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Alternativas deabastecimiento de agua

en edificaciones

Mara cristina Buelvas

lvaro Javier MolinaDayane Obaji Bernal.

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El agua, recurso renovable

pero limitado

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Una de las fuentes alternativas de aguapara el consumo es la que proviene de la

recogida de pluviales en las cubiertas de losedificios.

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Aguaslluvias

Existen muchos usos caserosque no precisan agua "aptapara el consumo humano".

Nos referimos al empleo en lalavadora, el lavavajillas, lalimpieza de la casa, lacisterna del inodoro y el riego

en general.

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Es importante conocer lapluviometra histrica de lazona y la superficie decaptacin, para conocer lacantidad de agua queesperamos recolectar poresa va.

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Definicin de los Componentes delSistema

a. Captacin

b. Recoleccinc. Interceptor de primeras aguas

d. Almacenamiento

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e. Sistema de filtracin rpida

f. Red de distribucin de agualluvia (sistema de bombeo).

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Captacin.

Es la superficie destinada para la recoleccin del agualluvia. La mayora de los sistemas utilizan la captacin enlos techos, los cuales deben tener adecuada pendiente(no inferior al 5%) y superficie, que faciliten elescurrimiento del agua lluvia hacia el sistema derecoleccin.

Los materiales empleados para los techos pueden ser lastejas de arcilla, madera, paja, cemento, entre otros.

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RecoleccinyConduccin

Es el conjunto decanaletas adosadas en losbordes ms bajos deltecho, con el objeto de

recolectar el agua lluvia yde conducirla hasta el sitiodeseado. Las canaletas sedeben instalar con una

pendiente no muy grandeque permitan laconduccin hasta losbajantes.

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Interceptor

Es el dispositivo dirigido a captar lasprimeras aguas lluviascorrespondientes al lavado del reade captacin, con el fin de evitar el

almacenamiento de aguas con grancantidad de impurezas. En el diseodel dispositivo se debe tener encuenta el volumen de agua requeridopara lavar el techo y que se estima en1 litro por m2 de techo.

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El interceptor consta de un tanque, alcual entra el agua por medio de los

bajantes unidos a las canaletas. Eltanque interceptor debe contar con unavlvula de flotador que permita sullenado, cuando ste alcance el niveldeseado, la vlvula impedir el pasodel agua hacia el interceptor y la dirigirhacia el tanque de almacenamiento.

Adicionalmente debe tener una vlvulade purga en la parte inferior del tanque

para hacer el mantenimiento despusde cada lluvia.

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Almacenamiento

La unidad de almacenamiento debe ser duradera y debecumplir con las especificaciones siguientes:

Impermeable para evitar la prdida de agua por goteo o

transpiracin De no ms de 2m de altura para minimizar las sobre-

presiones

Con tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de

la luz solar

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Disponer de una escotilla con tapa lo suficientementegrande para que permita el ingreso de una persona parala limpieza y reparaciones necesarias

La entrada y el rebose deben contar con mallas paraevitar el ingreso de insectos y animales

Dotado de dispositivos para el retiro de agua y el

drenaje.

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Red de Distribucin de Agua Lluviay Sistema de Bombeo

Esta red debe ir paralela a la redde acueducto, y debe llegar a lospuntos hidrulicos donde se

utilizar el agua lluvia, as quedeber protegerse la red desuministro de agua potable conuna vlvula de cheque paraevitar que el agua lluvia se

mezcle con el agua potable

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El sistema de bombeo distribuir el agua desde el tanquede almacenamiento hacia las unidades sanitariasrequeridas. Se debe tener presente que la tubera de

succin de la bomba debe estar al menos 50cm porencima del fondo del tanque para evitar el arrastre dematerial sedimentado.

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El volumen de agua de lluvia que podemos captar depende(en una misma zona) exclusivamente de la superficie de

cubierta del edificio (no pueden utilizarse zonas exteriorestransitables de espacios comunes). Por ello, la cantidad deagua que cada vivienda puede recibir variar mucho deuna vivienda unifamiliar a una edificacin en altura. Estedato se expresa en el cuadro siguiente:

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Criterios de Diseo

Informacin pluviomtricaDe mnimo diez (10) aos consecutivos, para tener mayorconfiabilidad en el diseo

Para obtener los promedios mensuales de precipitacin

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Modelo de clculosEl diseo consta principalmente de la determinacin de lademanda de agua, la oferta relacionada con laprecipitacin de la zona, el volumen de almacenamientodel agua lluvia, el interceptor de las aguas de lavado deltecho, el filtro y la red de distribucin de las aguas lluvias.

