12 Diciembre 2018

Cámara de captación de manantiales

Autor
Marco Bruni (seecon)
Dorothee Spuhler (seecon)
Adaptado por
Luis Roberti Pérez (seecon)
Adaptado de

Resumen ejecutivo

En muchas áreas rurales, a menudo se accede al agua de manantial sin haber implementado medidas adecuadas de protección o haber instalado sistemas de captación apropiados. Como consecuencia, el manantial se puede contaminar, haciendo que la calidad del agua no cumpla con los criterios para los estándares de agua potable. Un manantial correctamente aprovechado puede mejorar sustancialmente el suministro de agua de una comunidad si se combina con medidas de protección adecuadas.

Ventajas
El riesgo de contaminación del manantial disminuye con la instalación de sistemas de captación
Requiere de la participación de la población beneficiaria logrando que, a largo plazo, se identifiquen con el proyecto
No se requiere de un sistema de distribución complejo o de bombeo debido a que los manantiales, generalmente, se localizan por encima del punto de consumo
La operación y mantenimiento puede llevarla a cabo un cuidador de la localidad
Los costos de construcción y mantenimiento de un sistema de captación de manantial son mucho más bajos comparados con otras fuentes de agua
Evita la obstrucción del afloramiento del manantial
Desventajas
Requiere orientación de un técnico o capataz con experiencia en la fase de la construcción
Sin sistemas de captación y protección adecuados se corre el riesgo, no sólo de que los manantiales se contaminen sino de que la calidad del agua no cumpla con los estándares establecidos
En localidades de difícil acceso podría haber dificultades en la construcción del sistema de captación, para la provisión de materiales como cemento, tuberías, entre otros
El rendimiento del manantial puede disminuir o llegar a secarse durante periodos de sequía extrema
Se necesita de una limpieza regular en el entorno del sistema de captación para evitar la contaminación

Introducción

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Antes de comenzar a diseñar y desarrollar cualquier tipo de fuente de agua, se debe realizar una evaluación inicial para poder administrar de manera eficiente los recursos hídricos. Esta evaluación incluye, por un lado, una estimación del balance de agua (es decir, recolección de datos hidrológicos, determinación del estado actual, tendencias del suministro de agua, un análisis de insumo-producto y un análisis de flujo de agua y materiales) y, por otro, una evaluación de los recursos hídricos (es decir, la evaluación y estudio sistemático de los mismos en relación con el impacto humano; por ejemplo: evaluación de la demanda, estimación de tendencias, análisis del uso y la calidad del agua). Al analizar la evaluación de la demanda, los problemas de asignación de agua juegan un papel vital. Eventualmente, esta evaluación puede conducir a un plan de desarrollo de recursos hídricos que describa el estado, la gestión y el desarrollo futuro de los mismos en un área o cuenca hidrográfica en particular.

Sistema de captación de manantial
Sistema de captación de manantial. Fuente: CARE PERU 2001, p.19

Tras haber identificado un manantial factible, se requiere la construcción de un sistema de captación para hacer accesible la fuente. La participación de la población local es muy importante para garantizar que sus habitantes se identifiquen con el proyecto a largo plazo. Sin embargo, se requiere una orientación muy firme de un capataz o técnico con experiencia (MEULI and WEHRLI 2001), con el fin de agilizar la resolución de problemas técnicos. Por lo tanto, se necesita cuidado y experiencia para la construcción adecuada del sistema de captación del manantial (SMET and WIJK 2002). Su construcción, a menudo, requiere estructuras de concreto y, por lo tanto, materiales como cemento, arena limpia y grava. Claramente, también se necesitan varias tuberías y herramientas de construcción.

Consideraciones de diseño

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Como se dijo anteriormente, la fase de diseño y construcción del sistema de captación de manantiales debe llevarse a cabo con mucho cuidado, ya que una vez ejecutados los diferentes elementos no se debe acceder al área de trabajo. Un error en estas fases puede conllevar el fracaso del sistema de suministro de agua. La construcción del sistema de captación de manantiales se divide en las siguientes etapas: 1) excavación del manantial, 2) construcción de la captación, 3) relleno posterior del sistema filtrante, 4) instalación de la tubería de suministro, 5) fabricación de la cámara (caja, en algunos casos) del manantial y, 6) relleno de la cobertura de tierra y finalización de la zona de protección (MEULI and WEHRLE 2001).

Captación de manantiales de gravedad
Sistema de captación de manantial de gravedad. Fuente: SMET and WIJK 2002, p.160

A continuación, se presentan las características principales del diseño del sistema de captación de las dos clases de manantiales más conocidas: de gravedad y artesianos. En este sentido, los principales componentes en el diseño de un sistema de suministro de agua de manantial de gravedad incluyen, (a) el área real de recolección de agua de manantial, donde el agua del acuífero se canaliza a un único punto de descarga; (b) la tubería de suministro; (c) la cámara de captación (o caja del manantial) y (d) la salida a un tanque de almacenamiento. El área de recolección es una parte crítica e involucra la extracción de agua del acuífero (SMET and WIJK 2002).

