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Sistema de Captación de Agua de Lluvia Hazlo tu Mismo El Agua es Vida: Toma el control y nunca más te quedes sin agua, construye tu propio sistema y captura agua de la mejor calidad [Es más fácil y económico de lo que piensas] Temario 1. Porqué capturar agua de lluvia es tan importante 2. Nota MUY Importante (usar la guía junto con los videos) 3. Cómo Ahorrar Agua 4. Cuánta Agua puedes capturar? 5. Diagrama de un Sistema de Captación 6. Domina cada uno de los componentes del sistema 7. Instala tu Sistema paso a paso 8. Mantenimiento del Sistema 1. Introducción La escasez de agua para uso doméstico, inclusive para algo tan vital como tomar es una preocupación en todo el mundo, especialmente en países en desarrollo. Es un problema que puede ser muy grave en el futuro cercano a menos que se tomen medidas inmediatas. La captación de agua de lluvia y la conservación de agua necesitan ser implementados en todo lugar donde sea posible. Aunque ya existen guías y manuales para captación de agua, probablemente esta es la primera que lo hace de una manera amigable y fácil de entender, que también incluye un módulo sobre ahorro de agua y que tiene videos para facilitar la comprensión y ver el sistema en funcionamiento. Quiero destacar que la calidad del agua es tan importante como tener un suministro confiable de agua. Dentro de la construcción del sistema de captación de agua tomaremos varias medidas para incrementar la calidad del agua que recolectamos y que usamos. No es sólo poner una cubeta en el patio cuando está lloviendo, queremos tener agua de buena calidad. Estoy seguro que la fácil manera en que explicamos las cosas, los consejos y el ver en video todo el proceso de la instalación permitirá a cualquier persona ahorrar agua en casa e instalar un sistema de captación de agua sin mayor complicación. Diego Alcubierre Director CEMAER 2
2. Nota Importante Es prácticamente imposible crear una guía de captación de agua que se adapte a todo el mundo debido a las variaciones en techos, sistemas de bajadas, cisternas y demás factores que son únicos de cada casa. Es importante usar una combinación de los conocimientos que vas a adquirir aquí y sentido común para diseñar un buen sistema. Te invito a que trates de entender los conceptos para poder aplicarlos a tu caso en específico y no quieras simplemente copiar exactamente lo que hacemos aquí. Esta guía está diseñada para usarse junto con los videos que se incluyen. Al complementar los dos materiales entenderás mucho mejor como diseñar e instalar tu sistema de captación de agua. Si no tienes los videos, no puedes verlos o tienes cualquier problema ya sabes que puedes escribirme a diego@cemaer.org Links a los Videos (la contraseña para ver todos los videos es agua): 1. Plantas que necesitan poco agua: https://vimeo.com/70076841 2. El techo: https://vimeo.com/70077599 3. Estudia a los vecinos: https://vimeo.com/70077997 4. Ahorro de agua: https://vimeo.com/70078842 5. Bajantes: https://vimeo.com/70079459 6. Separador de primeras aguas y filtro de hojas: https://vimeo.com/70080453 7. Entrada a cisterna y filtros: https://vimeo.com/70091472 8. Tuboplus: https://vimeo.com/70084567 3. Ahorro de Agua Para poder saber si estamos ahorrando agua, o si gastamos menos agua que el promedio es importante tener una línea base contra la cual compararnos, y después tener un objetivo de cuanta agua vamos a ahorrar. Para ello vamos a separar el ahorro de agua en dos partes: el agua que usamos dentro de nuestra casa, y el agua que usamos en los jardines (cuando aplique). Ahorrando Agua Dentro de la Casa Hay dos maneras principales de ahorrar agua dentro de nuestra casa; una, es reduciendo el tiempo que usamos el agua (como bañarnos en 5 minutos o cerrar la llave mientras nos cepillamos los dientes); y la segunda instalando accesorios que usen menos agua de lo común. 3
