Captaci贸n agua de lluvia

Una de las soluciones para hacer frente a la escasez de agua es el aprovechamiento eficiente del agua de lluvia, tradici贸n milenaria que se practica desde hace 5000 a帽os. A lo largo de distintas 茅pocas, culturas en todo el mundo desarrollaron m茅todos para recoger y utilizar el recurso pluvial, sin embargo con el progreso de los sistemas de distribuci贸n entubada, estas pr谩cticas se fueron abandonando.

Ahora ante el reto que supone el aumento de la poblaci贸n y la escasez del suministro, tanto en las zonas urbanas como rurales, la captaci贸n de agua de lluvia y nuevos sistemas para su correcta gesti贸n, vuelven a verse como una soluci贸n para ahorrar y aumentar las reservas de agua.

Situaci贸n en el Mundo聽y en Am茅rica

En pa铆ses como Inglaterra, Alemania, Jap贸n o Singapur, el agua de la lluvia se aprovecha en edificios que cuentan con el sistema de recolecci贸n, para despu茅s utilizarla en los ba帽os o en el combate a incendios, lo cual representa un ahorro del 15% del recurso.

En la India se utiliza principalmente para regad铆o, pero cada vez se desarrollan m谩s pol铆ticas encaminadas a la captaci贸n en ciudades como Bangalore o Delhi.

En la Rep煤blica Popular de China se resolvi贸 el problema de abastecimiento de agua a cinco millones de personas con la aplicaci贸n de tecnolog铆as de captaci贸n de agua de lluvia en 15 provincias despu茅s del proyecto piloto 鈥121鈥 aplicado en la regi贸n de Gainsu.

En Bangladesh se detuvo la intoxicaci贸n por ars茅nico con la utilizaci贸n de sistemas de captaci贸n de agua de lluvia para uso dom茅stico.

Brasil tiene un programa para la construcci贸n de un mill贸n de cisternas rurales para aumentar el suministro en la zona semi谩rida del noreste.

En las Islas del Caribe (V铆rgenes, Islas Caicos y Turcas), Tailandia, Singapur, Inglaterra, EUA y Jap贸n entre otros, existe un marco legal y normativo que obliga a la captaci贸n de agua de lluvia de los techos.

En Israel se realiza microcaptaci贸n de agua de lluvia para 谩rboles frutales como almendros y pistachos.

En los Estados Unidos y Australia, la captaci贸n de agua de lluvia se aplica principalmente para abastecer de agua a la ganader铆a y al consumo dom茅stico. En algunos estados de ambos pa铆ses se ha desarrollado regulaciones e incentivos que invitan a implementar estos sistemas.

Situaci贸n en M茅xico

Solo una parte 铆nfima del agua de lluvia es utilizada. De acuerdo a los especialistas, se podr铆a reducir el rezago en abastecimiento de agua en el pa铆s si se aprovecharan los m茅todos de captaci贸n y gesti贸n del agua de lluvia.

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

Si se aprovechara el 3% de la lluvia que cae cada a帽o en el pa铆s, alcanzar铆a para suministrar de agua no potable para usos como limpieza o sanitarios a 13 millones de personas, para que 50 millones de animales puedieran beber o para regar 18 millones de hect谩reas de cultivo.


Cosecha de lluvia

Es la pr谩ctica de recolectar y utilizar el agua de lluvia que se descarga de las superficies duras, como los techos o el escurrimiento de suelos. Es una t茅cnica ancestral que est谩 recuperando su popularidad ahora que cada vez m谩s gente, est谩 buscando maneras de usar las fuentes de agua de forma m谩s inteligente.

Hoy, muchas 谩reas rurales dependen de la cosecha de agua de lluvia, pero las zonas urbanas que son atendidas por servicios municipales, tienden a olvidar este recurso. La cosecha de lluvia es una soluci贸n muy importante para las grandes urbes en donde se est谩 gastando m谩s agua de la que se dispone. Un problema que se viene agravando adem谩s con las transformaciones que est谩 produciendo el cambio clim谩tico.

