CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA EN MXICO Y EL MUNDO Introduccin La captacin de agua de lluvia es un medio fcil de obtener agua para consumo humano y/o uso agrcola. En muchos lugares del mundo con alta o media precipitacin 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 depsitos para su posterior uso. La captacin de agua de lluvia para consumo humano presenta las siguientes ventajas: Alta calidad fsico qumica del agua de lluvia, y por lo tanto ideal para comunidades

Sistema independiente dispersas y alejadas,

Empleo de mano de obra y/o materiales locales, No requiere energa para la operacin del sistema, Fcil de mantener, y Comodidad y ahorro de tiempo en la recoleccin del agua de lluvia.

A su vez las desventajas de este mtodo de abastecimiento de agua son las siguientes: Alto costo inicial que puede impedir su implementacin por parte de las familias de bajos recursos econmicos, y La cantidad de agua captada depende de la precipitacin del lugar y del rea de captacin. En el diseo de un sistema de captacin de agua de lluvia es necesario considerar los factores tcnicos, econmicos y sociales. El objetivo de este estudio es plantear la captacin de agua de lluvia como una alternativa para la escasez de agua en el planeta, y principalmente en Mxico, as como mostrarlo como una alternativa sencilla para su uso cotidiano en una casa habitacin comn, e incluso como parte del sistema de aguas de las distintas ciudades, todo esto en base a varios proyectos realizados dentro de territorio mexicano. 1. Investigacin Bibliogrfica Nuestro trabajo est basado en distintos artculos publicados en peridicos nacionales, as como en publicaciones de revistas cientficas de distintos pases, como son Londres, Venezuela, Per entre otros, en ciudades donde la lluvia es muy abundante, como es el caso de Londres, se tiene muy avanzado este concepto y es por eso que cuentan con el desarrollo tecnolgico que invita a nuestro pas a plantearse nuevos retos en cuanto a sustentabilidad del modo de vida actual, ya que la escasez de agua es algo que se nos viene encima como un problema muy fuerte en los prximos aos. Tambin pudimos corroborar que ciudades como Paris, aprovechan el sistema de transporte

metropolitano subterrneo para recolectar lluvia, y despus 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 situacin actual en Mxico, los proyectos que se llevan a cabo en el pas por medio de organismos como el IMTA, el Cidecalli y el Colpos, a travs de sus publicaciones. 2. Objetivos El principal objetivo de nuestro trabajo es informar del mtodo de recoleccin de agua de lluvia como una alternativa sustentable para el abastecimiento de agua en las ciudades, y a nivel individual en casas-habitacin, evalundolo desde el punto de vista tcnico, econmico y social; todo esto a partir de investigaciones y desarrollos tecnolgicos ya empleados en otros pases, y en la ciudad de Mxico en diversos mbitos, as como en poblaciones indgenas, y otros poblados dentro del pas. 3. Desarrollo del trabajo Factor Tcnico Los factores tcnicos a tener presente son la produccin u oferta y la demanda de agua:

a) Produccin u oferta de agua; est relacionada directamente con laprecipitacin durante el ao y con las variaciones estacionales de la misma. Por ello, en el diseo de sistemas de captacin de agua de lluvia es altamente recomendable trabajar con datos suministrados por la autoridad competente y normalmente representada por la oficina meteorolgica del pas o de la regin donde se pretende ejecutar el proyecto.

