Captaciones de agua de lluvia

Descripción de la tecnología:

Generalidades
En comunidades rurales de Guatemala, como en algunas del Departamento de El Petén, El Quiche y Alta Verapaz, se utiliza el agua de lluvia captada a través de los techos de las viviendas y depositadas en tanques generalmente unifamiliares como los que se muestran a continuación

El agua de lluvia usualmente es de buena calidad y aceptable por los usuarios en cuanto a apariencia y sabor. El sistema proporciona agua a la misma vivienda y a lugares que están alrededor de la misma, evitando su acarreo desde grandes distancias para beneficio principalmente de mujeres y niños.

Con un sencillo sistema de filtrado y desinfección, si se utiliza para beber, preparar alimentos y lavar utensilios, el agua de lluvia, captada y almacenada en cisternas o tanques, puede reducir ostensiblemente el índice de enfermedades gastrointestinales en el área rural y también en las áreas urbanomarginales.

Uno de los principales criterios para decidir si conviene usar un sistema de captación de agua de lluvia, es cuando no existe posibilidad de contar con manantiales y el agua subterránea se encuentra a grandes profundidades o no existe.

Para utilizar el agua de lluvia se necesitan los siguientes componentes:

• Área de captación (generalmente el techo de las viviendas, siempre que éstos sean de teja, lámina de zinc o fibrocemento)
• Filtro
• Cisterna o tanque de almacenamiento
• Canaletas
• Cubierta de la cisterna.
• Bomba manual (tipo Flexi u otra)

Las pendientes recomendadas en los techos son:

• Techo de teja de barro: 28%
• Techo de fibrocemento: 17%
• Techo de lámina de zinc: 9%

Con el objeto de garantizar la calidad del agua, generalmente se coloca un filtro en la cisterna. Sus dimensiones usualmente son de 0.60 m x 0.60 m x 0.80 m, y cada capa filtrante puede tener espesores de 0.10 o 0.20 m. Como materiales se utilizan los siguientes:

• Grava, piedrín o piedra de río.
• Carbón vegetal o mineral
• Arena gruesa
• Arena fina

Fuente: SANAA Honduras

Las figuras anteriores muestran los componentes principales del sistema de captación de agua de lluvia y detalles de la Bomba tipo Flexi utilizada para elevar el agua que se almacena en la cisterna (luego de su captación en el techo de la vivienda).

Adicional al filtro el agua debe desinfectarse para asegurar su calidad.
La cisterna puede ser de concreto armado, de ferrocemento, de metal, de madera con cinchos metálicos, de plástico o de fibra de vidrio. Las cisternas, por su forma, pueden ser cilíndricas, cúbicas, tronco-piramidales, etc., y por su ubicación pueden ser aéreas o subterráneas.

En muchas viviendas del área rural, ya están utilizando tanques prefabricados de plástico para el almacenamiento. Las cisternas deben estar siempre cubiertas para evitar la contaminación del agua o accidentes principalmente de los niños.

Este tipo de tecnología se puede combinar con una bomba manual (como la Flexi u otra similar) para facilitar la extracción de agua del tanque o cisterna.

Comparados con el costo de las bombas manuales, los costos de inversión y mantenimiento de esta tecnología son altos para las comunidades rurales, Otro aspecto importante a considerar es que con esta tecnología solo se dispone de agua que reúne condiciones de cantidad y calidad en la época de lluvia.

Los riesgos de contaminación del agua en esta tecnología son altos y, por lo tanto, como resultado pueden ocurrir problemas de salud en los usuarios, por ello esta tecnología debe de apoyarse siempre con programas de educación sanitaria.

Aplicación
La captación del agua de lluvia para consumo humano está recomendada sólo para zonas rurales o urbano marginales con niveles de precipitación pluviométrica que hagan posible el adecuado abastecimiento de agua de la población beneficiada.

Requisitos previos

• El diseño del sistema de captación de agua de lluvia con fines de abastecimiento de agua debe estar basado en los datos de precipitación mensual de por lo menos diez años.
• La oferta de agua de lluvia se debe determinar a partir del promedio mensual de las precipitaciones correspondientes al período de años analizados.
• La demanda de agua para el diseño de sistemas de captación de agua de lluvia debe considerar un mínimo de cuatro litros de agua por persona por día (4L/h/d) para ser destinada solamente a la bebida, preparación de alimentos e higiene bucal.

Diseño
El sistema de captación de agua de lluvia para consumo humano se compone de cuatro partes principales: a) captación; b) recolección; c) interceptor; y d) almacenamiento.

Captación

• Está conformada por el techo de la vivienda, el mismo que debe tener una pendiente no menor al 5% en dirección a las canaletas de recolección del agua de lluvia.

• Los coeficientes de escorrentía a ser aplicados, según el material constructivo del techo son:

• Lámina o calamina metálica 0.90
• Tejas de arcilla 0.80 – 0.90
• Madera 0.80 – 0.90
• Paja 0.60 – 0.70

Recolección

• Las canaletas podrán ser de PVC, metálicas galvanizadas, bambú o cualquier otro material que no altere la calidad físico-química del agua recolectada.
• El ancho mínimo de la canaleta será de 75mm y el máximo de 150mm.