Para poder captar agua de lluvia es necesario que las superficies expuestas a la precipitaci贸n pluvial permitan su escurrimiento, ya sea porque la superficie es impermeable o porque su capacidad de absorci贸n es inferior a la de infiltraci贸n en terrenos con pendiente.

En los centros urbanos, las 谩reas expuestas a la lluvia son mayoritariamente impermeables (techos, calles y estacionamientos), por lo que la captaci贸n se puede realizar con inversiones relativamente peque帽as. La conducci贸n de los escurrimientos a los cuerpos de almacenaje se efect煤a por medio de canalones en techos (liga a drenajes sif贸nicos), tuber铆as de l谩mina y/o PVC y canaletas con o sin rejillas en los pisos.

Conceptos relacionados con la captaci贸n pluvial

 

脕rea de captaci贸n: Lugar donde se almacenan los escurrimientos de agua de lluvia, antes de realizar su disposici贸n final. Por lo general se utilizan superficies como los techos de las casas, escuelas, almacenes, etc., que deben estar impermeabilizados. Tambi茅n se puede captar el agua que escurre de calles o estacionamientos por medio de canales.

Estructura de captaci贸n: Recolectan las aguas en los sistemas de alcantarillado pluvial, se utilizan sumideros o bocas de tormenta como estructuras de captaci贸n, aunque tambi茅n pueden existir descargas domiciliarias donde se vierta el agua de lluvia que cae en techos y patios.

Sistema de conducci贸n: El sistema de conducci贸n se refiere al conjunto de canaletas o tuber铆as de diferentes materiales y formas que conducen el agua de lluvia del 谩rea de captaci贸n al sistema de almacenamiento. El material utilizado debe ser liviano, resistente, f谩cil de unir entre s铆 y que no permita la contaminaci贸n con compuestos org谩nicos o inorg谩nicos.

Dispositivo de retiro de contaminantes y filtraci贸n: Antes de conducir el agua a la infraestructura de almacenamiento se recomienda colocar un dispositivo que retire y filtre los contaminantes que puede arrastrar el agua a su paso por las superficies, como pueden ser sedimentos, metales, grasas y basuras. De esta forma el agua llegar谩 sin residuos t贸xicos al lugar de almacenamiento.

Tanques de almacenamiento: Se trata de tinacos o sistemas modulares en donde se conserva el agua de lluvia captada, se pueden situar por encima o por debajo de la tierra. Deben ser de material resistente, impermeable para evitar la p茅rdida de agua por goteo o transpiraci贸n y estar cubiertos para impedir el ingreso de polvo, insectos, luz solar y posibles contaminantes. Adem谩s, la entrada y la descarga deben de contar con mallas para evitar el ingreso de insectos y animales; deben estar dotados de dispositivos para el retiro de agua. Deben ser de un material inerte, el hormig贸n armado, de fibra de vidrio, polietileno y acero inoxidable son los m谩s recomendados.

Tanques tormenta: Un tanque de tormentas es una infraestructura de alcantarillado consistente en un dep贸sito dedicado a capturar y retener el agua de lluvia, sobre todo cuando hay precipitaciones muy intensas, para disminuir la posibilidad de inundaciones en los casos en que la capacidad de escurrido del agua es menor que el volumen de lluvia. Tiene adem谩s la funci贸n de hacer una predepuraci贸n al evitar que las primeras lluvias, que son las m谩s contaminadas, se viertan directamente a sistemas naturales acu谩ticos. Estos dispositivos destinados a laminar los caudales m谩ximos de una avenida, son particularmente importantes en las 谩reas donde se ha producido una impermeabilizaci贸n masiva de las cuencas por lo general a causa de la urbanizaci贸n. Son particularmente importantes en el caso de que la red de alcantarillado sea un sistema unitario, es decir que conduce, mezcl谩ndolas, las aguas negras y las aguas pluviales.

Vertedor: Es la estructura de una obra hidr谩ulica de almacenamiento a trav茅s de la cual se descargan los vol煤menes que exceden la capacidad del embalse, con objeto de evitar fallas por desbordamiento.

