Estudio del caso: Sistema para Captar Lluvia a Nivel Comunitaria Para La Colonia 5 de Marzo Daniel Sussman, Bren School of Environmental Science and Management, University of California, Santa Barbara Descripción General La captura de lluvia es una alternativa para la adquisición de agua limpia. La comunidad de Colonia 5 de Marzo no tiene el acceso regular de agua limpia. La comunidad no tiene servicio regular de agua del municipio, pero hay 14 llaves de agua de proporcionan el agua en intervalos irregulares. A veces, esta agua no alcanza los estándares de agua potable. La colonia esta bien organizada, con un sistema de gobierno, un plan de calles trazadas, una iglesia, y una escuela. Los residentes de la Colonia 5 de Marzo platicaron a miembros de nuestro grupo de la inconveniencia para el profesor de tener que interrumpir las clases para acompañar a los estudiantes más jóvenes a la letrina, ubicado afuera de la sala. Objetivo Este estudio propone la construccion de un sistema para captar lluvia para los edificios escolares usando las azoteas de cuatro edificios como superficies de captación. El abastecimiento de agua creado de este sistema podría ser usado para fregaderos e inodoros en los edificios de la escuela. Este solucionaría la cuestión de interrupcion en las clases. Los servicios estarian integrados por un sistema de tratamiento de aguas residuales, como un humedal construido, para no contribuir a la contaminación de superficie adyacente y/o agua subterránea. Un humedal artificial trata las aguas residuales a traves de un proceso de tres pasos, que incluyen la sedimentación y la filtración, la precipitación y la adsorción de contaminantes, y metabolismo bacterial. Aunque el sistema requiere un gran espacio, la colonia tiene tierras adyacentes que podrían alojar un sistema como este antes de la liberación de las aguas residuales en el ambiente. Si el humedal artificial no fuera construido para tratar las aguas residuales, no recomendaríamos que el sistema de captura de agua sea usado para suministrar tocadores. Sin embargo, el sistema todavía ayudaría a solucionar el problema de la comunidad del abastecimiento de agua limpia. Note: No es garantizado que el agua recolectada del techo alcance los estándares de agua potable puesto por WHO. El agua debe ser monitoreada para determinar niveles de coliformes fecales. Localización Cinco de Marzo es localizado en el sur de San Cristóbal de las Casas. La parte del sur de esta comunidad es un área común e incluye los edificios escolares y
el molino viejo. Al sur, una corriente sirve como la frontera, al sur de la corriente se localiza el periférico, el cual rodea a la ciudad. Descripción Hay información sobre las consideraciones para construir un sistema de de captacion lluvia en el documento Estudio: Lavadero. Se puede referir a este documento para detalles. La Colonia 5 sistema de Marzo utilizaría los techos de los cuatro edificios escolares para captar la lluvia (vea la Figura 1). Figure 1 Un diagrama de los edificios escolares de Cinco de Marzo y ubicación de la cisterna. Tanques Estaran colocados en el lado de descenso de cada edificio. Estaran elevados en las torres construidas en la altura máxima, en la cual la parte superior del tanque esta debajo de la altura de los canales de colección. Las Canales de Colección Será colocado al debajo del borde del techo del edificio, para capturar y transportar el agua a una tubería común. La entrada al tubo tendrá una tela metálica en ella para impedir la entrada de basura del techo. Estara ubicada en un lugar accesible para permitir su limpieza. La Tubería Estará instalada en el punto más bajo del tanque para proporcionar el agua para usos interiores La tubería se extenderá a cada tanque suelo subterráneo, e ira a la cisterna de almacenaje principal.
La Cisterna Será construida aproximadamente 45 metros hacia el sudoeste de las escuelas en la misma posición del molino viejo (vea la Figura 2). La cisterna utilizara las paredes viejas del molino viejo. La figura 2: Dimensiones de Cisterna Comparando el área superficial de los cuatro techos con la precipitación de temporada lluviosa, y utilizando una eficacia de captura del 70-80 %, podemos estimar que el sistema capturará entre 628 y 718 metros cúbicos del agua por año. El agua de los techos será recolectada en un canal antes de fluir por la gravedad por un tubo central a la cisterna para el almacenaje. El sitio de la cisterna fue elegido ya que habia un monticulo de tierra y una pared de piedra, que ayudarán a apoyar las paredes de la cisterna. Dentro de estas paredes se construira un suelo de cemento, las paredes, y el techo. Debido al tamaño grande de la cisterna, el techo estara apoyado por varias columnas. La cisterna será capaz de contener ~900 metros cúbicos de agua.
Cada uno de los cuatro edificios escolares tendrá su propio tanque de plástico para suministrar al lavabo y los tocadores. Una opción de colocación podria construir un soporte para colocar el tanque de modo que sea lo suficientemente elevado para proporcionar la presión adecuada para el suministro, y que sea inferior que el canal (vea la Figura 3). En esta manera, el tanque puede estar lleno del agua de lluvia directamente del techo, eliminando un poco la necesidad de bombear el agua de la cisterna al tanque. Como se puede ver en el diagrama a continuacion, después de que el agua del techo llena el tanque a una cierta profundidad, las aguas salen del tanque y fluyen por la gravedad a la cisterna. Operación y Mantenimiento El llenado del tanque de la cisterna requiere de una bomba. La bomba centrífuga será colocada en la cisterna para llenar tanques cuando el uso baja el nivel de agua del tanque. Algunos edificios diferentes pueden usar el agua del tanque más rápido que otros edificios. Las válvulas colocadas a lo largo de la ruta de tubería principal permanecerían abiertas para permitir que el agua de lluvia fluya de los techos a la cisterna con la gravedad. Cuando se bombea el agua de la cisterna de regreso a los tanques de almacenaje, las válvulas pueden estar abiertas o cerradas para dirigir el agua a tanques específicos. Esto requiere que el operador de la bomba cierre el flujo de agua a los tanques individuales para evitar el posible derrame.