Aunque no siempre es necesaria, una cámara de captación puede proporcionar muchos beneficios. Protege el agua de manantial de la contaminación por escorrentía superficial, del contacto con humanos y animales, y actúa como una cuenca de sedimentación (WFTW 1982). Sin embargo, su ventaja particular es el almacenamiento de agua. Cuando un manantial tiene un flujo bajo y no puede cumplir con las demandas máximas durante el día, si se permite que se acumule el agua por la noche y en periodos de bajo consumo, podría llegar a satisfacer las necesidades de una comunidad (JACKSON et al. 2001). Otra ventaja de dichas cámaras es que también pueden actuar como tanques de sedimentación, ayudando a la eliminación de sedimentos suspendidos. Esta es una ventaja adicional para mejorar la calidad del agua, ya que las bacterias y otros organismos generalmente se unen a las partículas del suelo (WATERAID 2008).

Sistema de captación de manantial artesiano
Sistema de captación de manantial artesiano. Fuente: SMET and WIJK 2002, p.165

En lo que respecta a los manantiales artesianos, el sistema de captación difiere de los manantiales de gravedad ya que el flujo de agua se orienta verticalmente. El tipo de construcción también depende del tamaño del manantial y del tipo de suelo. En el caso de suelo de tipo blando, se suele seguir el mismo procedimiento que para los pozos excavados a mano, mientras que cuando el suelo es de naturaleza rocosa con fisuras, la construcción del sistema se hace siguiendo los pasos siguientes: 1) excavación, 2) diseño y construcción de la captación, en donde hay una zona recolectora del agua que brota de la tierra y una tapa o cubierta de la captación y 3) relleno de la cobertura de tierra (MEULI and WEHRLE 2001).

Idoneidad

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El uso de manantiales como fuente principal para el suministro de agua de la comunidad es aplicable siempre que su rendimiento en términos de cantidad y calidad sea suficiente. Sin embargo, para mantener la calidad del agua, se ha de garantizar la protección de la zona de captación del material y así evitar su contaminación. Aunque los requerimientos de operación y mantenimiento de un manantial son bajos, el monitoreo de la calidad del agua debe realizarse regularmente. Dado que los manantiales pueden ser lugares con un importante significado simbólico o religioso para algunas culturas, se ha de considerar este factor a la hora construir un sistema de captación (MEULI and WEHRLE 2001).

Se pueden aplicar sistemas de abastecimiento comunal por gravedad, sin tratamiento o los de fuentes pequeñas protegidas con transporte manual, tanto en comunidades como a nivel de vivienda. En caso de que se sospeche de la baja calidad del agua del manantial, se debe asegurar un tratamiento adicional, como es el caso de abastecimiento comunal por gravedad, con tratamiento. Pese a que ambos sistemas son aplicables a los ocho escenarios establecidos, se debe establecer la viabilidad técnica del manantial, en particular determinar la fisuras en el sustrato rocoso, la depresión del suelo o el desborde de las aguas subterráneas.

Aspectos de salud y aceptación

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El agua de manantial generalmente está a salvo de contaminantes (es decir, patógenos, productos químicos, metales), ya que el agua subterránea se filtra de forma natural a medida que fluye a través del suelo. Por lo tanto, el agua de manantial generalmente es segura para el consumo humano. Sin embargo, es aconsejable instalar una cámara de captación que actúe como un tanque de sedimentación. Independientemente del tipo de manantial y del sistema de captación implementado, un punto importante a ser tomado en cuenta es la protección permanente del manantial y de su entorno directo, para evitar la contaminación (natural o antropogénica) y garantizar la calidad del agua potable a largo plazo (WAARDE et al., s.f.). Esto incluye un manejo adecuado de las actividades agrícolas (por ejemplo, aplicación de pesticidas, estiércol), saneamiento (contaminación fecal), desechos, etc. En caso de que el agua esté contaminada, se debe aplicar un sistema de tratamiento, ya sea comunal o a nivel de vivienda. La cloración adicional (residual) puede ser necesaria si el agua de manantial se canaliza a través de un sistema de distribución por tubería.

