIDA DE AGUA DE
LLUVIA 2. DEPÓSITO DE AGUA DE
LLUVIA 3. FILTRO COMBINADO
(ARENA+CARBÓN) 4. DEPÓSITO DE
ABASTECIMIENTO 5. CALDERA-ACUMULADOR
AGUA NO POTABLE
RED DE RECICLAJE AGUA RESIDUAL ABASTECIMIENTO USOS DOMÉSTICOS A. TANQUE DE INTERCAMBIO DE CALOR
B. CALDERA-ACUMULADOR AGUA POTABLE
C. FOSA SÉPTICA D. TANQUE DE RECIRCULACIÓN
E. FILTRO BIOLÓGICO F. UNIDAD DE FILTRO DOBLE
G. TANQUE DE RECUPERACIÓN AGUA DE ABASTO
H. RIEGO DE JARDÍN
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Para la reutilización de las aguas pluviales debe hacerse la planificación
del proyecto con unos objetivos y la definición de la actuación. Los objetivos del
proyecto serían:
· Disminuir los vertidos a la red de saneamiento urbano. Este
aspecto será interesante en aquellos lugares que por cuestiones
medioambientales están protegidos frente a cualquier tipo de
vertido contaminante.
· Suplir la insuficiencia de recurso de abastecimiento convencional.
· Suministrar agua a elementos propuestos en el programa
arquitectónico.
· Potenciar políticas de ahorro de recurso convencional, y de
prevención de la contaminación, bien por cuestiones
medioambientales, bien por cuestiones económicas.
La definición de la actuación precisará la disponibilidad de recurso a
reciclar y las necesidades según la demanda planificada. El informe o análisis
previo vendrá explícito por los siguientes aspectos:
· Valoración de la zona, en cuanto a las precipitaciones pluviales o
posibilidad de disponer de otras fuentes “no convencionales” más
factibles.
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· Estudio de la situación de las infraestructuras urbanas de
abastecimiento y saneamiento, con las medidas necesarias para
conectarse a ellas.
· Análisis de las características de la edificación a la que se piensa
dotar de una instalación de regeneración, definido en función de
su uso mayoritario, superficies y volúmenes, localización y
disponibilidad de terreno, existencia o no de espacios verdes o
acuáticos; o bien si tratamos con actuaciones de nueva planta o
rehabilitaciones.
4.7. Aceptación social
Debido a la escasa importancia que da la sociedad al verdadero sentido
del recurso agua parece compleja la planificación de un proyecto de este tipo
En España, la prodigalidad del agua siempre se ha relacionado con un alto
nivel de vida. Todo ello potenciado por la falsa imagen, todavía vigente, de que
el agua es inagotable y barata, y especialmente, desde el punto de vista
medioambiental. No se entiende que estemos utilizando grandes volúmenes de
agua de gran calidad para usos que no la necesitan.
La reutilización urbana tiene detractores y el reciclaje doméstico en
España parece todavía poco viable. Sin embargo, en países poco avanzados
como Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Kuwait, etc., por claras
cuestiones climáticas, están desarrollando proyectos al respecto.
4.8. Oferta y demanda: niveles de restricción
Las aguas a reciclar dentro de la edificación serán aquellas que se
producen o captan en ella misma, éstas pertenecen a dos grandes grupos:
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· Vertidos procedentes de la actividad que se produce en el
edificio, de carácter doméstico o similar.
· Precipitaciones pluviales captadas en cubierta u otras
superficies.
Las aguas residuales domésticas se dividen en dos, atendiendo a su
calidad, al volumen producido y, de igual forma, a su origen dentro de la
actividad del edificio. Son:
· Aguas negras; procedentes de las descargas de inodoros y
urinarios, colada y la generada en la cocina (fregadero y
lavavajillas).
· Aguas grises; son el resto, es decir, las canalizadas a partir de la
ducha o baño, lavabos, etc.
Las aguas atmosféricas, o blancas como las denominan algunos
autores, que pudiesen ser potencialmente aprovechables en la edificación, no
serían otras que las captadas en las cubiertas y superficies de recogida.
Las aguas de captación pluvial vienen caracterizadas de manera
diferente a las residuales domésticas, pues son de caudal y regularidad muy
fluctuantes. Y aunque creamos que no van contaminadas, sí lo están.
El volumen de agua de lluvia disponible vendrá explícito por tres
factores:
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· La zona geográfica, con sus características climatológicas e
higrotérmicas.
· El propio edificio, en cuanto a la superficie en proyección
horizontal de cubiertas.
· Los materiales de que se componen esas superficies.
El volumen de cálculo será aquel resultante de aplicarle a las
precipitaciones de la zona unos coeficientes correctores según la
evapotranspiración del lugar y los materiales de que están realizadas las
superficies de captación.
El coeficiente corrector, o de flujo, de una superficie será el cociente del
volumen de agua precipitada en dicho espacio VE, llamado escorrentía, y el
volumen total precipitado VT:
Coeficiente de escorrentía= VE / VT
Siempre que se pueda, el depósito deberá ser capaz de retener un 20-
25% de las precipitaciones anuales, para así garantizar el suministro.
Por debajo de unas precipitaciones anuales de 500mm se considera que
el aprovechamiento es insignificante. En el caso de las cordilleras Cantábrica y
Pirenaica, sierra de Grazalema, junto a zonas puntuales del interior, el
aprovechamiento sería óptimo. Para el resto de nuestra geografía, dependerá
de la exactitud del cálculo y de la capacidad de almacenamiento.