La figura 2: La colocación del tanque y diseño Durante la temporada seca la escacez de lluvia limita severamente la utilidad de las sistemas para captar la lluvia. Cuando no esta en uso, la entrada al tanque debería ser sellada para evitar la presencia de insectos. De la misma manera los contaminantes se pueden acumular en el sistema de canal y el techo. En el principio de la temporada lluviosa, o después de cualquier duración sin lluvia más que una semana, el primer volumen del agua de lluvia debería ser desechado para prevenir la contaminación del abastecimiento de agua. El inyector del tubo de colección de agua de lluvia será construido con una unión que permite que el agua sea desechada del tanque. La cisterna debe ser construida con un desagüe en el punto más bajo y un punto de entrada. Todos los tanques, la cisterna, y los sistemas de colección deben ser limpiados anualmente. Consideraciones Especiales La modificación de los tanques de almacenaje tipo HDPE para la colocación hermética de tubos para la entrega de agua al edificio y a la cisterna es muy importante. Después de cortar un agujero, una sección del tubo será puesto en el interior. La sección tendrá un borde alrededor que debe ser más amplio que el cuerpo de tubo principal. Un material de soldadura no tóxico será aplicado a la superficie donde el tanque y esta sección esten en contacto. Los materiales de secciones de tubo sobre la tierra tienen que ser construidos de cobre o plástico HDPE negro. No se deben de usar tubos PVC porque se debilitan o se desprenden químicos en el agua cuando está expuesto al sol durante mucho tiempo. La profundidad de tubería entre la cisterna y los tanques estará entre 30 y 60 cm. Es importante mantener un gradiente de descenso de los tanques a las cisternas de modo que la cisterna pueda llenarse por la gravedad. De esta manera la bomba sólo tendrá que ser utilizada para llenar los tanques después de que se utiliza el agua de los tanques. Disposición de tubería: Si el sistema es construido con un inodoro y humedal construido para desinfectar las aguas residuales, es importante no cruzar la tubería del sistema de aguas residuales con aquel del sistema de abastecimiento de agua. En un acontecimiento que un tubo se rompa o es violado debido a construcción en el futuro, es importante que la tubería de suministro no sea contaminada con las aguas residuales. Construcción de la torre: una base de concreto debe ser construida para apoyar las torres donde se coloquen los tanques. Se debe verter el concreto
como soporte adicional en el área excavada formada de un cuadrado enmarcado con madera. Este ayudará a proporcionar la estabilidad de la torre para impedir que la torre de tanque no se incline. Precio (pesos Materiales mexicanos) Tanque de almacenaje de HDPE (4) $1,330-3,000 Madera para construcción de soporte $1,000-2,000 Tornillos y Clavos $200 Bomba de Agua $1,500 Cemento $11,000-14,000 Grava $1,400-1,700 Arena $1,300-1,800 Cal $600-800 Bloques de Concreto $17,500-21,000 Varilla $1,500-1,700 Material para Techar Metálico Acanalado $2,000-2,800 Canales Metálicos $6,500 Tubería de Cloruro De Polivinilo Reforzada 4" Diámetro $8-10,000 Tubería de Cobre 1/2" Diámetro $3-4,000 Espitas de Agua $3,300-4,800 Malla Plástica $100 Malla Metálica $300 Refuerzo de Malla $8,000 Servicios Y Fregadero (4) $12,000 Total (Pesos Mexicanos) $80,530-96,200 Impedimentos Posibles a Construcción Coste: Este sistema es un proyecto de comunidad. Si la comunidad no puede decidir o encontrar un mecanismo de financiamiento, es poco probable que el proyecto sea construido. Preferencias de comunidad: Es posible que la comunidad no vaya a querer continuar con este proyecto si no puede ser usado para inodoros. Se recomienda que si el agua es utilizado para inodoros, que se construya entonces un humedal construida para el tratamiento de las aguas residuales contaminadas. Por lo tanto el compromiso de la
construcción de un humedal construido del tratamiento las aguas residuales puede aumentar la probabilidad de llevarse a cabo.. Igualmente, puede ser que la comunidad no vaya a querer poner este proyecto en práctica si el diseño no incluye la creación de agua potable. La creación de agua potable tendría que involucrar un sistema de filtración antes del uso. Este requeriría un diseño diferente de los tanques de modo que las aguas pluviales eviten los tanques y sea dirigida directamente a la cisterna y a un filtro, y luego bombeadas de regreso hasta los tanques para la distribución. Si la comunidad decide que el proyecto sólo vale la pena poner en práctica si el agua potable es el objetivo, entonces otro diseño seria mas apropiado.