b) Demanda de agua; A su vez, la demanda depende de las necesidades delinteresado y que puede estar representada por solamente el agua para consumo humano, hasta llegar a disponer de agua para todas sus necesidades bsicas como son preparacin de alimentos, higiene de personal, lavado de vajillas y de ropa e inclusive riego de jardines. FACTOR ECONMICO Al existir una relacin directa entre la oferta y la demanda de agua, las cuales inciden en el rea de captacin y el volumen de almacenamiento, se encuentra que ambas consideraciones estn ntimamente ligadas con el aspecto econmico, lo que habitualmente resulta una restriccin para la mayor parte de los interesados, lo que imposibilita acceder a un sistema de abastecimiento de esta naturaleza. FACTOR SOCIAL En la evaluacin de las obras de ingeniera a nivel comunitario, siempre se debe tener presente los factores sociales, representados por los hbitos y costumbres que puedan afectar la sostenibilidad de la intervencin. 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 tecnologa propuesta, buscando que la propia comunidad seleccione lo que ms le conviene emplear. El sistema de captacin de agua de lluvia en techos est compuesto de los siguientes elementos: a) captacin; b) recoleccin y conduccin; c) interceptor; y d) almacenamiento. Ver

Figura 1.

Figura 1. SCAPT - SISTEMA DE CAPTACION DE AGUA PLUVIAL EN TECHOS

La captacin Est conformado por el techo de la edificacin, el mismo que debe tener la superficie y pendiente adecuadas para que facilite el escurrimiento del agua de lluvia hacia el sistema de recoleccin. En el clculo se debe considerar solamente la proyeccin horizontal del techo. Los materiales empleados en la construccin de techos para la captacin de agua de lluvia son la plancha metlica ondulada, tejas de arcilla, paja, etc.La plancha metlica es liviana, fcil de instalar y necesita pocos cuidados, pero puede resultar costosa y difcil de encontrar en algunos lugares donde se intente proyectar este sistema. Las tejas de arcilla tienen buena superficie y suelen ser ms baratas, pero son pesadas, y para instalarlas se necesita de una buena estructura, adems que para su elaboracin se necesita de una buena fuente de arcilla y combustible para su coccin. 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. Recoleccin y conduccin.

Este componente es una parte esencial de los SCAPT ya que conducir el agua recolectada por el techo directamente hasta el tanque de almacenamiento. Est conformado por las canaletas que van adosadas en los bordes ms 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 fcil de unir entre s, a fin de reducir las fugas de agua. Al efecto se puede emplear materiales, como el bamb, madera, metal o PVC. Las canaletas de metal son las que ms duran y menos mantenimiento necesitan, sin embargo son costosas. Las canaletas confeccionadas a base de bamb y madera son fciles de construir pero se deterioran rpidamente. Las canaletas de PVC son ms fciles de obtener, durables y no son muy costosas. Las canaletas se fijan al techo con a) alambre; b) madera; y c) clavos. Por otra parte, es muy importante que el material utilizado en la unin de los tramos de la canaleta no contamine el agua con compuestos orgnicos o inorgnicos. 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 tubera montante o el dispositivo de descarga de las primeras aguas.

Figura 2. Canaletas de recoleccin

INTERCEPTOR Conocido tambin como dispositivo de descarga de las primeras aguas provenientes del lavado del techo y que contiene todos los materiales que en l 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 contaminacin del agua almacenada y de la que vaya a almacenarse posteriormente (ver Figura 3). En el diseo 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 plstico. Este tanque debe disearse en funcin del rea del techo para lo cual se podrn emplear recipientes de 40, 60, 80 120 litros, y para reas mayores de techo se utilizaran combinaciones de estos tanques para captar dicho volumen.

Figura 3. Interceptor de Primeras Aguas

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 perodo de sequa (ver Figura 4). La unidad de almacenamiento debe ser duradera y al efecto debe cumplir con las especificaciones siguientes: Impermeable para evitar la prdida de agua por goteo o transpiracin, De no ms 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 ltimo para los casos de limpieza o reparacin del tanque de almacenamiento. En el caso de tanques enterrados debern ser dotados de bombas de mano.

Figura 4. Tanque de Almacenamiento

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 pequeos suelen variar entre 0.1 a 0.5 m3 y los modelos ms grandes pueden alcanzar alturas de 1.5 m y volmenes de hasta 2.3 m3. Concreto; normalmente se construye vaciando concreto en moldes concntricos de acero de un dimetro de 1.5 m, 0.1 m de espesor y 0.60 m de altura. Este tipo de tanque de almacenamiento puede alcanzar volmenes de hasta 11 m3.

