La gestión sostenible del agua es una prioridad en la actualidad, y la recogida de agua de lluvia es una práctica cada vez más común en la construcción de edificios residenciales. Diseñar un sistema efectivo de recolección de agua de lluvia para un edificio de viviendas requiere cuidadosos procedimientos, cumplimiento de requisitos y cálculos precisos.
El primer paso para diseñar un sistema de recolección de agua de lluvia es evaluar la cantidad de agua que se puede recolectar. Esto involucra determinar el área de tejado disponible para la recolección, así como la cantidad promedio de lluvia en la región donde se encuentra el edificio. Con esta información, se puede calcular la cantidad de agua que se puede recolectar y almacenar de manera efectiva.
Una vez que se conoce la capacidad de recolección de agua, es importante considerar el tipo de sistemas de almacenamiento que se utilizarán. Además, es importante tener en cuenta la calidad del agua recolectada. Se deben instalar sistemas de filtración y tratamiento para garantizar que el agua recogida sea segura para su posterior uso en el riego de jardines o en la limpieza, cisternas y lavadoras de las viviendas del edificio.
Por tanto, diseñar un sistema de recolección de agua de lluvia para un edificio de viviendas requiere de una planificación cuidadosa, cálculos precisos y el cumplimiento de requisitos legales. Sin embargo, los beneficios de implementar dicho sistema son significativos, tanto en términos de ahorro de agua potable, como en la promoción de prácticas sostenibles en la construcción de edificios residenciales.
Procedimientos para el Estudio de Viabilidad
Análisis Inicial
- Revisión de Normativas: Verificar la normativa local y regulaciones sobre la recolección y uso de agua de lluvia.
- Estudio Climático: Recopilar datos históricos de precipitación de la región para estimar la cantidad de agua de lluvia disponible.
- Datos históricos: Recopilar datos de precipitación pluvial de la zona donde se ubica el edificio, al menos de 10 años.
- Patrones de lluvia: Analizar la distribución mensual y estacional de la precipitación.
- Intensidad de lluvia: Determinar la intensidad máxima probable de lluvia para tormentas de corta duración.
- Evaluación del Sitio: Inspeccionar el edificio y su entorno para identificar áreas de recolección y posibles ubicaciones para tanques de almacenamiento y sistemas de filtración.
Diseño del Sistema
- Superficie de recolección: Calcular la superficie total disponible para la recolección del agua de lluvia.
- Superficie disponible: Identificar las superficies disponibles para la captación de agua de lluvia, como techos, patios o áreas pavimentadas.
- Características del techo: Evaluar la pendiente, materiales y estado del techo para determinar su aptitud para la captación.
- Sombreado: Considerar la sombra producida por árboles o estructuras adyacentes que pueda afectar la captación.
- Selección de componentes: Determinar los componentes del sistema (canaletas, bajantes, filtros, tanques de almacenamiento, bombas, sistemas de distribución, etc.). Los materiales utilizados en el sistema deben ser resistentes a la intemperie, la corrosión y el crecimiento de microorganismos.
- Tratamiento de agua: Determinar el tratamiento necesario para el agua recolectada, según su uso final (riego, cisternas, limpieza...).
- Esquema del sistema eficiente: Crear un diagrama del sistema que muestre la recolección, almacenamiento y distribución del agua. El sistema debe diseñarse para maximizar la captación y minimizar las pérdidas de agua por escorrentía o evaporación.
- Mantenimiento regular: El sistema debe tener un programa de mantenimiento regular para asegurar su correcto funcionamiento y la calidad del agua recolectada.
Cálculos de Dimensionamiento
- Cálculo de la Captación potencial: Estimar la cantidad de agua que se puede recolectar basado en la superficie de recolección y los datos de precipitación.
- Dimensionamiento de Tanques de almacenamiento: Determinar el tamaño de los tanques necesarios para almacenar el agua recolectada en base a la capacidad de almacenamiento necesaria en función de la demanda potencial, la precipitación pluvial y los patrones de uso.
- Demanda de Agua: Calcular la demanda de agua para riego, cisternas y lavadoras para asegurar que el sistema puede satisfacer las necesidades del edificio.
Evaluación Económica
- Costos de inversión: Calcular los costos de de adquisición e instalación del sistema (materiales, mano de obra, permisos, etc.).
- Costos de operación y mantenimiento: Estimar los costos recurrentes para operar y mantener el sistema.
- Ahorros en la factura del agua: Calcular el ahorro potencial en la factura del agua potable por la reducción del consumo.
- Retorno de la inversión (ROI): Evaluar el tiempo de retorno de la inversión, considerando los costos y ahorros estimados.