Para certificar un edificio LEED un pre-requisito para poder hacerlo es que el edificio consuma un 20% menos agua que la línea base o consumo convencional, y es el objetivo que nos plantearemos durante este curso. Con la siguiente tabla podremos ver cuál es la línea base para los diferentes accesorios de agua que usamos en casa y cuál es el objetivo que buscamos para cumplir con ese 20%. Accesorio Consumo Base Consumo Esperado con ahorro del 20% Escusado/inodoros/WC 6 litros por descarga (lpf) 4.8 litros por descarga (lpf) Llaves de baño y cocina 8.5 litros por minuto (lpm) a 4 6.8 litros por minuto a 4 bares bares de presión Regaderas 9.5 lpm a 5.5 bares de presión 7.6 litros por minuto a 5.5 bares Nota: 1 bar de presión equivale a 1 kgf/cm2 que equivale a 10 metros de altura de caída de agua. Este número nos sirve de referencia para saber si lo que estamos comprando es un producto que ahorra el 20% de agua o no. Pero no debemos asustarnos si en nuestra casa no cumplimos con estas presiones, el flujo se adecuará a nuestra presión. Con esto podemos darnos cuenta si un producto realmente es ahorrador de agua o no, y vamos a ver un ejemplo. No voy a decir la marca, pero me encontré con esta llave que según su fabricante es ahorradora de agua, pero al ver su gráfica de consumo (que encontré en su página web) encontré que no es ahorradora bajo nuestros parámetros. Aunque el fabricante dice que este es un producto ahorrador, si vemos la gráfica podemos darnos cuenta que a 4 Kg/cm2 de presión tiene un gasto de poco más de 12 litros por minuto, muy por encima de de los 6.8 que necesitamos. 4
Hay un programa de la EPA, Agencia de Protección Ambiental por sus siglas en ingles, llamado Watersense, cuyo objetivo es proteger el futuro suministro de agua. Ellos tienen un sello que avala productos que ahorren agua y cumplan con este requisito del 20% por debajo de la línea base. Si ves un producto que tiene el logo de Watersense, ten por seguro que cumple con las normas. Puedes ver que productos cumplen, si los venden en tu país y muchos consejos más sobre ahorro de agua en su página web: http://www.epa.gov/watersense/ Ahorro de Agua en el Jardín El objetivo aquí va a ser reducir el consumo de agua potable en al menos un 50% para regar el jardín y las plantas. Algunas de las acciones que podemos tomar para cumplir con esto son: Tener plantas de la región o que se adapten. Este tipo de plantas no necesitan más agua de la que llueve en la región para sobrevivir. Eficiencia al regar. Si regamos por goteo o con sistemas automatizados podemos reducir drásticamente el consumo. Usar agua de lluvia capturada Usar agua reciclada La parte de captura de agua ya la vamos a tener en este punto, y el otro punto que considero más importante es usar plantas de la región, ya que no necesitan más agua que la que cae de lluvia. Te recomiendo acercarte a un vivero local o alguna asociación de plantas o viveros en tu región, ellos te podrán asesorar mejor que nadie en este punto. Resumen Ahorro de Agua Si bien los temas que acabamos de tratar arriba parecen sencillos, son muy importantes para reducir nuestro consumo de agua. El tener objetivos claros nos ayuda a lograrlo de manera más fácil y a saber por donde tenemos que trabajar. En los videos puedes ver las plantas que nosotros usamos, los accesorios de baño que tenemos instalados y como usamos parte de la captación de agua únicamente para el regado. 5
4. Diagrama Sistema de Captación de Agua Este es un diagrama general de los componentes que necesitas para un sistema de captación de agua de calidad. Los números marcados con negro son indispensables para una óptima y limpia captación de agua, los marcados con rojo son opcionales, pero su uso incrementa de manera considerable la calidad del agua que utilizaremos. 1. Techo 2. Bajantes o canaletas del agua 3. Filtro de Hojas 4. Separador de primeras aguas 5. Drenaje 6. Entrada a Cisterna 7. Cisterna 8. Reductor de Turbulencia 9. Pichancha flotante 10. Bomba o Hidroneumático 11. Filtros 12. Tinaco (si usamos hidroneumático no necesitamos tinaco) El primer paso para construir tu sistema es que hagas un diagrama de cómo va a quedar tu sistema de acuerdo a tu techo, tus bajadas de agua, la ubicación de tu separador de primeras aguas y tu cisterna. Sin este diagrama estarías trabajando en blanco. Usa este diagrama como referencia, pero realiza el tuyo con mediciones exactas para que sepas que tienes que comprar. 6
