Como continuación a mi post del 11 de septiembre sobre el “aprovechamiento del agua de lluvia” en muchos países, entre ellos el nuestro y especialmente en el mundo rural, existía una sólida tradición de recogida de aguas pluviales. En España es rara es la vivienda, con más de 100 años, que no tenga su propio aljibe.
Las características del agua de lluvia la hacen perfectamente utilizable para uso doméstico e industrial. Es un agua que nos cae del cielo de forma gratuita, y que es conducida sistemáticamente al alcantarillado, y desperdiciada.
Hay países pioneros en Sistemas de recogida de agua de lluvia, como Alemania, donde algunos distritos incluso subvencionan estas instalaciones, ya que la oferta de agua no crece al ritmo de las aglomeraciones urbanas. Los Berlineses consumen 400 millones de metros cúbicos de agua, una vez y media más agua de la que cae por precipitaciones.
Hay que añadir también que ya la mitad de los gastos para la canalización de aguas residuales se derivan de la canalización del agua de lluvia. Debido a la enorme edificación de las ciudades: casas, fábricas, calles, etc., después de cada tormenta fluye un inmenso aluvión de agua hacia las depuradoras. En consecuencia hay que gastar millones para grandes alcantarillados o pozos de retención.
Debemos reconocer que para muchos usos caseros no se necesita la calidad de agua potable, por ejemplo en el inodoro, gastamos alrededor 40 litros de agua potable a diario, consumo fácilmente reemplazable por agua de lluvia, al igual que la limpieza general de la casa y el funcionamiento de lavadoras y lavavajillas. No sólo dejamos de malgastar agua potable, sino que, al ser el agua de lluvia mucho más blanda que la del grifo, estamos ahorrando hasta un 50% de detergentes. Según cálculos del ministerio del medio ambiente en Hessen (Alemania), se pueden sustituir, en un hogar medio, 50.000 litros anuales de agua potable, por agua de lluvia.
El agua de lluvia presenta una serie de características ventajosas:
• Por una parte es un agua extremadamente limpia en comparación con las otras fuentes de agua dulce disponibles.
• Por otra parte es un recurso esencialmente gratuito e independiente totalmente de las compañías suministradoras habituales.
• Precisa de una infraestructura bastante sencilla para su captación, almacenamiento y distribución
Por lo expuesto, al concepto clásico de agua de lluvia como agua residual se le está dando un nuevo enfoque: “el agua de lluvia como recurso”.
La recuperación de las aguas pluviales
El primer paso es, evidentemente, recuperar las aguas pluviales y almacenarlas en depósitos y utilizarlas para diversos usos. Sin embargo, esto presenta tres problemas:
• Los depósitos son grandes, pesados y ocupan un espacio muy valioso que podría destinarse a otros usos. Este tipo de almacenamiento sólo es viable en edificios de nueva construcción, donde puedan construirse sótanos para este propósito. En los edificios existentes, el enorme peso del agua almacenada resulta inviable.
• El agua de lluvia puede no ser apta para el consumo. La calidad depende de las superficies de captación (el plomo y el cobre, por ejemplo, están descartados), del método de almacenamiento y del tratamiento biológico. Suele ser necesario hervir el agua antes de beberla o someterla a rayos ultravioleta (depuración por radiación). Esto hace que suban los costes y, sobre todo, la emisión de CO2, lo que confirma la relación entre el agua y el consumo de energía.
• El coste de la construcción de sistemas de auto abastecimiento de agua es alto. La inversión de capital puede no recuperarse rápidamente, especialmente si se calculan los costes invisibles. Sin embargo, a medida que sube el gasto en agua la inversión se amortizará durante la vida útil del edificio.
Destino de las aguas regeneradas: “Calidades”
El destino de las aguas regeneradas estará especificado por la demanda y los requisitos de calidad necesarios. De esta manera podemos diferenciar tres tipos de “calidad” de las aguas:
“Calidad 1”: aquella que se necesita para usos alimenticios o que se destina a puntos de consumo susceptibles, consciente o inconscientemente, de ser utilizados para ello.
“Calidad 2”: aquella para usos destinados al cuidado e higiene del cuerpo humano (baño y ducha) y fregado de vajilla.
