29 November 2018

Tuberías de agua de lluvia

Author/Compiled by
Pablo Enrique Cisneros Valdez (SARAR)

Executive Summary

La red de tuberías de aguas de lluvia transporta el agua cosechada en techos y la canaliza hacia un punto de almacenamiento. El objetivo de este sistema es el transporte eficiente y eliminación de impurezas antes de llegar al punto de almacenamiento. En el proyecto “El agua segura nos beneficia a todos” implementado por Sarar Transformación en San Juan Tlacontenco, Morelos, se instalaron este tipo de sistemas, mejorando la eficiencia y calidad en la cosecha de agua de lluvia.

Advantages
Diseño flexible y adaptabilidad a diversos contextos
No se requiere energía eléctrica para su funcionamiento
Costo de instalación relativamente bajo
Disadvantages
Requiere de monitoreo constante durante el periodo de lluvias
El correcto dimensionamiento de las canaletas requiere cierto conocimiento especializado
El sistema de desviación de primeras lluvias no remueve compuestos disueltos en agua ni sustancias químicas, tales como pesticidas

Introducción

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En la red de tuberías de agua de lluvia se pueden diferenciar tres partes. La primera parte la conforman las canaletas que se colocan en la parte baja de la pendiente de la superficie de captación, que idealmente ha de contar con una pendiente del 2%. Pueden ser de diferentes materiales como tubos de PVC- ABS, polipropileno, polietileno, lámina galvanizada, madera, bambú, etc. La segunda parte es el bajante (puede haber más de uno, dependiendo de las dimensiones y diseño de la superficie captadora), idealmente de PVC. El último elemento es el sistema de desviación de primeras lluvias, que retirará la mayor cantidad de partículas sólidas y algunos microrganismos. Existen gran variedad de desviadores de primeras lluvias: ejemplos comunes son el filtro de tubos verticales, el sistema de tambo o los tlaloques prefabricados (GUTIÉRREZ y BULNES 2016). En algunos casos se puede instalar filtros de flujo ascendente o filtros de gravas o arenas, obteniendo una efectividad similar.

Consideraciones de diseño

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Para determinar el tamaño de las canaletas es importante considerar el caudal que entrará al sistema. Para ello, se debe calcular la capacidad de captación en una lluvia promedio (m3) y estimar el tiempo de duración de la lluvia (s). Una vez conocido el caudal (m3/s), se determina la capacidad nominal que deben tener las canaletas. Esto puede resultar difícil si los proveedores de tubos y canaletas no especifican su capacidad nominal. Como regla general, para superficies de captación de 50 m2 o menores se recomiendan canaletas galvanizadas calibre 26 o tubos de PCV de 6” cortados a la mitad longitudinalmente (CONAFOR 2017). Las canaletas deben contar con tapas en los extremos, ménsulas o abrazaderas ancladas al techo a cada 60 cm y estar instaladas con una pendiente de 2% hacia el punto de conexión con el bajante (CONAGUA 2016). Las canaletas deben colocarse lo más cerca posible del borde del techo para evitar que el agua salpique hacia afuera y 5 centímetros hacia adentro de éste para evitar escurrimientos por goteo. Cuando la pendiente de la superficie captadora es muy grande se deben considerar canaletas con pared frontal más alta (CONAFOR 2017). El traslape entre canaletas debe ser de al menos 10 cm, incluyendo remaches y silicón para garantizar la hermeticidad de las uniones.

El bajante debe contar con un embudo de diámetro mayor (en el cono superior) en el punto de descarga de la canaleta, para evitar pegar la canaleta al bajante, pues esto podría provocar rupturas o fugas por dilatación o falta de flexibilidad. El material de los bajantes debe ser un tubo de PVC no menor a 3” (CONAFOR 2017). Antes de entrar al sistema desviador de primeras lluvias (también llamado filtro) es importante colocar una barrera tipo coladera para retirar solidos de gran tamaño. Aunque existe cierta controversia en el dimensionamiento del sistema desviador de primeras lluvias, es generalmente aceptado que el volumen de agua que se desvía se encuentre entre 0,5-2 l/m2 (GUTIÉRREZ y BULNES 2016), dependiendo de la calidad del aire, aun cuando en comunidades rurales esta se considera buena en la mayoría de los casos. Los sistemas de descarga de primeras lluvias, que normalmente se componen de un bypass, evitan que tanto las partículas suspendidas en el aire como los materiales indeseables acumulados en los techos, lleguen al tanque de almacenamiento del agua de lluvia. Abajo se muestran dos imágenes, donde la del lado derecho representa el principio de funcionamiento del interceptor de primeras lluvias, en el que una pelota de plástico sube con el nivel del agua, sellando la entrada al contenedor de primeras lluvias al alcanzar el volumen de agua desviada. Esta es la tubería blanca y vertical de PVC que se visualiza en la imagen del lado izquierdo:

