AGUAS PLUVIALESDescargas, dimensionamiento, almacenamiento de agua pluvial y distribución para riego de jardines.

Aguas pluvialesSon las aguas provenientes de las lluvias que escurren superficialmente por el terreno.Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo.

Aguas pluvialesExisten tres  opciones  diferentes  de  reciclaje  de  agua en el hogar. Se pueden reciclar las aguas grises, las aguas negras y se puede aprovechar así mismo el agua de  lluvia que cae sobre nuestro tejado.

Aguas pluvialesLa FAO recomienda el uso de aguas negras  recicladas precisamente  para  regar  el  jardín, dado que el tratamiento de las mismas las higieniza pero no elimina los fosfatos y nitratos, que son la base de los abonos.

*FAO, por sus siglas en inglés, es La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.

Aguas pluvialesLa importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para uso doméstico y consumo humano es de gran relevancia para la mayoría de las poblaciones, sobre todo aquellas que no tienen acceso a este vital líquido.

Aguas pluvialesLa recuperación de agua pluvial consiste en filtrar   el  agua  de lluvia  captada  en una superficie determinada, generalmente el tejado o azotea, y almacenarla en un depósito.

Captación de aguas pluvialesEs importante identificar los principales componentes de un Sistema de Captación del Agua de Lluvia (SCALL), su funcionamiento, los criterios de diseño más sobresalientes, las características de los materiales de construcción, la forma de construir estos sistemas, su operación y mantenimiento, de tal forma que se puedan ejecutar los proyectos.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluvialesEl sistema más sencillo se compone de tres partes: Una área de donde se colecta el agua de la lluvia; un sistema de conducción para mover el agua; y un jardín o patio donde las plantas utilizan el agua. Típicamente los sistemas complejos se diseñan no solamente para juntar y desviar agua sino también para filtrar, almacenar, y distribuirla para el uso futuro.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

Área de ColecciónUna cuenca es una superficie donde se puede juntar aguas pluviales. Las cuencas más eficientes son superficies impermeables y lisas.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

Sistema de ConducciónLos componentes de conducción llevan el agua a un lugar específico del paisaje o hacia un recipiente de almacenamiento. Las canales de desagüe de los techos es la forma más común de conducción. La gravedad provee la fuerza necesaria para dirigir el agua por canales hacia tanques de almacenamiento.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

FiltrosSegún la cantidad de basura en el agua, un sencillo filtro para hojas a veces es toda la filtración necesaria. Si el agua almacenada se usará en un sistema de riego por gotear, es necesaria más filtración para evitar que los tubos de riego y los emisores se obstruyan.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

AlmacenamientoLos tanques de lluvia y cisternas guardan agua de lluvia para el uso futuro. Los tanques y cisternas deben ser opacos y protegidos de la luz solar directa y tapados para que no se meta ni basura ni mosquitos.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

Sistema de DistribuciónEl sistema de distribución lleva el agua almacenada de los tanques a las plantas o a donde se requiera su uso. Los sistemas pueden incluir tubos de agua y emisores de goteo. Una bomba eléctrica puede ser necesaria para llevar agua a áreas que no están cuesta abajo de la cisterna.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

Áreas SembradasFinalmente, agua pluvial se lleva al área del jardín o paisaje donde las plantas la utilizarán.

Elementos de un sistema de distribución de aguas pluviales

Captación de aguas pluvialesPara ello debe considerarse lo siguiente:

• Localización del sitio para establecer el SCALL.• Determinación de la demanda de agua por la familia o por la

comunidad.• Cálculo de la precipitación pluvial neta.• Área de captación del agua de lluvia.• Diseño del sistema de conducción del agua captada.• Diseño del volumen del sedimentador por trampa de sólidos.• Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada.• Diseño para el bombeo del agua almacenada al local de la planta

de tratamiento.• Diseño del sistema del tratamiento del agua de lluvia.

Ventajas de la captación de aguas pluviales

•Ahorro evidente y creciente en la factura del agua. •Uso de un recurso gratuito y ecológico.•Pueden recibir subvenciones en función del

municipio•Contribución a la sustentabilidad y protección del

medio ambiente•Una buena instalación de recogida de agua es

sencilla y, por tanto, existen riesgos mínimos de averías y apenas requiere de mantenimiento.

Determinación de la demanda de aguaLa expresión matemática para calcular la demanda de agua es la siguiente:

Determinación de la demanda de aguaDonde:•Dj = demanda de agua en el mes j,

(m3/mes/población).•Nu = número de beneficiarios del sistema.•D = dotación, en l /persona/ día.•Nd j = número de días del mes j.•1000 = factor de conversión de litros a m3.