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Tal como se ha comentado, las aguas pluviales captadas en una
superficie no están exentas de contaminación. Está demostrado que, en el
ámbito urbano, la carga contaminante anualmente vertida al medio receptor a
través de la escorrentía es del mismo orden y magnitud que la de los efluentes
de las EDAR urbanas de tipo convencional.
Las causas de contaminación, que pueden afectar a la calidad de las
aguas de lluvia, pueden tener tres orígenes:
· la contaminación natural
· la polución atmosférica
· los residuos ligados a la actividad humana presentes en las
superficies urbanizadas
La contaminación natural proviene de las áreas no urbanizadas o del
extrarradio de las ciudades. Generalmente, son partículas en suspensión de
carácter inorgánico (tierra, arena, limo, etc.).
La polución ligada a las actividades humanas responde a la existencia
de RSU en las superficies de captación, bien por su deposición directa, o bien
por suspensión del aire.
No obstante, será la contaminación atmosférica, comúnmente llamada
lluvia ácida, la que nos interese, por ser de naturaleza totalmente diferente a la
contaminación típicamente orgánica de las AR.
La acidificación de la atmósfera se debe principalmente a la quema de
combustibles fósiles, originando, además de vapor de agua, dióxido y
monóxido de carbono y óxido de azufre, todos ellos compuestos muy solubles
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en el agua. La incidencia de la acidificación de la atmósfera en una instalación
de aprovechamiento de aguas pluviales, no solamente radica en la
contaminación del recurso precipitado, sino también en la deposición de sólidos
ácidos en las superficies de escorrentía en tiempo seco, que serán arrastradas
por la lluvia al ser captadas por la instalación. La influencia de los ácidos en los
materiales de cobertura y canalizaciones puede generar otro tipo de
contaminación no deseada.
En definitiva, la calidad de las aguas pluviales captadas dependerá de
varios aspectos:
· La localización geográfica, que determina la contaminación
atmosférica. Ésta será mayor en zonas industrializadas y en áreas
urbanas. A su vez, queda demostrado que en núcleos de
población contaminados, las precipitaciones tienden a disminuir.
· El tipo de superficie de escorrentía, será transitable o no. En tal
caso, la contaminación relacionada con la actividad humana será
superior en zonas pavimentadas de tráfico rodado o peatonal que
en cubiertas inaccesibles.
· Características pluviométricas en cuanto a la forma de la
precipitación. Las primeras lluvias están más contaminadas por
efecto del lavado de la atmósfera. Al mismo tiempo, la red de
canalizaciones y desagües, en lugares con lluvias escasas o
irregulares, acumula sólidos que serán arrastrados por los
primeros caudales de escorrentía.
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4.9. Equipo de recogida y gestión del agua de lluvia
Para entender el diseño de los equipos, es preciso recordar que el agua
de lluvia suele captarse en unos meses precisos y que debe conservarse para
ser utilizada durante el periodo posterior hasta la nueva época de lluvias. Por
ese motivo, el empleo del agua de lluvia se combina con otra fuente de
suministro de agua como puede ser la de red en muchos casos.
Esta duplicidad de calidades de agua, implica la necesidad de un
sistema eficiente de gestión de ambos tipos de aguas. Aquí es preciso hacer
una aclaración importante. Existen en el mercado equipos diseñados para
"rellenar" con agua de otra procedencia -red pública, pozo, etc.- el depósito
donde se almacena el agua de lluvia cuando ésta se está acabando o escasea.
Este criterio tiene en general dos deficiencias. Por una parte, la mezcla
periódica de aguas de características diferentes en el depósito, dificulta la
adaptación y asentamiento del sistema en muchos casos, así como disminuye
la vida del mismo. Por otra, implica la no utilización de toda la capacidad de
almacenamiento de agua de lluvia, dado que antes de que ésta se agote ya
añadimos agua de otra procedencia. El diseño que presentamos a continuación
toma como criterio la búsqueda del aprovechamiento máximo del agua de lluvia
y sus sistemas de almacenaje, preservando el circuito de aguas pluviales de
cualquier mezcla o contaminación con agua de otra calidad.
El diseño básico de recogida de aguas pluviales consta de los siguientes
elementos:
· Cubierta: En función de los materiales empleados tendremos
mayor o menor calidad del agua recogida.
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· Canalón: Para recoger el agua y llevarla hacia el depósito de
almacenamiento. Antes de los bajantes se aconseja poner algún
sistema que evite entrada de hojas y similares.
· Filtro: Necesario para hacer una mínima eliminación de la
suciedad y evitar que entre en el depósito o cisterna.
· Depósito: Espacio donde se almacena el agua ya filtrada. Su
lugar idóneo es enterrado o situado en el sótano de la casa,
evitando así la luz (algas) y la temperatura (bacterias). Es
fundamental que posea elementos específicos como deflector de
agua de entrada, sifón rebosadero antiroedores, sistema de
aspiración flotante, sensores de nivel para informar al sistema de
gestión, etc.
· Bomba: Para distribuir el agua a los lugares previstos. Es muy
importante que esté construida con materiales adecuados para el
agua de lluvia, e igualmente interesante que sea de alta eficiencia
energética.
· Sistema de gestión agua de lluvia-agua de red: Mecanismo por
el cual tenemos un control sobre la reserva de agua de lluvia y la
conmutación automática con el agua de red. Este mecanismo es
fundamental para aprovechar de forma confortable el agua de
lluvia. Obviamente se prescinde de él si no existe otra fuente de
agua.
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· Sistema de drenaje de las aguas excedentes, de limpieza, etc.
que puede ser la red de alcantarillado, o el sistema de vertido que
disponga la vivienda.