Bases del diseo; antes de emprender el diseo de un sistema de captacin de agua pluvial, es necesario tener en cuenta los aspectos siguientes: Precipitacin en la zona. Se debe conocer los datos pluviomtricos de por lo menos los ltimos 10 aos, e idealmente de los ltimos 15 aos, Tipo de material del que est o va a estar construida la superficie de captacin, Nmero de personas beneficiadas, y Demanda de agua.

Criterios de diseo: Este mtodo conocido como: Clculo del Volumen del Tanque de Almacenamiento toma como base de datos la precipitacin de los 10 15 ltimos aos. Mediante este clculo 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 rea 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 rea de techo. Los datos complementarios para el diseo son: Nmero de usuarios, Coeficiente de escorrenta; o o o o calamina metlica tejas de arcilla madera paja 0.9 0.8 - 0.9

0.8 - 0.9

0.6 - 0.7

Demanda de agua.

Los pasos a seguir para el diseo del sistema de captacin de agua de lluvia son: Determinacin de la precipitacin promedio mensual; A partir de los datos promedio mensuales de precipitacin de los ltimos 10 15 aos se obtiene el valor promedio mensual del total de aos evaluados. Este valor puede ser expresado en trminos de milmetros de precipitacin por mes, o litros por metro cuadrado y por mes que es capaz de colectarse en la superficie horizontal del techo.

Ppi =

pi =1

i =n

i

n

n : nmero de aos evaluados, pi : valor de precipitacin mensual del mes i, (mm) Ppi : precipitacin promedio mensual del mes i de todos los aos evaluados. (mm) Determinacin de la demanda; A partir de la dotacin asumida por persona se calcula la cantidad de agua que se necesita para atender las necesidades de la familia o familias a ser beneficiadas en cada uno de los meses.

Di =

NuXNdXDot 100

Nu : nmero de usuarios que se benefician del sistema. Nd : nmero de das del mes analizado Dot : dotacin (lt/persona.da) Di : demanda mensual (m3)

4. Resultados La situacin en Mxico. Solo una parte nfima del agua de lluvia es utilizada en Mxico Mil 528 kilmetros cbicos de agua llueven al ao en Mxico. Mil 109 kilmetros cbicos se evaporan. 75 kilmetros cbicos se filtran a los acuferos. 72.5 kilmetros cbicos son usados para agricultura, industria y consumo domestico De acuerdo a los especialistas, se podra reducir el rezago en abastecimiento de agua en Mxico si se aprovechara el mtodo de captacin de lluvia. Si se captara toda la lluvia en los techos y en algunos pisos, se podra ahorrar de 10% a 15% del agua que se consume en los hogares.