La siguiente imagen es diagrama que hice (a mano) para el sistema de captación de agua de lluvia de la casa ecológica. Así pude calcular cuántos codos, cuantas T, cuantos metros de tubería necesitábamos. 7
Techo 5. Componentes del Sistema El techo en es donde capturaremos el agua y dirigiremos a nuestro separador de primeras aguas. Aquí no hay mucho que hacer ya que generalmente los techos ya están construidos. Mantén el techo lo más limpio que puedas, Recomendamos barrerlo al menos una vez a la semana en temporada de lluvias. Si el techo está sucio tu agua estará sucia, si el techo está limpio tu agua estará limpia. Bajante o Canaletas Lo importante aquí es ubicar hacia donde se dirige el agua en tu techo y ahí instalar los tubos o las canaletas para dirigir el agua hacia el separador de primeras aguas. Recomendamos sujetar los tubos o las canaletas al muro con abrazaderas a 1.5 metros de distancia entre cada una y con una pendiente mínima de 2%. El tamaño de los tubos Si el techo mide hasta 60m2 utiliza tubería de 2 pulgadas Si mide hasta 120 m2 utiliza tubería de 3 pulgadas 8
Si mide hasta 300 m2 utiliza tubería de 4 pulgadas Si mide más de 300 m2 sepáralo en áreas más pequeñas Los tubos de bajada pueden ser prácticamente de cualquier material, nosotros recomendamos usar tubos de PVC, ya que son económicos, durables, fáciles de usar e instalar y fáciles de conseguir. Aquí en México existe un producto llamado tuboplus que comercializa Rotoplas, el cual también es muy recomendable, ya que no sólo tiene las mismas características del PVC, sino que también es resistente a los rayos UV del sol (lo que incrementa su durabilidad) y es de aún más fácil instalación. En la foto de arriba vemos un segmento de tuboplus (derecha), un cople para unir dos segmentos (izquierda) y al centro vemos un lubricante para unir las piezas más fácilmente. Filtro de Hojas Aunque tengamos nuestro techo lo más limpio que podamos, es imposible quitar todas las hojas y basura del medio ambiente, algo seguramente llegará al sistema. El filtro de hojas es algo tan sencillo como un embudo con una pequeña red, en donde se retendrán los objetos grandes y no pasarán a nuestro separador de primeras aguas. 9
Separador de primeras aguas Como lo dije en la introducción no sólo queremos captar agua de lluvia, sino que queremos captarla y tener la mayor calidad de agua posible. Qué hace el separador de primeras aguas? Cuando empieza a llover y caer agua en el techo, esta agua que corre arrastra toda la suciedad del techo, esta agua no la queremos en nuestro sistema. Entonces, la primer agua sucia que baja por el sistema se queda en el separador de primeras aguas, y cuando este se llena se empieza a ir el agua, mucho más limpia, a nuestra cisterna. Cómo calcular el tamaño del separador de primeras aguas? Hay una regla en el medio que dice que debemos calcular entre 3.5 y 7 litros de almacenamiento por cada 10 metros cuadrados de techo. Hagamos un ejemplo: Si tenemos un techo de 100m2 tendríamos que tener un separador de entre 35 y 70 litros de capacidad. 10
El cálculo de arriba sale de la siguiente operación: Mientras más grande sea nuestro separador menos agua captaremos en nuestra cisterna al final, pero será agua mucho más limpia la que llegue. Es importante vaciar el separador (usando el drenaje) después de cada lluvia. Tipos de Separador de Primeras Aguas Tambo de 200 litros 11