Demanda de agua (Di)a partir de la dotacin asumida por persona se calcula lacantidad de agua necesaria para atender las necesidadesde las personas a ser beneficiadas en cada uno de losmeses.

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Oferta de agua (Ai)

Teniendo en cuenta los promedios mensuales deprecipitaciones de todos los aos evaluados, el materialdel techo y el coeficiente de escorrenta, se procede adeterminar la cantidad de agua captada para diferentesreas de techo y por mes.

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Asumiendo un valor del 20% anual en prdidas debidas a

la evaporacin, a la textura del material del techo, a lasprdidas en las canaletas y en el almacenamiento, y a laineficiencia del sistema de captacin

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Demanda y Oferta acumulada

Se determina de acuerdo con las siguientes expresin

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Volumen de almacenamiento (Vi)Diferencia entre la oferta acumulada y la demandaacumulada para cada mes. Se escoge la mayor.

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Interceptor de primeras aguasste elemento permite recolectar las primeras aguaslluvias que caen y lavan el techo, por lo tanto es necesario

desviarlas para no ser almacenadas en el tanque.

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Red de distribucin de agua lluviaSe disea por el mtodo de la Certeza Total

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Sistema de bombeo Caudal a bombear (Qb)

Tiempo de bombeo diario

Temperatura media del agua (T)

Aceleracin de la gravedad (g) Coeficiente de Hacen-Williams (C)

Altura sobre el nivel del mar de la bomba (Hsnm)

Caractersticas del agua dependiendo la zona

Tipo de bomba

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AguaSalada

El 98% del agua del planeta se encuentra en los ocanos,

podramos considerarlos como una verdadera inagotablefuente de agua.

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Tecnologas Para laDesalinizacin de Aguas

En la actualidad se utilizan varios mtodos para ladesalinizacin de agua de mar y aguas salobres.

Procesos trmicos Tecnologa de membranas

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Destilacin flash Multietapa

(MSF)Este mtodo se basa en el principio de que al reducir

abruptamente la presin de vapor del agua de mar pordebajo del valor de su presin de vapor de equilibrio,ocurre una evaporacin sbita o una ebullicin explosivade la misma.

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Destilacin Mltiple Efecto(MED)

Estas plantas utilizan los mismos principios que el proceso

(MSF).La diferencia radica en la forma en que se lleva a cabo laevaporacin. En las plantas de MED se utilizan variosevaporadores de tipo pelcula delgada.

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Destilacin con Compresin

de Vapor (CV)

En este proceso el calor necesario para llevar el agua de

mar a ebullicin se obtiene directamente del vapor que esremovido del evaporador y reinyectado en la primera etapaluego de ser comprimido para elevar su temperatura de

saturacin.

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smosis Inversa (RO)

Mtodo utilizado para la remocin de solidos disueltos enel agua, tales como sales. Mediante el uso de membranasemipermeable.

Esta membrana cuenta con una alta permeabilidad para elagua pero muy baja para las sales. A diferencia de la

destilacin este proceso no involucra cambio de fase.

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LA REUTILIZACIN

DELAS AGUAS

GRISES

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Se trata pues de aguas que

aunque no potables, sonfcilmente tratables paraposibilitar su utilizacin enusos en los que no sea

necesaria la potabilidad delagua.

De hecho, el consumomedio estimado de agua

potable es de 150-250litros por persona y da,siendo la distribucinmedia del uso de esta aguala si uiente:

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Menos de un 5% se destina al consumo humano (cocinar y

beber).

Un 50% se emplea para distintas aplicaciones como son lalimpieza domstica y el aseo personal.

Un 4% (30% en vivienda unifamiliar) se emplea en el riegode jardines.

Por ltimo, entre un 20-30% del agua que entra en unavivienda se suele emplear en inodoros como agua dearrastre en la eliminacin de orina y heces.