Opcionalmente antes del filtro, puede insertarse un sistema automático
de lavado de la cubierta, que permite desechar de forma automática los litros
iniciales de agua con más suciedad en las primeras lluvias después del verano.
Equipo básico de recogida de aguas pluviales
4.10. Almacenamiento en el interior de la edificación
Dos son las posibilidades: almacenamiento por aforo en la parte alta
del edificio, o mediante aljibe o depósito, en la cota inferior bajo o sobre el
último suelo. Cada uno con sus singularidades en cuanto a su influencia en los
aspectos de funcionalidad, habitabilidad, seguridad y salud.
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Con respecto a otras concepciones de almacenamiento, las cubiertas o
terrazas verdes, se considerarían como variantes de almacenaje exterior,
aunque se sitúen en el propio edificio. Estos sistemas, como partes integrantes
de una red convencional de agua potable han caído en desuso, siendo
prácticamente inexistentes en actuaciones de nueva planta. No obstante, como
veremos, los inconvenientes que los han llevado a su abandono, no suponen
que los excluyamos de la red de reciclaje de AR y aprovechamiento de
pluviales.
La función del depósito será la de almacenar cierta cantidad de afluente
regenerado, para abastecer los destinos planteados durante un determinado
periodo de tiempo. Su volumen se calcula según las dotaciones de las
tipologías edificatorias analizadas y los destinos propuestos, durante un tiempo
prudente fijado según el bombeo de agua regenerada y desinfectada. Los
depósitos podrán construirse de muchos materiales, como lo demuestra la
propia experiencia desde tiempos remotos. Los materiales que han venido
empleándose van dejando su propia marca: desde los depósitos de
mampostería ordinaria, fábrica de ladrillo, hormigón en masa, etc. hasta los
más actualizados, de hormigón armado, chapa de acero o plástico. En caso de
organizar el almacenamiento a modo de aljibe, bajo suelo, la mejor opción es el
hormigón armado in situ, con las consideraciones estructurales y constructivas
que afectarán directamente a la cimentación y estructura del edificio.
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Almacenamiento de agua mediante aljibe bajo suelo
En ambos casos, por aforo o no, y aljibes, prefabricados o no, se
construirán o colocarán, más de uno en serie, con la intención de facilitar la
continuidad de funcionamiento durante la limpieza o rotura.
La forma puede ser variada, obligada según los elementos prefabricados
y según el deseo del proyectista si se trata de un aljibe.
Los inconvenientes que han llevado al desuso del almacenamiento de
agua en la edificación, son varios. No obstante, debido a las características de
las aguas estudiadas y a la particularidad de una instalación de reciclaje, éstos
son elementos indispensables. Un elemento intermedio de almacenamiento
entre el tramo de regeneración y el de abastecimiento es necesario, pues la
producción de agua no se corresponde temporalmente ni cuantitativamente con
su demanda.
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Tres son básicamente los inconvenientes que suscitan:
· Las escasas garantías higiénicas del agua que puede permanecer
almacenada varios días, convirtiéndose en un auténtico foco
biológico.
· Variaciones bruscas de la temperatura del agua, con su influencia
en el confort y en los parámetros de calidad exigidos al recurso.
· Falta de presión en los puntos demandados, si escogemos un
almacenamiento por aforo, en la parte alta del edificio.
No obstante, hemos de indicar que la capacidad del depósito se
calculará siempre previendo que las aguas nunca estén más de 30-36 horas en
su interior si el sistema desinfectante residual va a ser el de radiación UV-C. En
todo caso, sería interesante plantearse la recirculación hacia la desinfección
UV en periodos inferiores a 36 horas, o la inyección de aire u oxígeno
comercial directamente en el depósito a intervalos diarios durante algunos
minutos.
Por otro lado, éste es el punto idóneo donde podríamos optar por una
ajustada cloración del efluente (<1mg/litro o 0,4-0,6 mg/litro residual), siempre
que nuestra intención fuese dotarle al agua de capacidad desinfectante, pero
sin destinarla a riego.
Las consecuencias negativas de las variaciones térmicas en la calidad
general del agua se impiden al diseñar el volumen para que su consumo sea,
máximo, diario. No obstante, se pretenderá que ésta no supere los 20ºC,
utilizando depósitos fabricados con materiales aislantes. Por otro lado, será
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imperativo protegerlos de la radiación solar si los depósitos se localizan en la
cubierta.
En cuanto al aforo y su falta de presión en los puntos de consumo, la
instalación puede perfectamente calcularse considerando que los destinos son
los referidos a la “Calidad 3” (descargas de inodoros y urinarios, alguna toma
exterior para baldeo o limpieza de vehículos, etc.). Solamente el riego, y según
la dimensión de su instalación independiente, necesitaría un elemento adicional
de bombeo. En caso de suministrar a puntos que exigen de “Calidad 2”, se
calcularía la necesidad o no de tal aparato.
El aljibe y los depósitos en cotas bajas dispondrán de un grupo de
presión, de forma que la unidad UV se colocaría en el by-pass, que actuaría de
recirculación, para volver a desinfectar transcurrido cierto tiempo.
El mantenimiento de temperaturas inferiores a los 20ºC se facilitaría por
la propia inercia térmica del terreno y cerramientos. Los problemas de su
concepción, además del coste económico que originan, son relativamente
iguales a los depósitos prefabricados, confiando su eficacia y eficiencia al
control de ejecución y a la calidad de los materiales utilizados.