• Las canaletas deberán estar fuertemente adosadas a los bordes más bajos del techo.
• El techo deberá prolongarse hacia el interior de la canaleta, como mínimo en un 20% del ancho de la canaleta.
• La distancia que debe mediar entre la parte superior de la canaleta y la parte más baja del techo debe ser la menor posible para evitar la pérdida de agua.
• El máximo tirante de agua en las proximidades del interceptor no deberá ser mayor al 60% de la profundidad efectiva de la canaleta.
• La velocidad del agua en las canaletas no deberá ser mayor de 1.00m/s.
• Para calcular la capacidad de conducción de la canaleta se podrán emplear fórmulas racionales como la de Manning con sus correspondientes coeficientes de rugosidad, acordes con la calidad.
• Las uniones entre canaletas deben ser herméticas y lo más lisas posibles para evitar el represamiento del agua.

Interceptor

• El volumen del interceptor se debe calcular a razón de un litro de agua de lluvia por metro cuadrado del área del techo drenado.
• El techo destinado a la captación del agua de lluvia puede tener más de un interceptor. En el caso que el área de captación tenga dos o más interceptores, ellos deberán atender áreas específicas del techo y por ningún motivo un determinado interceptor deberá captar las primeras aguas de lluvia de un área que es atendida por otro interceptor.
• Al inicio del tubo de bajada al interceptor deberá existir un ensanchamiento que permita encauzar el agua hacia el interceptor sin que se produzcan reboses, y su ancho inicial debe ser igual al doble del diámetro de la canaleta debiendo tener la reducción a una longitud de dos veces el diámetro.
• El diámetro mínimo del tubo de bajada del interceptor no será menor a 75mm.
• La parte superior del interceptor deberá contar con un dispositivo de cierre automático una vez que el tanque de almacenamiento del interceptor se haya llenado con las primeras lluvias.
• El fondo del tanque de almacenamiento del interceptor deberá contar con grifo o tapón para drenaje del agua luego de concluida la lluvia.
• El interceptor contará con un dispositivo que debe cerrarse una vez que se hayan evacuado las primeras aguas de lluvia.

Almacenamiento

• El volumen del tanque de almacenamiento será determinado a partir de la demanda de agua, de la intensidad de las precipitaciones y del área de captación
• El tanque de almacenamiento podrá ser enterrado, apoyado o elevado (ver ejemplo en fotografía debajo) y tendrá una altura máxima de 2m. En este último caso, la parte superior del tanque no deberá estar a menos de 0.30 metros con respecto al punto más bajo del área de captación.
• El tanque de almacenamiento deberá contar con tapa sanitaria de 0.60 x 0.60m para facilitar la limpieza o el mantenimiento; drenaje de fondo para la eliminación del agua de lavado; grifo situado a 0.10m por encima del fondo; rebose situado a 0.10m por debajo del techo, e ingreso del agua de lluvia. El ingreso del agua de lluvia podrá realizarse por el techo o por las paredes laterales del tanque de almacenamiento y no deberá ser menor de 75mm de diámetro.
• El interior del tanque de almacenamiento deberá ser impermeable y por ningún motivo el agua debe entrar en contacto con el medio ambiente a fin de garantizar la calidad del agua.
• Se podrá instalar en el interior del tanque de almacenamiento un filtro de arena para purificar el agua de lluvia al momento de su extracción. El filtro deberá diseñarse de modo que la velocidad de filtración sea menor a 0.2 m/hora.
• Los tanques de almacenamiento apoyados deben tener alrededor de su base una losa de protección contra la infiltración de 0.20m de ancho. Asimismo, en la zona donde se ubica el grifo para la extracción del agua debe construirse una losa de 0.50 x 0.50m y borde de 0.10 m de alto. Esta losa debe contar con dren para eliminar el agua que pueda almacenarse durante la extracción del agua.
• El extremo de la tubería de drenaje y de rebose deben apartarse de la pared del tanque de almacenamiento no menos de un metro y descargar a una canaleta para su disposición final.
• El volumen del tanque de almacenamiento se determinará por medio del balance de masa a partir del mes de mayor precipitación y por el lapso de un año, entre el acumulado de la oferta de agua (precipitación pluvial promedio mensual de por lo menos 10 años) y el acumulado de la demanda mes por mes del agua destinada al consumo humano. El volumen neto del tanque de almacenamiento es la resultante de la sustracción de los valores máximos y mínimos de la diferencia de los acumulados entre la oferta y la demanda de agua. (Ver fórmulas en el ítem captación).
• El volumen de diseño del tanque de almacenamiento será igual al 110% del volumen neto.

Tratamiento
El agua retirada del tanque de almacenamiento podrá ser tratada por medio de filtros de mesa o filtración seguida de cloración o cualquier otro proceso de desinfección.

Mantenimiento
(Asegura que la máxima cantidad de agua de lluvia es recolectada adecuadamente).

• Reparar cualquier hueco en el techo, evitar goteras.
• Limpiar los techos y canales entre lluvias.
• Remover partículas extrañas y material fecal de pájaros.
• Asegurar que el canal esté fijado adecuadamente en el techo.
• Chequear todos los dispositivos y mallas.
• Mantener limpio el sistema de almacenamiento, hacer limpieza periódicamente.