“Calidad 3”: serán las utilizadas en los diferentes usos dentro de la edificación que no impliquen contacto alguno con el usuario, como la colada, el riego, el lavado de vehículos, instalaciones, etc., así como la descarga de inodoros y urinarios.
Las aguas atmosféricas, o blancas como las denominan algunos autores, que pudiesen ser potencialmente aprovechables en la edificación, no serían otras que las captadas en las cubiertas y superficies de recogida. Las aguas de captación pluvial vienen caracterizadas de manera diferente a las residuales domésticas, pues son de caudal y regularidad muy fluctuantes. Y aunque creamos que no van contaminadas, sí lo están.
El volumen de agua de lluvia disponible vendrá explícito por tres factores:
• La zona geográfica, con sus características climatológicas e higrotérmicas.
•El propio edificio, en cuanto a la superficie en proyección horizontal de cubiertas.
• Los materiales de que se componen esas superficies.
El volumen de cálculo será aquel resultante de aplicar a las precipitaciones de la zona unos coeficientes correctores según la evapotranspiración del lugar y los materiales de que están realizadas las superficies de captación.
El coeficiente corrector, o de flujo, de una superficie será el cociente del volumen de agua precipitada en dicho espacio VE, llamado escorrentía, y el volumen total precipitado VT:
Coeficiente de escorrentía= VE / VT
Siempre que se pueda, el depósito deberá ser capaz de retener un 20- 25 % de las precipitaciones anuales, para así garantizar el suministro. Por debajo de unas precipitaciones anuales de 500 mm se considera que el aprovechamiento es insignificante.
En definitiva, la calidad de las aguas pluviales captadas dependerá de varios aspectos:
• La localización geográfica, que determina la contaminación atmosférica. Ésta será mayor en zonas industrializadas y en áreas urbanas. A su vez, queda demostrado que en núcleos de población contaminados, las precipitaciones tienden a disminuir.
• Características pluviométricas en cuanto a la forma de la precipitación. Las primeras lluvias están más contaminadas por efecto del lavado de la atmósfera. Al mismo tiempo, la red de canalizaciones y desagües, en lugares con lluvias escasas o irregulares, acumula sólidos que serán arrastrados por los primeros caudales de escorrentía.
• El tipo de superficie de escorrentía, será transitable o no. En tal caso, la contaminación relacionada con la actividad humana será superior en zonas pavimentadas de tráfico rodado o peatonal que en cubiertas inaccesibles.
Respecto a las cubiertas es necesario hacer mención al trabajo publicado en el Journal of the International Water Association (IWA) por Ramon Farreny, coautor de diversos trabajos desarrollados en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) en el que se señala que los tejados "constituyen la primera opción para captar aguas pluviales en zonas urbanas, pero que no todas las cubiertas se comportan igual y hay que seleccionar las más adecuadas". Los resultados reflejan que las cubiertas inclinadas lisas, como las fabricadas de metal o plástico, facilitan la captura de hasta un 50 % más de agua de lluvia que las que son planas y rugosas. Los datos se obtuvieron entre 2008 y 2010 en cuatro tipos de tejados del campus de la universidad: tres inclinados (de teja, de chapa metálica y de policarbonato) y otro horizontal de grava
Para analizar la información los autores han desarrollado un modelo que estima el volumen de escorrentía (cantidad de agua que discurre por una superficie) así como las pérdidas iníciales de cada cubierta, que han resultado ser mayores en las de grava debido a su rugosidad.
Sobre la calidad físico-química del agua, la obtenida en los tejados inclinados es mejor en casi todos los parámetros (conductividad, carbono orgánico total y carbonatos) que la recogida en la cubierta de grava. En esta última se produce una mayor meteorización, deposición de partículas y colonización por plantas.
"La inclusión de criterios relacionados con la pendiente y rugosidad de la cubierta en la planificación urbana puede ser útil para promover la captación de aguas pluviales como fuente alternativa de agua, a la vez que puede ayudar a prevenir inundaciones y la escasez de este recurso", comenta Farreny.
Los resultados tienen un significado "importante" "según el estudio" para los gobiernos locales y planificadores urbanos en el diseño de edificios y ciudades desde la perspectiva de la gestión sostenible de agua de lluvia. Con un filtrado y tratamiento adecuado se podría emplear en la limpieza de suelos y vehículos, el riego de zonas ajardinadas, calles e incluso para rellenar la cisterna o la lavadora.