Para el conjunto de viviendas unifamiliares, adosadas o aisladas en
núcleos urbanizados, nunca se permitiría el almacenamiento en el interior de la
edificación, optimizándose mediante la unificación de volúmenes en un aljibe
exterior que derivará a un estanque. Lo mismo ocurriría para cualquier
tipología, residencial o no, de baja altura y con espacio exterior suficiente.
Para tipologías en altura, bloques urbanos residenciales u oficinas, el
almacenamiento por aforo sería perfectamente factible, ya que por supuesta
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falta de espacios verdes, las aguas se reciclarían a usos interiores a la
edificación.
4.11. Tipos de cisternas y aljibes
Las cisternas o aljibes, especialmente en las regiones de escasas y
desiguales lluvias de las costas del Mediterráneo y del Adriático, pueden, aún,
prestar interesantes servicios como reserva de estiaje en caseríos y pequeños
poblados.
La recogida de aguas puede hacerse en los tejados, o en eras
especiales debidamente dispuestas. Pero esta agua arrastra las impurezas de
dichas superficies, por lo que para hacerla potable es preciso filtrarla. Esta
filtración se consigue mediante la adecuada instalación de un filtro en la misma
cisterna.
Todos los desagües deben estar dotados de registros para limpieza, así
como desagües de fondo y aliviaderos.
El cálculo del volumen útil de la cisterna se fija en función de la
pluviometría y de la superficie de captación, teniendo en cuenta la escorrentía,
y por otro lado considerando la curva de consumos. Es decir, se reduce a
establecer el volumen de regulación conocidas las curvas de aportación y
consumo. Pueden definirse varios tipos de cisternas o aljibes:
· Cisterna veneciana. Va provista de una masa de arena que
actúa de filtro, construyéndose en el interior de esta masa un
pozo de toma. Su capacidad real ha de ser de 2,5 a 3,5 veces del
volumen a acopiar, ya que el volumen de huecos de la arena es
de 0,3 a 0,4.
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· Aljibe de filtro superior. La entrada de agua se efectúa por
arriba, previo paso por el filtro, sin permanecer en él más que el
tiempo preciso para la filtración.
· Aljibe americano. El agua se recoge directamente y se incorpora
un filtro rodeando la aspiración de la bomba.
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· Aljibe alemán. Integra un depósito de recogida, un filtro y una
cámara o pozo de toma.
Las superficies de recogida o eras pueden ser de hormigón, empedrado
o superficies naturales. Las eras se construyen con cunetas de desagüe que
converjan en las entradas de la cisterna. Estas cunetas deben calcularse para
poder conducir en un mes la cuarta parte de la precipitación anual. Entre la era
y el aljibe debe conducirse el agua por tubería, pero con una llave y un
desagüe antes de entrar, para poder echar fuera las primeras aguas de lluvia
después de épocas de sequía. Ello ha de tenerse en cuenta en las
capacidades de eras y aljibes.
Superficies de recogida
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La calidad del agua debe tener consideración especial. Debe preverse
un pretratamiento que evite el paso al depósito o aljibe de polvo, arena, hojas,
insectos y cualquier otro contaminante. Las entradas de aire y desagües deben
quedar protegidas por telas metálicas de tamiz para evitar el paso de
elementos indeseables. Un último punto a considerar es el mantenimiento y
explotación, debiendo reemplazar cada 4 ó 5 años las capas filtro, limpiar los
depósitos, siendo costumbre encalar interiormente las paredes.
Una instalación ideal sería ésta:
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Aunque siempre podemos optar por la instalación de un Aljibe
optimizado:
4.12. Influencia de los materiales de la instalación
Muchos son los compuestos o sustancias que pueden acabar en unas
aguas regeneradas, y que son consecuencia de la degradación de los
materiales de la instalación, dotándole no sólo de características organolépticas
no deseadas, sino también de concentraciones tóxicas potencialmente
contraproducentes.
Podría parecernos que en realidad no existe ningún material que
garantice no desprender alguna sustancia potencialmente tóxica. A pesar de
ello, como iremos exponiendo, hemos considerado correcto enfrentar las
ventajas e inconvenientes que puedan surgir en su utilización.
La potencial toxicidad de un compuesto se definirá como el efecto
adverso que éste pueda ocasionar sobre un sistema biológico; en nuestro caso,
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el medio doméstico y su entorno. Por tanto, la toxicidad vendrá definida por dos
aspectos:
· Las características químicas del material
· La cantidad expuesta al organismo (dosis), que a su vez
dependerá de la concentración del compuesto en el agua y la
duración de su exposición.
La normativa sobre canalizaciones de abastecimiento, expone que todos
los elementos de la conducción no deberán producir alteración alguna en las
características físicas, químicas, bacteriológicas y organolépticas de las aguas,
aun teniendo en cuenta el tiempo y los tratamientos físicos-químicos a que
éstas puedan ser sometidas.
Los materiales más importantes son los constituyentes inorgánicos,
generalmente motivados por el contacto de las aguas regeneradas o pluviales
con la instalación de reciclaje: los metales y el asbesto. Las aguas pluviales no
contienen grandes concentraciones de nitrógeno orgánico, como las AR, que
puedan derivar a nitratos y nitritos.
El plomo aparece generalmente a partir de la corrosión de la tubería de
este material y de las soldaduras y griferías confeccionadas con cobre o bronce
emplomado, especialmente si las aguas son blandas o ácidas. Por tanto, junto
al plomo suspendido en la atmósfera procedente de la combustión de ciertos
combustibles, las aguas de captación pluvial pueden tener altas
concentraciones de este metal. Por tanto, previendo que el agua ya contenga
cierta cantidad de plomo, nunca utilizaremos este material en una instalación
de reciclaje de agua, ni en tuberías, uniones o elementos singulares de la red,
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incluso en superficies de escorrentía y captación de lluvia (cubierta y
canalones).