Separador de Primeras Aguas Salida a Drenaje Drenaje El drenaje nos sirve para dos cosas. Lo podemos dejar abierto cuando no queremos captar más lluvia, por ejemplo cuando la cisterna ya está llena, y también nos sirve para vaciar nuestro separador cuando termina una lluvia y que esté listo para la siguiente. Esta agua que se va por el drenaje la podemos capturar en otro contenedor, usarla para regar el jardín (lo que nos ayudaría en el ahorro de agua), o en el último de los casos podemos mandarla directo al drenaje si no tenemos nada que hacer con ella. El drenaje va instalado en la parte inferior del separador de primeras aguas. Entrada a Cisterna y Reductor de Turbulencia En cuanto a la entrada a la cisterna lo único que debes de hacer es encontrar la forma más directa de llevar el agua del separador hacía la cisterna. Mira en el video como lo logramos. El reductor de turbulencia es uno de los componentes que no es indispensable tener, pero que nos ayuda a mejorar la calidad del agua en nuestra casa. Permite que el agua entre a la cisterna de forma calmada y no revuelva los sedimentos que se acumulan en el fondo, el fondo de las cisternas siempre es el más sucio. 12
Es importante poner un respiradero en forma de Y dentro de la cisterna antes de que toque el agua como se ve en la imagen de abajo. Entrada a Cisterna (ver video para fotos del proceso) Y para respirar, se instala dentro de la cisterna 13
Reductor de Turbulencia Proceso de Entrada a Cisterna Cada caso y cisterna es diferente, así que hay que pensar soluciones en específico, pero espero que ver el procedimiento que nosotros hicimos te ayude a pensar en la mejor forma de entrar a tu cisterna. Paso 1: Llegar al techo de la cisterna. Quitamos un poco de pasto para poder llegar al techo de la cisterna y poder hacer el hoyo. 14
Paso 2: Con un taladro hicimos 3 hoyos, todos dentro de un diámetro de 2 pulgadas que es el tubo que vamos a insertar. 15
Paso 3: Con un cincel abrimos el hoyo hasta conseguir las dos pulgadas para meter el tubo. 16
Paso 4: Metimos un tubo que atravesará toda la cisterna para poder conectar de arriba y de abajo. Lo rellenamos con un poco de cemento para sellar completamente el hoyo que hicimos. Cisterna Cuando hablamos de cisterna realmente hablamos de cualquier medio en donde vayamos a almacenar el agua que capturamos. Lo importante de la cisterna o el sistema de almacenamiento es que debemos tenerlo lo más limpio posible, se recomienda lavarlo antes y después de la temporada de lluvia. Pichancha Flotante Este es otro de los componentes que no es indispensable pero que ayuda mucho para mejorar la calidad del agua. Qué hace la pichancha flotante? Normalmente sacamos el agua de la cisterna con una bomba que tiene una tubería conectada que llega hasta el fondo de la cisterna. Entonces la bomba succiona el agua del fondo, que como ya habíamos dicho es la parte más sucia de la cisterna. 17
Lo que hace la pichancha flotante es flotar en la superficie del agua y de ahí succionarla y llevarla hacia nuestro tinaco. Así estamos agarrando el agua más limpia que tiene nuestra cisterna. Pichancha flotante Fotos adentro de la Cisterna, reductor de Turbulencia Aquí podemos ver el respiradero Y que va dentro de la cisterna, conectado al tubo blanco. 18
El tubo blanco que vemos es el tubo que viene desde arriba (el jardín) - El respiradero Y esta un poco más abajo En la imagen de abajo ya vemos toda la entrada a cisterna. El tubo blanco que viene de arriba, y el negro que llega hasta el reductor de turbulencia que descansa en el piso de la cisterna. Nota: No se ve el respiradero porque lo instalamos después, pero debe ir ahí justo después de la entrada a cisterna. Respiradero Y Reductor de Turbulencia en el piso 19