Análisis de Impacto Ambiental
- Beneficios ambientales: Evaluar los beneficios ambientales del sistema en términos de reducción de consumo de agua potable, conservación de recursos hídricos, disminución de la escorrentía y disminución de la carga en redes de alcantarillado.
- Impactos potenciales: Identificar y mitigar posibles impactos ambientales, como la contaminación del agua por residuos o la proliferación de mosquitos.
Requisitos
- Requisitos Legales: Cumplimiento con las regulaciones locales sobre recolección y uso de agua de lluvia.
- Calidad del Agua: El agua debe ser adecuada para el uso previsto (riego, cisternas, limpieza...) y cumplir con los estándares de calidad establecidos.
- Espacio para Instalación: Disponibilidad de espacio adecuado para instalar tanques de almacenamiento y otros componentes.
- Facilidad de Mantenimiento: El diseño debe permitir un fácil acceso para mantenimiento y limpieza de los componentes del sistema.
Cálculos
Captación potencial de agua de lluvia
Volumen de Captación (m³)=Superficie de Captación (m²) × Precipitación Media Anual (m) × Coeficiente de Eficiencia
Donde el coeficiente de eficiencia toma en cuenta pérdidas por evaporación y fugas, dependiendo del tipo de superficie de captación, siendo típicamente 0,8
Dimensionamiento del tanque de almacenamiento
Volumen del Tanque (m³)=Volumen de Captacion (m³) × Factor de Seguridad x Capacidad de almacenamiento deseada (%)
El factor de seguridad considera variaciones en la precipitación y demanda de agua y al contenido de sedimentos en el fondo del depósito que produce la pérdida de volumen útil, siendo típicamente 1,15-1,2.
La Capacidad de almacenamiento va a venir definida por el período máximo entre dos episodios de lluvia significativos, siendo típicamente 30-40 días (10%).
Diámetro de canaletas y bajantes
Se determina en función del área de captación y la intensidad máxima probable de lluvia.
Capacidad de la bomba (si es necesario)
Se calcula en función del caudal de agua requerido y la altura de bombeo.
Demanda de Agua
- Riego de zonas ajardinadas: Estimar la cantidad de agua necesaria para el riego de áreas verdes del edificio (27 l/m²). En el caso de riego por aspersión de las zonas verdes accesibles al público, éste debe ser realizado fuera de los periodos de afluencia pública u otras medidas para evitar el riesgo de legionelosis.
- Limpieza: Calcular la demanda para la limpieza de superficies y vehículos (3 l/persona)
- Cisternas: Calcular el uso diario de agua para cisternas basado en el número de ocupantes y el consumo promedio ( 8 l/persona).
- Lavadoras: Estimar el consumo de agua de lavadoras basado en la frecuencia de uso y capacidad (32 l/persona).
Ejemplo práctico simplificado
Supongamos un edificio con una superficie de techo de 500 m², una precipitación media anual de 800 mm y un coeficiente de eficiencia de 0,8:
Volumen de Captación
Volumen de Captación = 500 m² × 800 mm × 0,8 = 320 m³/año
Dimensionamiento del Tanque:
Si queremos almacenar el 10% del volumen anual para cubrir períodos secos:
Volumen del Tanque = 320 m³/año × 0,1 = 32 m³ = 32.000 l
Demanda de Agua
- Supongamos una demanda diaria para riego de 0,5 m³, cisternas de 1 m³ y lavadoras de 0,5 m³.
- Demanda Total Anual
Demanda Total=(0,5+1+0,5) m³/día × 365 días = 730 m³/año
En este ejemplo, el sistema puede captar hasta 320 m³ de agua al año, lo que cubre aproximadamente el 43,8% de la demanda anual de 730 m³. Por lo tanto, se puede considerar dimensionar un sistema complementario o ajustar la demanda.
Conclusión
La implementación de un sistema de recolección de agua de lluvia en un edificio de viviendas puede ser una solución viable, sostenible y económica para reducir el consumo de agua potable y contribuir a la conservación de los recursos hídricos.
Un estudio de viabilidad completo es esencial para evaluar la factibilidad técnica, económica y ambiental del proyecto, y debe concluir con un informe que detalle todos los hallazgos, cálculos, y recomendaciones sobre el diseño del sistema, así como una evaluación económica y de impacto ambiental que justifique la implementación del sistema de recolección de agua de lluvia en el edificio de viviendas.
Para saber más:
Autor: Eduardo Martín del Toro, Dr. Arquitecto y Máster en Medio Ambiente y Arquitectura Bioclimática, propietario de Del Toro & Antúnez ARQUITECTOS
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