 

Beneficios de la cosecha de lluvia

Econ贸micos

  • El agua de lluvia es un recurso gratuito y f谩cil de mantener. Relativamente limpio que se puede utilizar en actividades que no requieran de su consumo.
  • Reducci贸n en las tarifas de agua potable entubada por la disminuci贸n en su uso, ya sea en sanitarios, para lavar (superficies, veh铆culos o ropa), riego de jardines o cultivos, entre otras posibilidades

Medioambientales聽

  • Recargar los acu铆feros abatidos.
  • Conservaci贸n de las reservas de agua potable (r铆os, lagos, humedales)
  • Fomenta una cultura de conservaci贸n y uso 贸ptimo del agua

Sociales

  • Disminuir el volumen de agua lluvia que entra al sistema de drenaje combinado (sanitario y pluvial), evitando que se sature y reduciendo las inundaciones y el volumen de descargas de aguas negras. Aumentando su disponibilidad para otros usos.
  • Reducir la utilizaci贸n de energ铆a y de qu铆micos necesarios para tratar el agua de lluvia en la ciudad, disminuyendo tambi茅n el gasto que genera mover y tratar el agua negra del drenaje a distancias lejanas.
  • Aminorar el volumen de agua potable usada en aplicaciones no potables (sanitarios) o de consumo humano (regar jard铆n).

Aun cuando las ventajas son numerosas, es necesario indicar tambi茅n que los sistemas de captaci贸n de agua de lluvia cuentan con algunas desventajas tales como:

  • Depender directamente de la cantidad de precipitaci贸n presentada en la zona.
  • La instalaci贸n de sistemas adecuados representa una inversi贸n 聽inicial que tarda unos a帽os en amortizarse.
  • Se debe tener cuidado con posible contaminaci贸n del agua por materia org谩nica o animales, raz贸n por debe pasar por un proceso de limpieza antes de ser almacenada en un lugar seguro y bien cerrado.

Y aunque en algunos lugares se considere como agua potable, no es recomendable, ya que depende de las condiciones de cada lugar y de los lugares por los que escurre.

 


Agua de lluvia 驴potable?

Las propiedades f铆sicas y qu铆micas del agua de lluvia son generalmente superiores a las que presentan fuentes de agua subterr谩nea que pueden ser m谩s duras debido a los minerales que se encuentran en el subsuelo. El agua de lluvia es en teor铆a pura, sin embargo al caer se escurre a trav茅s de superficies arrastrando contaminantes que pueden ser t贸xicos. Por ejemplo, en estudios realizados por Organizaci贸n Mundial de la Salud (OMS) se ha comprobado que en algunos techos tanto de zonas urbanas como rurales, se han registrado 聽valores altos en plomo que se puede atribuir a la composici贸n de los materiales con los que han sido elaborados. Tambi茅n algunos an谩lisis han detectado niveles altos de coliformes totales y coliformes fecales, contaminaci贸n que puede ser producida por el excremento de las aves, roedores, etc.

Adem谩s en zonas urbanas con alto nivel de poluci贸n en el aire, la situaci贸n empeora ya que la atm贸sfera se contamina de los elementos como: 79% de nitr贸geno, 21% de ox铆geno y en menor cantidad otros gases o contaminantes naturales y/o producto de la actividad humana. A esto hay que sumarle que en las ciudades las superficies por las que escurre como calles o techos, tienen niveles m谩s altos de qu铆micos, hidrocarburos, basuras y otros contaminantes.

Por esta raz贸n, si se quiere aprovechar el recurso pluvial en zonas urbanas, se recomienda que el l铆quido pase por un proceso que retire sedimentos y grasas primero y si se quiere una mayor calidad puede pasar por un proceso de filtrado que retire a mayor profundidad los contaminantes. Una vez se ha pasado por este proceso el agua debe ser almacenada en un lugar seguro y bien sellado.