Operación y mantenimiento

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Las captaciones de manantiales presentan unos requerimientos de operación y mantenimiento mucho menores a otros sistemas de captación. Un diseño simple, combinado con una construcción de alta calidad para todas las estructuras en el área de captación, mantendrá las necesidades de mantenimiento al mínimo. Sin embargo, todas las captaciones de manantiales necesitan un monitoreo periódico (mensual) para garantizar la calidad del agua y evitar problemas operativos en la cuenca. Los trabajos menores, como reparaciones básicas o actividades de monitoreo, pueden ser planificados y llevados a cabo por el cuidador (HELVETAS s.f.). En caso de reparaciones importantes como, por ejemplo, puntos o manchas de humedad alrededor de la zona de captación, fugas en la cámara de captación, etc., debe consultarse al servicio responsable. Los siguientes aspectos deben verificarse durante las visitas regulares (MEULI and WEHRLI 2001):

En la zona de protección del manantial:

  • Estado de la cerca del área de protección
  • Drenaje de desviación por encima del punto de captación
  • Puntos o manchas de humedad que indiquen una fuga de la cuenca
  • Intrusión, como agricultura prohibida en el área de captación de agua

 

En la cámara del manantial:

  • Fugas en la cámara
  • Estado de la tapa protectora
  • Obstrucción en la línea de suministro: el agua pasa por la tubería drenaje
  • Condiciones de ventilación
  • Calidad y cantidad del agua
  • Sedimentación en la cámara
  • Si es posible, medir el rendimiento del manantial y compararlo con los datos de años anteriores
Referencias

Spring Catchment

MEULI, C. and WEHRLE, K. (2001): Spring Catchment. St. Gallen (Switzerland): Series of Manuals on Drinking Water Supply, Vol. 4, Swiss Centre for Development Cooperation in Technology and Management (SKAT) URL [Visita: 01.09.2018] PDF
Lecturas complementarias

Guía para el diseño y construcción de captación de manantiales

Guía en español que ofrece información, conceptos y herramientas valiosas respecto al diseño y construcción de captaciones de manantiales. Desde definiciones y glosarios de términos, pasando por fuentes de abastecimiento, tipos de sistemas y diseño de las obras de captaciones, hasta terminar con la construcción de las captaciones de manantiales de ladera y de fondo.

AGÜERO, R. (2004): Guía para el diseño y construcción de captación de manantiales . Lima (Perú): Organización Panamericana de la Salud (OPS). URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Sistema de captaciones de agua en manantiales y pequeñas quebradas para la Región Andina

Manual en español con información bastante completa sobre la captación de manantiales y pequeñas quebradas, destinado a profesionales, técnicos y trabajadores del sector del agua en comunidades rurales. Está ilustrado con una variedad de imágenes, que muestran distintas tecnologías de captación de agua de manantiales y quebradas de forma sencilla y práctica.

GARCÍA, J., ZAMORA, J. y BILBAO, L. (2011): Sistema de captaciones de agua en manantiales y pequeñas quebradas para la Región Andina . Buenos Aires (Argentina): Ediciones Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), 1ra edición, Colección Agricultura Familiar, vol.8. URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Captación en manantial mediante cámara de captación

Ficha en español resumida que forma parte de un documento relacionado con proyectos de diseño y construcción de sistemas de abastecimiento de agua y saneamiento. Está orientado a profesionales, estudiantes, voluntarios, ONGs. Presenta información sencilla sobre dimensiones técnicas, socioeconómicas, sociales y medioambientales.

LOSADA, C. y ORDÓÑEZ, J. (s.f.): Captación en manantial mediante cámara de captación. Base de datos para la redacción de Proyectos: Agua y Desarrollo – Ficha No. 7. Granada (España): Laboratorio de Ingeniería para el Desarrollo Sostenible (lids). URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Technical brief, Spring Protection

Documento en inglés en el que se trata de la captación y protección de los manantiales, incluyendo información sobre la zona de captación, su entorno y construcción de la cámara de captación. Además, explica dos métodos de reducción de sedimentos presentes en agua de grandes manantiales, así como métodos alternativos de protección de las cámaras de captación.

OXFAM (2008): Technical brief, Spring Protection. Oxford (UK): OXFAM International URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Spring Catchment

Publicación en inglés, altamente recomendada, que comprende todo lo relacionado con el establecimiento de un sistema de suministro de agua basado en los manantiales. Se da información sobre los principios hidrogeológicos subyacentes, las investigaciones preparatorias, el diseño, la construcción, la operación y el mantenimiento, y analiza los errores más comunes cometidos en las cuencas de captación de manantiales.

MEULI, C. and WEHRLE, K. (2001): Spring Catchment. St. Gallen (Switzerland): Series of Manuals on Drinking Water Supply, Vol. 4, Swiss Centre for Development Cooperation in Technology and Management (SKAT) URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Small Community Water Supplies - Technology, People and Partnership

Libro en inglés que proporciona importantísima información sobre diversos temas que corresponden con el abastecimiento de agua en pequeñas comunidades. En el capítulo 8 se habla sobre la extracción de agua de manantial con temas como la identificación del manantial, los tipos de manantiales, estudio de factibilidad, así como también el diseño, construcción y protección del sistema de captación.

SMET, J. and WIJK, C. (2002): Small Community Water Supplies - Technology, People and Partnership. Spring Water Tapping. Delft (The Netherlands): Technical Paper Series 40, International Water and Sanitation Centre (IRC), Spring Water Tapping - Chapter 8, pp. 151-167. URL [Visita: 01.09.2018] PDF

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