Sistema de tuberías de agua de lluvia con funcionamiento de pre-filtro
Red de tuberías de agua de lluvia. Fuente: DOLMAN and LUNDQUIST 2008, p.4 y 5

 

Idoneidad

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La red de tuberías de agua de lluvia puede adaptarse fácilmente a los diversos contextos rurales, se utilizan materiales fáciles de conseguir y la instalación no requiere conocimientos técnicos complejos. La técnica de intercepción de primeras lluvias puede adaptarse a las condiciones y necesidades de cada uno de los lugares en donde se instale. Uno de los principales problemas que se presenta es la falta de mantenimiento de las canaletas, lo cual puede reducir significativamente la eficiencia en la cosecha de lluvia. En contextos rurales, donde el acceso al agua es escaso, el agua que se recolecta en el desviador de primeras lluvias puede ser utilizada para actividades que no involucren el consumo humano.

Aspectos de salud y aceptación

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En contextos rurales donde no existe fácil acceso a recursos hídricos es común encontrar canalizaciones improvisadas para cosechar agua de lluvia. Esto hace que muchas comunidades se encuentren familiarizadas con esta tecnología, sin embargo, la calidad (la mayoría no cuenta con un desviador de primeras lluvias) y cantidad de agua que se cosecha está lejos de ser óptima. Es importante resaltar que el desviador de primeras lluvias no remueve todos los microorganismos que pudiera transmitir al agua la superficie captadora, por lo que un tratamiento posterior, tales como filtros de cerámica, cloración, ebullición, filtración de bioarena y desinfección solar, debe realizarse antes de su consumo (MARTINSON and THOMAS 2015). Existen riegos de proliferación de vectores (mosquitos, moscas y otros insectos) de transmisión de enfermedades cuando se deja destapado el sistema de desviación de primeras lluvias.

Operación y mantenimiento

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El drenaje del desviador de primeras lluvias debe mantenerse abierto durante las primeras dos o tres lluvias. Durante el período de lluvias, es importante monitorear el estado del agua dentro del contenedor del desviador; si se observa que el agua tiene un aspecto turbio o con gran cantidad de partículas sólidas se deberá realizar el vaciado y limpieza del contenedor. Por otro lado, se deben limpiar las canaletas cada tres meses, así como remover insectos o pequeños animales que se encuentren dentro de estas. Se debe retirar las partículas encontradas en la trampa de sólidos de manera trimestral o cuando esta se encuentre obstruida (GUR y SPUHLER 2018). Finalmente, hay que fijar las canaletas y soportes de manera semestral, así como reparar rupturas y/o fugas en éstas o en las líneas de conducción en cuanto se presenten.

Library References

Lineamientos técnicos: sistema de captación de agua de lluvia con fines de abasto de agua potable a nivel vivienda

CONAGUA (2016): Lineamientos técnicos: sistema de captación de agua de lluvia con fines de abasto de agua potable a nivel vivienda. México D.F. (México): Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). Programa Nacional para Captación de Agua de Lluvia y Ecotecnias en Zonas Rurales (PROCAPTAR) URL [Accessed: 02.08.2018] PDF
Further Readings

Captación y almacenamiento de agua de lluvia

Se describen contextos latinoamericanos, así como la descripción general de diversos sistemas de captación de agua de lluvia y su posible utilización.

FAO (2013): Captación y almacenamiento de agua de lluvia. Opciones técnicas para la agricultura familiar en América Latina y el Caribe. Santiago de Chile (Chile): Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) URL [Accessed: 07.08.2018] PDF

Sistemas de captación de lluvia - Isla Urbana

Isla Urbana es una organización mexicana dedicada a demostrar la viabilidad de la captación de agua de lluvias en el país. En su página web no solo presentan sus productos y servicios, sino que además en la sección de herramientas, presentan una biblioteca con manuales y documentos importantes, una calculadora para el aprovechamiento de lluvia y un observatorio hidrológico.

ISLA URBANA (2018): http://islaurbana.mx/ [Accessed: 01.11.2018]

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