Bomba o Hidroneumático Es el aparato que nos sirve para sacar el agua de la cisterna y llevarla hacía nuestra casa. Lo que te puedo recomendar aquí es instalar una bomba que se adecue a tus necesidades. Es una práctica común entre los eléctricos poner bombas o hidroneumáticos más grandes de los que necesitan, para como dicen en México no errarle, pero eso a la larga hace que consumamos más energía de la que necesitamos. Bomba solar de 90 watts. Filtros Este es otro de los componentes que no es indispensable pero que ayuda mucho para mejorar la calidad del agua. Si no usamos estos filtros no podemos usar el agua que capturamos para bañarnos o lavar los trastes, sólo la podríamos usar para el WC, regar las plantas o limpiar la casa. Para este sistema nosotros usamos dos filtros, con lo que dejamos el agua suficientemente limpia para bañarnos, lavar los trastes y usarla de manera regular en nuestra casa. Lo que no podemos hacer es beberla. Para poder beberla hay que agregar filtros adicionales que se salen del alcance de este curso. El primero de los filtros que instalamos es el de sedimentos, quita arena, polvo y tierra. El segundo es el de carbón activado quita contaminantes químicos disueltos. Es importante ponerlos en orden, primero el de sedimentos y después el de carbón activado. 20
Filtro de Carbón Activado Filtro de Sedimentos Tinaco Aquí usaremos el tinaco que ya tenemos instalado en nuestra casa. Lo único que hay que hacer es mantenerlo lo más limpio posible. 6. Herramientas, Materiales e Instalación Instalación Para la instalación te recomiendo 3 cosas: 1. Ve, estudia, razona y entiende a la perfección el diagrama del tema 4. Después lee con atención y entiende cada uno de los componentes. Si bien esta es una guía paso a paso, si entiendes los componentes podrás modificarla según tus proyecto en especial e inclusive hasta podrás mejorar el diseño y hacerlo más eficiente. 2. Mira los videos. 3. Contrata a un plomero. Yo siempre he estado a favor de trabajar con personas que son expertas en su campo, en este caso un plomero puede hacer un mucho mejor trabajo en las conexiones de la pichancha, los filtros y todo lo que tú no sepas hacer o domines. Nuestro trabajo a la hora de captar agua de lluvia es diseñar el sistema para que funcione de la mejor manera posible, e instalar los elementos que no requieran 21
de conocimientos específicos. El plomero para esta obra nos cobró solo $30 dólares por hacer las conexiones, y lo hizo mucho mejor y más rápido de lo que nosotros lo hubiéramos hecho. Herramientas y Materiales La siguiente lista de herramientas y materiales muestra los materiales que se usaron para la instalación del sistema que mostramos en el video. Es probable que para tu sistema de captación necesites más o menos materiales. 22
Lo primero que debes hacer es dibujar tu proyecto y determinar sus características, por ejemplo: usarás tubería de 2 o 3 pulgadas?, a qué distancia esta tu cisterna?, de cuántos pisos es tu casa? Etc. Una vez con tu proyecto armado realiza una lista de todos los materiales que vas a necesitas para tenerlos a la mano. 7. Cuánta Agua Podemos Capturar Calcular el agua que podemos capturar con nuestro techo es muy importante, ya que nos servirá para saber si será suficiente para abastecer nuestras necesidades o no. Si todavía no tienes construida tu cisterna o el lugar en donde vas a almacenar el agua, este número nos sirve para saber de qué tamaño debemos de construir la cisterna. Lo primero que debemos de saber es el área de captación de agua que tenemos, es decir, nuestro techo. Lo segundo que debemos saber es que por cada milímetro (mm) de agua de lluvia que cae en un metro cuadrado (m2) de superficie sa capta 1 litro de agua. También debemos saber que dependiendo de la superficie de la que este fabricada nuestro techo tendemos una pérdida de eficiencia de captación: Material del Techo Eficiencia Lámina o Azulejo 90 95% Concreto 60 75% Teja 40 60% Palapa 40% Por último debemos conocer la cantidad de lluvia que cae en donde vivimos. Esto se mide en mm de lluvia por metro cuadrado. Lamentablemente es difícil encontrar estos datos precisos para una ciudad. Es cuestión de buscar en internet tu cuidad en específico y ver si tienes suerte. Aquí te dejo un link con la precipitación anual por país, que es un avance y podemos usar como referencia: http://datos.bancomundial.org/indicador/ag.lnd.prcp.mm?display=map%3fcid%3dext_boletin ES_W_EXT Ahora hagamos un ejemplo. En la instalación que hicimos y estamos usando de ejemplo para este manual, el área total de techo que vamos a utilizar es de 32 m2, la superficie es de concreto y está ubicada en la ciudad de Cuernavaca en México. 23