Sin embargo, si se quiere utilizar para consumo humano se recomienda que pase por un proceso de potabilizaci贸n. Adem谩s, en algunas ciudades se ha registrado lluvia con una alto nivel de acides, resultado de la contaminaci贸n de la atm贸sfera por a las emanaciones industriales y de los veh铆culos, en estas situaciones se debe revisar la calidad del aire.

Lluvia 谩cida聽

El agua de lluvia se considera 谩cida cuando sus valores de pH son inferiores a los considerados normales. El pH es una escala que va de 0 a 14 y nos indica que tan 谩cida o alcalina es una sustancia. El agua pura tiene un valor de pH de 7, que se considera neutro; valores de pH menores a 7 son 谩cidos, como el jugo de lim贸n que tiene un pH de 2.3 y valores superiores a 7 se consideran alcalinos, por ejemplo, la sangre humana con un valor de 7.3.

Este fen贸meno se produce principalmente debido a la quema de combustibles que lanzan a la atm贸sfera gases de di贸xido de azufre (SO2) y 贸xidos de nitr贸geno (NOx), los cuales reaccionan qu铆micamente con el vapor de agua y otras sustancias de la atm贸sfera 聽para formar 谩cidos sulf煤rico 聽(H2 SO4) 聽y 聽n铆trico (HNO3), dos 谩cidos fuertes que cuando caen a la superficie mezclados con el agua de lluvia producen una disminuci贸n en el pH de la lluvia por debajo de 5.0, lo cual es conocido como lluvia 谩cida.

PH del agua de lluvia en diferentes regiones del mundo


Los efectos nocivos que la lluvia 谩cida ocasiona sobre las 谩reas naturales son muy diversos y dependen del tipo de ecosistemas; as铆 por ejemplo, en r铆os y lagos, 茅ste fen贸meno ha provocado una acidificaci贸n de sus aguas, da帽ando a plantas y animales que las habitan, y en casos extremos, se produce una aniquilaci贸n completa de especies sensibles a la acidez del agua.

La lluvia 谩cida empobrece los suelos, tanto de bosques, como de zonas de cultivo, ya que a su paso por 茅stos, lava los nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas, al tiempo que libera elementos t贸xicos, como el aluminio y el magnesio, que se acumulan en sus tejidos y acaba con microorganismos 煤tiles en los procesos de formaci贸n, descomposici贸n y nutrici贸n del suelo.

La lluvia 谩cida puede tener efectos indirectos sobre la salud, ya que las aguas acidificadas pueden disolver metales y sustancias t贸xicas de los suelos, rocas, conductos y tuber铆as y posteriormente transportarlos hacia los sistemas de agua potable.

Debido a esta situaci贸n y a que el escurrimiento pluvial arrastra contaminantes y aceites de superficies como suelos y tejados, el agua de lluvia debe pasar por un m铆nimo proceso de filtraci贸n y limpieza para uso humano y para ayudar a que no contamine ecosistemas naturales.

 


Agua potable

 

De manera generalizada, puede decirse que el agua potable es aquella que est谩 libre de sustancias y microorganismos que puedan afectar la salud. Los requerimientos de potabilidad del agua, que pueden variar dependiendo de m煤ltiples factores, son los siguientes :

  • Que posea menos de 10 bacterias intestinales por litro.
  • Que no contenga impurezas qu铆micas.
  • Que no presente sabor, olor ni color o turbiedad objetables.
  • Que no provenga de manantiales sujetos a contaminaci贸n por aguas negras.

La provisi贸n de agua potable y de saneamiento es un factor significativo en la salud de la poblaci贸n, especialmente entre la infantil. El acceso al agua potable y al saneamiento adecuado son elementos cruciales para la reducci贸n de la mortalidad y morbilidad entre la poblaci贸n menor de cinco a帽os, en la disminuci贸n tanto de la incidencia de enfermedades de transmisi贸n h铆drica como la hepatitis viral, fiebre tifoidea, c贸lera, disenter铆a y otras causantes de diarrea, as铆 como posibles afecciones resultantes del consumo de agua con componentes qu铆micos pat贸genos, tales como ars茅nico, nitratos o fl煤or.