Aunque la contaminación por cobre pueda ser una de las más tóxicas, la
concentración existente en unas aguas destinadas a la producción de agua
potable, la más suspicaz de ser aportada por la actividad humana, incluyendo
la lixiviada en canalizaciones y griferías de cobre y bronce, incluso las
introducidas como tratamiento contra las algas (sales de cobre), es mínima.
Solamente en caso de unas aguas ácidas, de lluvia, las tuberías de
cobre pueden desprender óxidos potencialmente tóxicos. Por otro lado, las
características del material (elevada conductividad térmica, resistencia a la
corrosión, estética, etc.) hacen de su uso en la hidráulica de la edificación un
material excepcional, sobre todo mediante sus aleaciones muy difundidas en el
sector de las griferías.
Lo mismo podríamos decir del zinc, material muy difundido en la
construcción, generalmente como protección para el acero (compuesto en
forma de óxido permitido por la normativa para el recubrimiento de
canalizaciones y depósitos), o aleaciones con otros metales en piezas de la red
de evacuación de pluviales (canalones y cubiertas). En este último caso, su
idoneidad para la captación de las aguas de lluvia estará en la agresividad o no
de éstas, siendo especialmente sensible a la lluvia ácida.
La presencia del aluminio en unas aguas de cualquier procedencia es
objeto de especial interés durante los últimos años. El aluminio es el metal más
importante de la corteza terrestre, luego será lógico que cualquier tipo de agua
lo contenga. No obstante, esa cantidad siempre ha sido baja con respecto a los
límites potencialmente tolerados por el ser humano.
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Especial interés tendrán las aguas de lluvia aprovechadas, pues si éstas
son ácidas y sobre todo blandas, que lo son, pueden disolver grandes
cantidades de aluminio. Por lo tanto, la utilización del aluminio como material
de la instalación parece poco atractivo, sobre todo en los tramos
correspondientes al aprovechamiento de aguas pluviales.
La baja dureza del agua permite su aprovechamiento para la colada o
limpieza doméstica en general, por lo que la aparición de manchas de óxidos
metálicos (hierro y cobre) puede ser un inconveniente.
Son de interés las cubiertas, canalones y bajantes, de cobre y zinc,
frente al aluminio y acero, más resistentes a la corrosión. Las de plomo
quedan, evidentemente, descartadas.
El proceso de oxidación que da al cobre su característico color verde es
también el resultado de su exposición a la acidez atmosférica. La humedad
ácida (mezcla de vapor de agua y dióxido de azufre) reacciona con el metal,
formando una primera capa de ácidos oxidantes que posteriormente derivan a
óxido de cobre. El óxido mezcla con el sulfuro, para formar la definitiva pátina
de sulfato básico, que es la que le confiere el color verde azulado o grisáceo.
La pátina final de sulfato es resistente a cualquier forma de corrosión
atmosférica.
Por tanto, en las cubiertas de cobre como en las de zinc, habrá que
garantizar la perfecta formación de la pátina en el menor tiempo posible,
impidiendo la aparición de corrosiones, pérdidas de material en forma de
óxidos o sulfuros, que podrían ser arrastrados por las aguas de lluvia hacia su
almacenamiento y aprovechamiento.
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Estos procesos pueden acelerarse mediante el uso de productos
químicos. Sin embargo, la naturaleza química de éstos y la capacidad del agua
por disolverlos, nos impediría aprovechar las aguas de lluvia, por lo menos
hasta la aparición de la pátina final.
Las cubiertas y canalizaciones de acero o hierro pueden aumentar
espectacularmente la concentración de materiales disueltos en el agua
regenerada o pluvial captada, así como la total de hierro, incluyendo partículas.
En el caso del acero, además de la protección por galvanizado continuo contra
agentes atmosféricos, pueden añadirse otras imprimaciones y capas
intermedias sobre las que se aplican lacas y pinturas para conferir al acabado
un aspecto deseado, o para potenciar su protección al medio. Estos acabados,
recomendados fuera del ámbito rural o urbano moderado, son compuestos
químicos que perfectamente acabarían junto a las aguas de lluvia
almacenadas.
Sin embargo, parece que por muy altas que puedan ser estas
concentraciones, los límites toxicológicos por ingesta, exposición o inhalación
son lo suficientemente altos como para que no existan riesgos sanitarios.
Frente a las cubiertas metálicas, una solución constructiva para
neutralizar el agua de lluvia es la de optar por cubiertas tradicionales, como las
de teja de hormigón o pizarra. En el caso de las cerámicas y arcillas, no se
aprecia efecto alguno.
No obstante, las ventajas indiscutibles de las cubiertas metálicas son
obvias: impermeabilidad, reducción de juntas, acabado más continuo
(condicionado a la estética y composición deseadas), menor mantenimiento y
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mayor durabilidad; frente a otro inconveniente, como es su mayor sensibilidad a
las variaciones térmicas debidas a la radiación solar, tanto en movimientos de
dilatación-contracción como en la transmisión de calor. En el primer caso,
puede tener una importante incidencia en la estanqueidad de la unidad de obra.