El aprovechamiento de este recurso requiere la instalación en los edificios de un sistema de captación, filtros, tuberías y depósitos, que debe ser independiente del de agua potable para evitar el riesgo de conexiones cruzadas. En el campus de la UAB se están probando instalaciones de este tipo, así como en proyectos piloto promovidos por algunos ayuntamientos, como el de Barcelona.
El aprovechamiento de este recurso requiere la instalación en los edificios de un sistema de captación, filtros, tuberías y depósitos, que debe ser independiente del de agua potable para evitar el riesgo de conexiones cruzadas. En el campus de la UAB se están probando instalaciones de este tipo, así como en proyectos piloto promovidos por algunos ayuntamientos, como el de Barcelona.
Costo-eficiente y eco-eficiente
"Pero también hay evaluar los costos y el impacto ambiental de estos sistemas", señala Tito Morales-Pinzón, otro de los autores del estudio e investigador en la UAB y la Universidad Tecnológica de Pereira (Colombia), "porque un material puede ser muy eficiente para recoger o almacenar el agua de lluvia pero demasiado caro o contaminante".
El equipo ha evaluado cuál es la estrategia más "costo-eficiente" de captura de agua en una barriada del municipio barcelonés de Granollers, como ejemplo de área urbana densa (600 habitantes/ha) del entorno mediterráneo (con una precipitación media de 650 mm/año).
Los resultados de este estudio, que publica la revista Resources, Conservation and Recycling, revelan que con los precios actuales del agua existen dudas sobre la viabilidad económica de este tipo de proyectos, pero si su valor alcanzase 1,86 €/m3 se podrían rentabilizar.
"Bajo la aplicación de la Directiva Marco del Agua los precios locales de este recurso aumentarán, como de hecho ya está sucediendo, para incluir los costes reales del suministro, y esto podría fomentar el interés en las estrategias de captación de aguas pluviales desde el punto de vista económico", comentan los autores.
Respecto al impacto de estos sistemas sobre el medio ambiente, científicos del equipo han realizado un tercer trabajo que revela que las infraestructuras óptimas son aquellas que incorporan un depósito en el tejado y un diseño tipo aljibe.
Las conclusiones, recogidas en The International Journal of Life Cycle Assessment, también recomiendan incluir estos dispositivos pluviales en la planificación urbana, pero ajustando el diseño según el uso que se va a dar al agua. De esta forma se evitan los impactos a posteriori en la rehabilitación de los edificios.
Las conclusiones, recogidas en The International Journal of Life Cycle Assessment, también recomiendan incluir estos dispositivos pluviales en la planificación urbana, pero ajustando el diseño según el uso que se va a dar al agua. De esta forma se evitan los impactos a posteriori en la rehabilitación de los edificios.
Referencias bibliográficas:
Ramon Farreny, Tito Morales-Pinzón, Albert Guisasola, Carlota Tayá , Joan Rieradevall, Xavier Gabarrell. "Roof selection for rainwater harvesting: Quantity and quality assessments in Spain". Water Research 45 (10): 3245-3254, 2011. Doi:10.1016/j.watres.2011.03.036.
Ramon Farreny, Xavier Gabarrell, Joan Rieradevall. "Cost-efficiency of rainwater harvesting strategies in dense Mediterranean neighbourhoods". Resources, Conservation and Recycling 55 (7): 686-694, 2011. Doi:10.1016/j.resconrec.2011.01.008.
Sara Angrill, Ramon Farreny, Carles M. Gasol, Xavier Gabarrell, Bernat Viñolas, Alejandro Josa, Joan Rieradevall. "Environmental analysis of rainwater harvesting infrastructures in diffuse and compact urban models of Mediterranean climate". The International Journal of Life Cycle Assessment :1-18, 2011. Doi: 10.1007/s11367-011-0330-6.
Los tres estudios se enmarcan dentro del proyecto "Pluvisot" (Análisis ambiental del aprovechamiento de las aguas pluviales urbanas), que coordina Xavier Gabarrell. Está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN) y participan además investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) e Inédit Innovació.
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