 

Contaminantes en el agua聽

Carbono org谩nico total (COT): Concentraci贸n de carbono org谩nico oxidable presente en el agua.

DBO5 (Demanda Bioqu铆mica de Ox铆geno): Cantidad de ox铆geno consumido por la actividad metab贸lica de microorganismos, en un per铆odo de cinco d铆as, a 20 掳C considerando la suma de las concentraciones solubles y en suspensi贸n.

S贸lidos totales disueltos (STD): Cantidad total de s贸lidos expresada en mg/L o ppm, que permanecen en una muestra de agua cuando 茅sta se evapora totalmente.

S贸lidos suspendidos totales (SST): Concentraci贸n de part铆culas que son retenidas en un medio filtrante de microfibra de vidrio, con un di谩metro de poro de 1.5 micr贸metros o su equivalente.

 

M茅todos para purificar el agua

Desinfecci贸n por ebullici贸n

Para eliminar las bacterias es necesario que el agua hierva de 15 a 30 minutos. Es una forma sencilla y econ贸mica de desinfecci贸n al alcance de la mayor铆a de los hogares. Entre las desventajas de este m茅todo destaca la concentraci贸n del contenido de minerales disueltos, debido a la vaporizaci贸n del agua.

Desinfecci贸n con cloro聽

La cloraci贸n es uno de los m茅todos m谩s r谩pidos, econ贸micos y eficaces para eliminar las bacterias contenidas en el agua. La cantidad de cloro que debe agregarse al agua depende de la concentraci贸n que tenga el compuesto de esta sustancia que venden en su regi贸n; generalmente, tres gotas por litro suelen ser suficientes. Despu茅s de agregar el cloro, es importante esperar media hora antes de tomar el agua. El agua ya viene clorada de la red, por lo que puede suceder que al agregarle m谩s cloro el exceso se manifieste en el sabor (haci茅ndolo muy desagradable); esto no representa riesgos para su salud.

Desinfecci贸n con plata i贸nica

En el mercado existen algunos productos para desinfectar agua y verduras que utilizan compuestos de plata i贸nica o coloidal. Aunque los fabricantes recomiendan esperar aproximadamente diez minutos despu茅s de a帽adirlos al agua, es preferible esperar el doble del tiempo sugerido.

Filtros de cer谩mica

Estos filtros separan materia s贸lida del l铆quido gracias a que tienen un poro muy fino, es decir, retienen part铆culas muy peque帽as. Un inconveniente de estos filtros es que sobre ellos pueden desarrollarse colonias de microorganismos. Por lo tanto, al comprar un filtro de este tipo, ser谩 importante verificar que 茅ste libere o est茅 impregnado con plata i贸nica, ya que esta sustancia tiene un efecto germicida. El filtro m谩s sencillo est谩 formado por una barra de cer谩mica cubierta por un cilindro met谩lico que se adapta a la llave del agua. Un filtro de cer谩mica con plata i贸nica proporciona unos 60 litros de agua por d铆a. Si se le da un mantenimiento adecuado, este implemento puede tener una duraci贸n de por lo menos 5 a帽os.

Filtro de carb贸n activado

En este sistema el agua pasa por un filtro de carb贸n activado, el cual contiene millones de agujeros microsc贸picos que capturan y rompen las mol茅culas de los contaminantes. Este m茅todo es muy eficiente para eliminar el cloro, el mal olor, los sabores desagradables y los s贸lidos pesados en el agua. Tambi茅n retiene algunos contaminantes org谩nicos, como insecticidas, pesticidas y herbicidas. El riesgo que representan estos filtros es que pueden saturarse y contaminarse con microorganismos, por tanto, es preciso cambiarlos cada cinco meses, de lo contrario, si no se cuenta con un sistema de desinfecci贸n colocado despu茅s del filtro (como luz UV o plata i贸nica), el agua ya no es segura para beber. El equipo de filtraci贸n por carb贸n activado incluye un tanque de fibra de vidrio, una v谩lvula de control y el filtro; puede durar hasta 6 a帽os.