De la lista de los compuestos orgánicos que pueden formar parte de una
instalación hidráulica, sólo uno nos interesará por su actual arraigo en la
edificación y, por tanto, por la posibilidad de que se encuentre en grandes
cantidades de aguas regeneradas o pluviales. Nos referimos al policloruro de
vinilo (PVC), cuya utilización suscita en la actualidad opiniones muy dispares.
Este material, aunque novedoso, podemos augurar su comportamiento dentro
de la instalación de captación de lluvia al contrastarlos con las canalizaciones
del mismo material.
Aunque el PVC es el plástico con menor proporción en derivados de
petróleo (43%), los costes medioambientales de su producción son bastante
altos.
Los plásticos derivados de la química del cloro, como el PVC, suponen
un gran impacto medioambiental en todo su ciclo de vida, siendo su influencia
en la salud humana algo que parece estar demostrado últimamente. Lo que
queda claro es su riesgo en caso de incendio, pues durante la combustión
desprende compuestos clorados que, aunque son olfativamente sencillos de
percibir, resultan altamente tóxicos.
Sin embargo, es la presencia del cloruro de vinilo (VCM) como
compuesto base del PVC lo que alarma a algunos autores e investigadores,
dado que es ligeramente soluble en agua. La toxicidad del VCM parece estar
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demostrada en el ser humano, tanto por inhalación como por ingestión, al
quedar claro que actúa como mutágeno sobre la flora microbiana y celular.
Los materiales que pudieran sustituir al PVC, fibrocemento, etc., podrán
ser los diferentes plásticos no derivados del cloro, superiores desde cualquier
punto de vista, ofreciendo una amplia gama de posibilidades.
Para las cubiertas y canalones, que pudieran captar las aguas de lluvia
para aprovecharlas, quizá sean los motivos estéticos los que señalarán su
idoneidad. No obstante, y por orden, optaremos por los tradicionales (cubiertas)
o plásticos no derivados del cloro (canalones e impermeabilizaciones
expuestas), frente a los metales y, finalmente, el PVC y el fibrocemento,
independientemente de si son reciclados o no contienen asbesto.
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5. INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO DE AGUAS PLUVIALES A “COSTE CERO”
Una vez estudiados los sistemas “convencionales” existentes en el
mercado para la recogida y aprovechamiento de aguas pluviales, en este
apartado intentamos desarrollar aquellos sistemas que también nos permiten
este aprovechamiento pero a costes mínimos o “coste cero”.
Es evidente que no podemos plantearnos alcanzar niveles elevados de
depuración si intentamos disminuir costes, por lo que en este apartado no nos
preocuparemos demasiado por las “normas sobre la calidad del agua para
consumo humano” si no que nos preocuparemos de alcanzar la mayor
capacidad de almacenamiento de agua a la mejor calidad posible y con el
menor coste.
Por esta razón, es aconsejable que el agua almacenada para estos
métodos se destine para usos no directamente relacionados con el consumo
como puede ser el riego o el aseo. Para que esta agua pueda ser usada para
consumo es aconsejable someterla previamente al menos a un filtrado y a un
calentamiento a la temperatura mas elevada que podamos alcanzar para
eliminar la mayor cantidad de patógenos.
5.1. Construcción de un equipo básico de recogida de aguas pluviales
Antes de plantearnos la posibilidad de instalar un sistema de recogida de
aguas pluviales tenemos que tener en cuenta que no es algo que sea
provechoso colocar en cualquier zona del planeta. Debido a su función principal
es evidente que necesitamos unas condiciones meteorológicas de precipitación
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mínimas (por debajo de unas precipitaciones anuales de 500mm se considera
que el aprovechamiento es insignificante).
Una vez instalado es indudable que un sistema de estas características
nos ofrece multitud de ventajas:
· En la estación de sequía, muchas mujeres pasan hasta cuatro
horas diarias buscando agua para su familia, a veces excavando
a metros de profundidad para encontrarla. De esta manera se
reduce la tarea del acarreo de agua y se esta beneficiando
directamente a los niños al poder asistir a la escuela y a las
mujeres para descargarlas de esta tarea pesada.
· Las inundaciones son uno de los grandes problemas de las zonas
rurales. Es indudable que estos sistemas ayudan a regular la
escorrentía en épocas de lluvias disminuyendo el riesgo de
avenidas.
· Y por supuesto, la principal ventaja que aportan estos sistemas es
la posibilidad de disponer de agua en épocas de sequía que
puede utilizarse no sólo para consumo humano sino también para
agricultura o ganadería.
Para su instalación lo ideal es utilizar esencialmente mano de obra y
materiales locales. Una posible ubicación sería los patios de las casas ya que
necesitamos que esta agua esté lo más próxima posible al lugar donde se va a
consumir.
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El material básico del que debemos disponer si queremos afrontar la
instalación de un sistema de este tipo es:
· Canalones de recogida de aguas pluviales.
· Filtración para eliminar los sólidos más gruesos.
· Depósito para su almacenamiento.
El sistema de captación puede consistir en una línea de canaletas que
captan el agua que escurre por las tejas de los cuartos de las viviendas.
Cualquier material que tengamos disponible en la zona nos puede servir para
construirlas. Lo ideal es utilizar materiales naturales como el bambú aunque se
pueden sustituir por materiales artificiales como el PVC.
En cuanto a la filtración podemos utilizar un trozo de tela o una rejilla de
manera que logremos retener todos los sólidos gruesos.