Ahora, aquí podríamos usar la precipitación anual para México de la página que les compartí más arriba o buscar en Google la exacta para esta ciudad. Buscando en Google precipitación media anual de Cuernavaca llegue a la página web de la localidad y encontré el siguiente dato: En el municipio de Cuernavaca la temperatura media es de 20ºC, la mínima absoluta baja de 1ºC, con una precipitación pluvial anual de 1,096 milímetros, la época más intensa de lluvia es de junio a octubre y representa 1,001 milímetros Entonces te invito a buscar algo parecido en Google y ver si encuentras una página local que te ayude con la precipitación promedio anual. Entonces los datos que tenemos son: Área de Captación: 32 metros cuadrados Precipitación anual: 1,096 milímetros Factor de Eficiencia: 75% La operación que tenemos que hacer es: Área de Captación x Precipitación anual x Factor de eficiencia = Total de Litros a Capturar 32 x 1096 x.75 = 26,304 litros o 26 m3 (esta es la cantidad de agua que podremos captar al año) Es suficiente esta agua? Cuánta Agua necesitamos por Persona Según la ONU y la UNICEF una persona necesita mínimo entre 15 y 20 litros de agua al día, para cubrir sus necesidades básicas, y según la OMS, con 50 litros de agua por persona por día podemos cubrir todas nuestras necesidades (beber, cocinar, higiene personal, limpieza de la casa). Si tomamos en cuenta este dato de 50 litros por persona, los 26,034 litros que captaremos servirían para satisfacer las necesidades de agua de 2 personas. Aquí es donde el ahorro de agua cobra mayor importancia, ya que mientras menos agua gastemos, más nos rendirá el agua de lluvia que captemos. 8. Mantenimiento del Sistema Si bien una vez instalado el sistema de captación el mantenimiento es muy sencillo, es muy importante para mantener una buena calidad del agua y para que nos dure unos 25 años sin problemas. Techo 24
Como ya habíamos comentado, si tu techo está limpio, tu agua estará limpia, y si tu techo está sucio, tu agua estará sucia. Se recomienda lavar el techo con agua y cloro antes de empezar las lluvias y barrerlo por lo menos una vez a la semana. Separador de Primeras Lluvias Es importante lavar el separador de primeras lluvias después de cada temporada de lluvias, lávalo con agua y cloro para mantenerlo limpio. Filtro de Hojas El filtro de hojas es una malla que evita que entren hojas y otras basuras al sistema. Revísalo periódicamente para que esté limpio y no se tape. Si el filtro de hojas está tapado, no entrará agua al separador y por lo tanto no entrará a la cisterna. Cisterna El agua que viene del sistema municipal tiene cloro para evitar que se críen bacterias y no salgan algas, pero el agua de lluvia es digamos virgen por lo que debemos añadirle cloro para que no se eche a perder. Hay que agregar un litro de cloro por cada 8,000 litros de agua. Filtros El mantenimiento de los filtros es simplemente cambiar los cartuchos cada 3 o 6 meses, según como veas que tan sucia esta el agua. Éxito en tu recolección de agua de lluvia!!! Diego Derechos reservados CEMAER.org 2013 Este libro fue terminado en Julio del 2013. Todos los derechos reservados. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio electromagnético, mecánico o por cualquier otro medio, sin previa autorización por escrito, del autor o del editor, excepto cuando se hace una copia única para guardar en la computadora, o se imprime para uso personal, exclusivamente. De cualquier manera, la reproducción del contenido para usos comerciales, viola los derechos de autor, de acuerdo con las leyes internacionales. 25