Purificaci贸n por ozono聽

Como purificador de agua, el ozono es un gas muy efectivo porque descompone los organismos vivos sin dejar residuos qu铆micos que puedan da帽ar la salud o alterar el sabor del agua. En general, se considera que sus ventajas son las siguientes: reduce de manera importante el aspecto turbio, el mal olor y sabor del agua, as铆 como la cantidad de s贸lidos en suspensi贸n. No s贸lo elimina las bacterias causantes de enfermedades, sino que tambi茅n inactiva virus y otros microorganismos que el cloro no puede destruir. El equipo consta de un generador de ozono, dos v谩lvulas y un secador de aire, y tiene la capacidad para purificar aproximadamente 300 litros de agua diarios por alrededor de 6 a帽os. Su principal desventaja es su elevado costo; adem谩s, requiere mantenimiento constante, instalaci贸n especial y utiliza energ铆a el茅ctrica.

Desinfecci贸n por rayos ultravioleta (UV)

En una primera etapa, el agua pasa por un filtro que retiene las part铆culas en suspensi贸n. Despu茅s pasa por un filtro de carb贸n activado, el cual elimina el mal olor, sabor y color en el agua, as铆 como el cloro. Por 煤ltimo, el agua es purificada por medio de luz ultravioleta, que se encarga de destruir las bacterias. Este m茅todo es autom谩tico, efectivo, no da帽a al medio ambiente y es f谩cil de instalar; adem谩s, puede purificar hasta 200 litros de agua al d铆a. Los filtros de este tipo de equipos se deben reemplazar cada seis meses y el bulbo de la l谩mpara de rayos UV debe cambiarse cada a帽o.

Purificaci贸n por 贸smosis inversa聽

El proceso de 贸smosis inversa utiliza una membrana semipermeable que separa y elimina del agua s贸lidos, sustancias org谩nicas, virus y bacterias disueltas en el agua. Puede eliminar alrededor de 95% de los s贸lidos disueltos totales (SDT) y 99% de todas las bacterias. Las membranas s贸lo dejan pasar las mol茅culas de agua, atrapando incluso las sales disueltas. Por cada litro que entra a un sistema de 贸smosis inversa se obtienen 500 ml de agua de la m谩s alta calidad, sin embargo, deben desecharse los otros 500 ml que contienen los SDT. Durante la operaci贸n, la misma agua se encarga de limpiar la membrana, disminuyendo los gastos. Un equipo de filtraci贸n por 贸smosis incluye un filtro de sedimentaci贸n, uno de carb贸n activado, una membrana, una l谩mpara de rayos UV y dos posfiltros. Su rendimiento diario es de 200 litros de agua y, con un mantenimiento adecuado, puede utilizarse hasta por 10 a帽os. Este m茅todo no es recomendable cuando se trata de agua dura, esto es, agua que contiene un alto porcentaje de sales de calcio y magnesio.


Fuentes:

 

  • Gu铆a del agua y la construcci贸n sustentable, publicado por Agua.org y la Fundaci贸n Gonzalo R铆o Arronte.M茅xico, 2008
  • Lluvia 脕cida. Documento elaborado por el Gobierno del Distrito Federal y la Secretar铆a de Medio Ambiente. Junio de 1999.
  • Agua.org. M茅todos para purificiar el agua de lluvia. Visto en http://bit.ly/iiqFJY (16/05/2011)
  • Problem谩tica del agua en el mundo, elaborado por CIDECALLI. Observado en 聽http://www.pnuma.org/recnat/esp/documentos/cap1.pdf 聽(11/05/2011)
  • Rainwater Harvesting ORG: http://www.rainwaterharvesting.org/international/germany.htm
  • Los Sistemas de Captaci贸n de Agua de Lluvia: un panorama general. CIDECALLI
  • Estad铆stica del agua. Comisi贸n Nacional del Agua (Conagua). M茅xico 2010

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