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Los cuadros siguientes expresan losdatos de distribucin de consumo:

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Aplicaciones de lareutilizacin de aguas grises

En su utilizacin como agua de riego,las aguas grises (previamentepretratadas) se conducen hacia una

jardinera impermeable, donde se

siembran plantas de pantano, lascuales se nutren de los detergentes y lamateria orgnica, evaporan el agua yas la purifican.

Gracias a este proceso sepuede llegar a rescatarhasta un 70% del agua.

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Otro sistema para poder

reutilizar el agua gris parariego es el sistema de"acolchado".

Otra utilizacincomplementaria a la delriego es como agua de

limpieza de espaciosexteriores en dichas zonascomunitarias.

Ventajas e

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Ventajas einconvenientes de la

reutilizacin de las aguasgrises

Los beneficios de la reutilizacin de las aguas grises incluyen:

Un menor uso de las aguas potables

Un menor caudal a las fosas spticas o plantas de tratamiento

Una purificacin altamente efectiva

Una solucin para aquellos lugares en donde no puede utilizarseotro tipo de tratamiento

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Un menor uso de energa y productos

qumicos por bombeo y tratamiento

La posibilidad de sembrar plantas donde no hayotro tipo de agua, o la recuperacin denutrientes que se pierden.

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Sistemas para la reutilizacinde aguas grises

Estas instalaciones constan de unastuberas independientes por dondedesaguan las aguas grises hasta

llegar a unos depsitos, donde selleva a cabo un tratamiento dedepuracin. El equipo de reutilizacinde aguas grises se instala en losstanos o la buhardilla, con loscorrespondientes depsitos quealmacenarn y tratarn las aguas.

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Aunque las aguas negras son la fuente msimportante de los patgenos humanos, lasaguas grises spticas si se dejan durante ms

de 48 horas sin tratar, pueden ser tambin malolientes como cualquier agua residual ypueden contener bacterias anaerbicas,alguna de las cuales podran ser patgenoshumanos.

Las aguas grises contienen slo 1/10 denitrgeno comparado con lasaguas negras. Nitrgeno (como nitrito ynitrato) es el ms serio y difcil de retirar

como agente de polucin que afecta alagua potable. Las aguas grisescontienen bastante menos nitrgeno yno es necesario que lleve el mismoproceso de tratamiento que las aguas

negras

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El sistema a implantar requiere la conexin de losdesages de lavabos y baeras a un depsito, dondese realizan 2 tratamientos de depuracin:

a) Pro cesos fs icos. En este grupo se pueden incluirlos procesos de: desbaste de slidos, desengrasado,

desarenado, sedimentacin, flotacin, evaporacin,desinfeccin y absorcin.Unos filtros impiden el paso de partculas slidas, estosfiltros tienen que ser de tamao adecuado, para retener

las partculas que puedan aparecer en los desages.

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Si por algn motivo el consumo de

agua reutilizada supera el aporte deaguas grises, el depsito incorporaun mecanismo de boyas y vlvulasque suple esta carencia tomandoagua de la red de abastecimientogeneral.

Si, por el contrario, es muy alta laproduccin de aguas grises y seproduce un sobrellenado deldepsito (situacin ms frecuente si

no se usa para riego), ste disponede un rebosadero que vierte elsobrante hasta la red general dedesages.

Esquema bsico de

reutilizacin de aguas

grises

R tili i difi i lt

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Reutilizacin en edificios en altura

En general, el consumo medio por persona y da

en viviendas de varias alturas (en ncleo urbano)alcanza los 120 litros. Sin embargo, el nuevomodelo que se impone en las ciudades conbloques constructivos de viviendas que comparten

jardines y piscina (plurifamiliar semi-intensivo) haelevado el consumo a 150 litros:

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Reutilizacin en viviendas unifamiliares

El modelo urbanstico basado en viviendas unifamiliares duplica elconsumo de agua potable, alcanzando el gasto los 203 litros porpersona y da.

La implementacin de un sistema de reutilizacin de aguas grisesen vivienda unifamiliar es sencilla (se trata de una instalacinindependiente), aunque proporcionalmente mas costosa que envivienda plurifamiliar.

Aunque el ahorro bruto es semejante, sin embargo en trminosrelativos es inferior, dado el gran consumo de agua para riego en

estas edificaciones (que puede suponer un 36% del gasto total deagua).