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Por último el depósito debe colocarse como hemos dicho lo más
próximo posible al lugar de consumo del agua. Un lugar idóneo es excavarlo en
el patio de la vivienda. Las cisternas pueden variar en los materiales de los que
están hechas y en su capacidad. Desde 25.000 litros (25 metros cúbicos) los
cuales pueden surtir a una familia de 6 integrantes (padres y cuatro hijos)
durante un periodo de unos dos meses en el tiempo de verano, con un
consumo promedio de 80 litros por persona y día; hasta tanques de 200 litros
para que se vaya usando el agua según se requiera.
Si no existe la posibilidad de adquirir un depósito, podemos excavarlo
directamente en el terreno. Si el terreno no es muy arcilloso lo ideal es
recubrirlo de algún material aislante siempre dentro de nuestras posibilidades.
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Una vez conseguidos todos los materiales y decidida la ubicación del
depósito comenzamos la construcción de nuestro sistema teniendo en cuenta
lo siguiente:
· Colocamos el sistema de captación a lo largo de toda la cubierta
de la casa de manera que podamos aprovechar la mayor
cantidad posible de agua de lluvia.
· Debemos colocar el sistema de filtración previo al depósito pero
en un lugar accesible que permita su limpieza y mantenimiento.
· Siempre que sea posible se aprovecharán las diferencias de
alturas del terreno para el transporte del agua.
Los principales problemas que presenta el agua captada mediante estos
métodos son:
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· El agua captada es apta para su uso en riego, lavado de ropa, de
manos o de cuerpo, y para el W.C. pero en principio no para
beber o cocinar. Para ello es necesario un tratamiento de
desinfección ya sea mediante hervido o cloración.
· Es un agua que debe consumirse rápidamente ya que si se
almacena durante mucho tiempo puede producir olores y la
proliferación de insectos o roedores.
5.2. Otras experiencias de aprovechamiento de agua de lluvia
También se están llevando a cabo experiencias interesantes de
aprovechamiento del agua de lluvia en otros países.
Por ejemplo, en Sudáfrica se está desarrollando un sistema de
aprovechamiento de aguas pluviales para los cultivos en patios de casas.
La técnica de recolección de agua lluvia en campo (IRWH) por sus
siglas en inglés) ha ayudado a que miles de hogares en Cabo del Este en
Sudáfrica transformen sus patios traseros en campos productivos llenos de
vegetales y otros cultivos. Desde su introducción, este sistema ha beneficiado a
entre el 34% y el 50% de los hogares. Mediante el mismo podemos
incrementar el rendimiento de los suelos arcillosos con alto riesgo de sequía
mediante la combinación de las ventajas de la recolección de agua, sin labrar el
suelo, la cuenca de cultivo y haciendo uso de una cubierta de paja.
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La técnica promueve la escorrentía sobre un espacio de dos metros de
ancho entre los surcos alternos de la cosecha y el almacenamiento del agua de
escorrentía en embalses o aljibes. El agua recolectada de esta forma se infiltra
profundamente en el suelo, evitando la evaporación. Varias combinaciones de
material orgánico o de piedras pueden aplicarse a los embalses y al área de
escorrentía para favorecer la conservación del agua. La capa de paja en los
embalses y las franjas de escorrentía de dos metros de ancho ayudan a
contener la evaporación, mientras que también se reduce o elimina el
movimiento del suelo. Los cultivos se benefician completamente durante las
estaciones secas del agua almacenada en el suelo debajo del área de
escorrentía, la cual no está disponible al comienzo del período de crecimiento.
Debido a la ausencia de cultivos pronto se desarrolla una corteza sobre la
franja de escorrentía.
Otro ejemplo de aprovechamiento de agua es el que se ha desarrollado
en México. El prototipo se parece a una red de imbornales tradicional o
coladeras fabricadas de material impermeable con una tubería perforada, que
en lugar de conectarse a la red de drenaje se sumerge a grandes
profundidades del subsuelo. Con este sistema se suministra el agua lluvia
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captada y se contribuiría en buena medida a la alimentación de los acuíferos.
Tras monitorear el funcionamiento, estos dispositivos podrían sustituir
paulatinamente el actual sistema de alcantarillado e incluso estas tuberías
también podrían conducirse hacia parques y jardines públicos, con la finalidad
de mantenerlos irrigados permanentemente.
Incluso en aquellas zonas con terrenos permeables, y si tenemos los
medios materiales necesarios, la mejor posibilidad es la construcción de pozos
de absorción de aguas pluviales. Estos pozos favorecen la percolación del
agua infiltrada en el terreno gracias a la permeabilidad de sus paredes
permitiendo su almacenaje.
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6. CONCLUSIONES
Para poder conseguir una buena recogida de agua se deben considerar
algunas reglas básicas. La premisa básica será: “Cuanto más simple y
menos mantenimiento, mejor”. Y se debe evitar especialmente:
· La suciedad
· La luz
· El calor excesivo
Estos factores pueden convertir el agua almacenada en un caldo
maloliente. La condición previa para que una instalación funcione bien, es una
buena planificación, y la selección cuidadosa de los diferentes elementos
constructivos. Un punto importante que deben tener en cuenta propietarios y
arquitectos, es decidir de dónde se recogerá el agua de la lluvia:
· Techos verdes y superficies de patios no son idóneos, porque
conllevan demasiada biomasa.
· Techos de tela asfáltica tiñen el agua de amarillo.
· Techos de fibrocemento (Uralita) desprenden fibras de amianto.
· Cualquier otro tipo de cubierta es apta.
Lo siguiente, que se necesita antes de la entrada a la cisterna, es un
buen filtro, para que lleguen al depósito la mínima cantidad de materias
indeseadas posibles. No es aconsejable la descarga del agua de lluvia al aljibe
sin filtros. Si el agua es recogida sin un filtro, es desaconsejable su utilización
para las instalaciones de dentro de las casas, en todo caso podrían servir para
instalaciones simples en jardines.