En la regin de Nochistln, Oaxaca, captan el agua de lluvia a travs de los techos y la guardan en cisternas de 10 mil litros, y eso permite que las mujeres y los nios ya no tengan que caminar 2 o 3 horas para traer unos cuantos litros de agua. En varias ciudades del Pas -como Guadalajara, Quertaro y el propio Distrito Federalexisten sistemas de recoleccin pluvial, que sin embargo estn dirigidos mas a evitar inundaciones que a reutilizar el lquido. Adems como reglamentacin se tiene que tener un sistema de recoleccin de agua de lluvia en edificios y comercios grandes. Una de las cisternas para uso domstico diseada por el Cidecalli integra los sistemas de captacin, conduccin, filtrado, almacenamiento, disposicin y purificacin para abastecer de agua potable a una familia de cuatro personas y un consumo per cpita de 50 litros diarios, con un tanque de almacenaje con capacidad de 73 metros cbicos. OBSTCULOS EN MXICO El diseo de un sistema de recoleccin de agua de lluvia para uso comunitario a gran escala resulta ser muy costoso. Entre los obstculos que sealan, se encuentra el hecho de que las lluvias se registran casi exclusivamente en el periodo que va de julio a octubre, as como la desigual distribucin de las precipitaciones en el pas: 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. La Situacin en el Mundo. Ningn pas est preparado para abastecer de agua potable a sus comunidades rurales en los prximos 50 aos. Por esto es importante la recoleccin de agua de lluvia. En pases como Inglaterra, Japn, Alemania o Singapur, el agua de la lluvia se aprovecha en edificios que cuentan con el sistema de recoleccin, para despus utilizarla en los baos o en el combate a incendios, lo cual representa un ahorro del 15% del recurso. En la India se utiliza principalmente para regado. En la Repblica Popular de China se resolvi el problema de abastecimiento de agua a cinco millones de personas con la aplicacin de estas tecnologas. En Bangladesh se detuvo la intoxicacin por arsnico con la utilizacin de sistemas de captacin de agua de lluvia para uso domstico. En Tailandia se han construido en los ltimos aos 10 millones de cisternas. Brasil tiene un programa para la construccin de un milln de cisternas rurales. En Espaa, Islas Vrgenes, Islas Caicos y Turkos, Tailandia, Singapur, Inglaterra, EUA y Japn entre otros, existe un marco legal y normativo que obliga a la captacin de agua de lluvia de los techos. Casa Verde. - En base a lo tratado anteriormente podemos plantear la idea de Casa Verde. - Asociado a un sistema de energa solar que se encargara de abastecer de energa elctrica a una casa, la cosecha de lluvia puede ayudar adems para proveer el agua, incluso para su consumo por el hombre. - Existen diversos dispositivos para limpiar el agua de lluvia. Los mas sencillos usan arena y grava para remover contaminantes suspendidos. Los mas complejos combinan procesos fsicos de filtracin y procesos qumicos de purificacin.

- La superficie de captacin recibe directamente la lluvia. (Tpicamente en el techo de la casa) - Posteriormente pasa por un filtro que se puede incluso elaborar consiguiendo los materiales: - Partes de un filtro - 10 cm. de grava - 10 cm. de carbn activado - 25 cm. de arena fina - 25 cm. de grava - Despus por medio de una Vlvula - El primer flujo de agua en el sistema es liberado, por ser el mas sucio. Al cerrarse la vlvula se impide que contamine el resto del liquido. - Y finalmente el Almacenamiento - Para guardar el agua captada para su posterior reuso se pueden emplear desde tanques hasta cisternas subterrneas. - Adems como medida final se recomienda mezclar en la cisterna o tinaco algn desinfectante, como puede ser cloro, o el famoso microdyn que es un microbicida fcil de adquirir, y posteriormente hervir en ollas el agua que este destinada para beber. 5. Conclusiones La recoleccin de agua de lluvia realmente representa un mtodo sustentable para aprovechar mejor el agua. Existe un alto rezago en Mxico respecto a otros pases, 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 tecnologa en zonas rurales, donde es muy difcil llevar el agua entubada. Se deben seguir modelos de captacin de agua de lluvia como se hace en otras ciudades del mundo aprovechando superficies de estadios, instalaciones pblicas, centros comerciales, edificios, etc. 6. Discusin Como originalmente este trabajo se trat de informar la situacin de la recoleccin de agua, tanto en Mxico como el mundo, en base a fuentes y proyectos realizados, la aportacin de este trabajo es simplemente la recopilacin de conceptos e ideas, para as hacer mas fcil el acceso a la informacin y para proponer la idea de la realizacin de una casa verde ayudado por este sistema, por lo que es una limitante la carencia de informacin y recopilacin de datos por nuestra cuenta, ya que nos tuvimos que basar en proyectos ya elaborados. Sin embargo creemos que tanto las Ongs, como las organizaciones gubernamentales tienen la responsabilidad de llevar a cabo estudios y patrocinios a proyectos que tengan que ver con este tema, debido a su gran importancia a nivel mundial y porque finalmente sin agua no hay vida. 7. Referencias

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