Determinación de la demanda de aguaCoeficientes  de  escurrimiento  (Ce)  de  los  diferentes materiales en el área de captación

TIPO DE CAPTACIÓN CECubiertas Superficiales

Concreto 0.60 – 0-80Pavimento 0.50 – 0.60Geomembrana de PVC 0.85 – 0.90

AzoteaAzulejos, teja 0.80 – 0.90Hojas de metal acanaladas 0.70 – 0.90

Orgánicos (hojas con barro) <0.20Captación en tierra

Suelo con pendientes menores al 10% 0.00 – 0.30Superficies naturales rocosas 0.20 – 0.50

Determinación de la demanda de aguaFórmula para estimar la precipitación neta:

Donde:•PNijk = precipitación neta del día i, mes j y año k, mm,•Pijk = precipitación total del día i, mes j y año k, mm,•η captación = eficiencia de captación del agua de

lluvia, 0.765.

Determinación de la demanda de aguaEl área de captación del agua de lluvia se obtiene con la ecuación:

Donde:•A= Área de captación, m2•a= Ancho de la casa, m•b= Largo de la casa, m

Sistema de conducción del agua de lluvia captadaEl agua pluvial captada en techos y áreas de escurrimiento debe ser conducida al sistema de almacenamiento, mediante canaletas de lámina galvanizada y tubería de PVC.

Sistema de conducción del agua de lluvia captadaEl caudal de conducción en la tubería se obtiene con la siguiente expresión:

Sistema de conducción del agua de lluvia captadaEl diámetro se determina despejando el área de la ecuación de continuidad (Sotelo, 2005).

Sistema de conducción del agua de lluvia captadaDonde:

•Qc = caudal de conducción, l.p.s.• 5/18 = Factor de conversión de m3 h-1 a l.p.s.• Aec = es el área efectiva de captación del agua de lluvia, m².• I lluvia = es la intensidad máxima de lluvia en la zona, 0.05 m

h-1.• D = diámetro de tubería, m.• L = longitud del tubo, m.• V = velocidad media, m/s-1.• π = 3.1416

CanaletasLas canaletas son accesorios para colectar y conducir los escurrimientos pluviales a un sistema de almacenamiento, sus dimensiones están en función de la duración de la precipitación (cortas y homogéneas), tiempo de concentración del agua, la longitud del área de paso y de su pendiente.

CanaletasEn un área de captación el tiempo de concentración es un parámetro fundamental en el estudio hidrológico de una cuenca y áreas de escurrimiento con pendiente, está descrita por expresiones matemáticas, que basándose en características físicas del área de captación

CanaletasFórmulas:

CanaletasDonde:•S = es la pendiente media• L = es la longitud del área de captación en m•Tc = tiempo de concentración•Tp = Tiempo en el que se alcanza el máximo

escurrimiento•D = duración de la precipitación

Estimación del área de la canaletaEl flujo en canaletas de captación y conducción se comporta como un flujo espacialmente variado, ya que el agua se va recolectando a lo largo de la canaleta, para determinar el área necesaria de conducción se utiliza la ecuación de continuidad, en la cual solo se despeja el área y se asumen velocidades promedio de 0.9 m s-1 en pendientes 2 a 4% y 1.2 m s-1 en pendientes 4 a 6%.

Estimación del área de la canaletaFórmulas:

Estimación del área de la canaletaDonde:•Q p= flujo en la canaleta, m3/s-1

•v = velocidad del flujo en la canaleta, m/s-1

•A = área de la sección transversal, m2

Estimación del área de la canaletaFórmula:

Donde:•Qp = gasto máximo.•P = precipitación efectiva, mm•A = área de captación o de la cuenca, km²•0.278 = factor de conversión a m3/s-1

Estimación del área de la canaletaDonde:•Q p= flujo en la canaleta, m3/s-1

•v = velocidad del flujo en la canaleta, m/s-1

•A = área de la sección transversal, m2

Diseño del sistema de almacenamientoEl almacenamiento del agua de lluvia consiste en depositarla dentro de cisternas, para abastecer a una población considerada durante los meses de sequía y los de no sequía.El criterio para el diseño del volumen de la cisterna consiste en considerar la demanda de agua mensual que necesita una población durante los meses de sequía más dos meses (coeficiente de seguridad).

Diseño del sistema de almacenamientoFórmula:

Donde:•V cisterna = volumen mínimo de la cisterna, m3.•D j = demanda mensual, m3.•M sequía + 2 = meses con sequía más 2.

GRACIAS