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Si se instala un sistema de recogida de agua pluvial en una casa ya
construida, se aconseja utilizar depósitos de polietileno en el sótano. Los
más convenientes son de formas delgadas y altas, porque el rebosadero tiene
que estar encima de la altura del reflujo de la alcantarilla. Un material
compatible con el medio ambiente es el polietileno reciclado. No se
recomiendan, por razones ecológicas, los depósitos de PVC o los plásticos
reforzados con fibra de vidrio. El depósito, en ningún caso, debería dejar pasar
la luz, ya que ésta podría producir crecimiento de algas. Es importante
considerar la ubicación del mismo, ya que situarlo cerca de fuentes de calor
(calefacción, caldera, etc.) aumentaría considerablemente el riesgo de
proliferación de bacterias, de manera descontrolada. La temperatura de
almacenamiento ideal es por debajo de 12 ºC. Ésta se logra, en la mayoría de
los casos, con un depósito exterior enterrado.
Por el contrario si se comienza una nueva edificación, siempre se
recomienda un depósito enterrado, la excavadora ya está en el sitio para los
trabajos de excavación y será sencillo adaptar un buen emplazamiento para el
depósito de recogida.
Respecto a las tuberías, al no tener que cumplir necesariamente las
estrictas normas para agua potable, pueden ser empleadas de plástico, entre
ellos el polietileno. El agua de lluvia, al ser blanda, no las agrede.
En el caso de que necesitemos instalar un sistema de aprovechamiento
de agua de lluvia a “coste cero” lo ideal es utilizar esencialmente mano de
obra y materiales locales. El material básico del que debemos disponer si
queremos afrontar la instalación de un sistema de este tipo es:
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· Canalones de recogida de aguas pluviales.
· Filtración para eliminar los sólidos más gruesos.
· Depósito para su almacenamiento.
Es aconsejable que el agua almacenada para estos métodos se destine
para usos no directamente relacionados con el consumo como puede ser el
riego o el aseo. Para que esta agua pueda ser usada para consumo es
aconsejable someterla previamente al menos a un filtrado y a un calentamiento
a la temperatura mas elevada que podamos alcanzar para eliminar la mayor
cantidad de patógenos. Asimismo hay que tener en cuenta que es un agua que
debe consumirse rápidamente ya que si se almacena durante mucho tiempo
puede producir olores y la proliferación de insectos o roedores.
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7. GLOSARIO Aguas blancas: aguas procedentes de lluvia y que se recogen por diferentes
sistemas en terrazas, tejados, patios y cubiertas.
Aguas grises: Aguas domésticas residuales compuestas por agua de lavar
procedente de la cocina, cuarto de baño, aguas de los fregaderos, y lavaderos.
Aguas negras: Aguas que contiene los residuos de seres humanos, de
animales o de alimentos.
Aguas pluviales: Aguas de lluvia.
Aliviadero: desagüe de aguas sobrantes de un embalse, canal o depósito que
evita su desbordamiento.
Contaminación difusa: La contaminación de las aguas procedente de fuentes
no localizadas, es resultado de un amplio grupo de actividades humanas en las
que los contaminantes no tienen un punto claro de ingreso en los cursos de
agua que los reciben.
Imbornales: elementos cuyo plano de entrada es sensiblemente vertical, por
donde se recoge el agua de escorrentía de la calzada de una carretera, de los
tableros de las obras de fábrica o, en general de cualquier construcción.
Redes pluviales: Redes destinadas a recoger las aguas procedentes de la
lluvia.
Redes separativas: Redes en las que hay separación en el sistema de
alcantarillado de las aguas fecales y de las pluviales.
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Redes unitarias: Redes en las que no hay separación de aguas fecales y
aguas pluviales
S.A.V.E. (Sistemas de aguas vecinales): Sistemas implantados en viviendas,
con el objetivo de recoger las aguas de lluvia y reutilizarla.
Sumidero: Se define como sumidero la boca de desagüe, cuyo plano de
entrada es sensiblemente horizontal, generalmente protegida por una rejilla,
que cumple una función análoga a la del imbornal, pero de forma que la
entrada del agua es casi vertical.
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8. BIBLIOGRAFÍA
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Edimburgo.
· Palma Carazo, I. J. (2003). Las Aguas Residuales en La Arquitectura
Sostenible. Medidas Preventivas y Técnicas De Reciclaje. Ed.
EUNSA. Navarra.
· Confederación Hidrográfica del Norte. (1996). Jornadas sobre
tendencias actuales en saneamiento de aguas residuales. Ed. CEDEX.
Oviedo.
· Torres López, M. (2006). Instrucciones técnicas para normas de
saneamiento. Ed. EMASESA. Sevilla.
· Dirección General de Obras Hidráulicas y Calidad de las Aguas. (2000).
Libro blanco del agua en España. Ed. Ministerio de Medio Ambiente.
Madrid.
· www.juntadeandalucia.es
· www.aeas.es , Asociación Española de Abastecimiento de Agua y
Saneamiento
· www.aedyr.es , Asociación Española de Desalación y Reutilización
· www.egmasa.es
· www.aguasdesevilla.com
· www.agenciaandaluzadelagua.com
· www.mma.es
· www.h2opoint.com
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· www.ecoinnova.com
· www.life-optimizagua.org
· www.chgualquivir.es
· www.inm.es
· www.hispagua.cedex.es
· www.aiguesdebarcelona.es