II. OTROS PRODUCTOS PARA REDUCIR EL CONSUMO DOMÉSTICO DE AGUA

La Ciencia es una de las grandes aliadas en la lucha por conservar los recursos hídricos y la sostenibilidad medioambiental puesto que, a través de ella, se puede acceder a un gran número de soluciones. Gracias a la investigación científica se han descubierto formas de reciclar el agua con un gasto energético mínimo, cómo aprovechar el calor para generar energía a la vez que se evita la progresión del calentamiento global, se han descubierto formas de purificar el aire sin ningún tipo de consecuencia negativa para el medioambiente, etc. Pero es la conjunción de la Ciencia teórica con la empírica la que realmente consigue unos resultados óptimos. Y esta “ciencia empírica” tiene su reflejo más claro en el uso de la tecnología. La sostenibilidad del medioambiente es un concepto que, a menudo, pasa por una estrecha implicación de proyectos innovadores que son los que pueden ayudar a que los mares y ríos, el aire, la tierra… todo se mantenga libre de contaminación y que los recursos naturales del planeta no se agoten a un ritmo tan alarmante como el actual. De hecho, no son pocas las investigaciones que se realizan para paliar la realidad. El ahorro de energía y agua, sus usos de manera eficiente parecen constituirse como objetivos prioritarios para muchos países, especialmente para aquellos donde su escasez se convierte en un problema muy relevante, lo que queda reflejado en los numerosos certámenes para inventores y diseñadores existentes. Entre los dedicados a los inventores destaco el “Salón Internacional de Inventores EUREKA” que se celebra anualmente en Bruselas y en el que uno de sus temas principales suele ser el de los inventos relacionados con el ahorro de energía y las energías renovables. Por otra parte, en lo que respecta a los diseñadores, uno de los principales obstáculos a los que se enfrentan es tener la posibilidad de dar a conocer sus proyectos en el mercado. Desde ahora en Barcelona lo tienen un poco más fácil gracias al “Mercat d’Idees del Disseny”, una iniciativa organizada por primera vez en el marco del Barcelona Design Festival por el Barcelona Centre de Disseny (BCD) que da la oportunidad a jóvenes emprendedores –seleccionados por un comité de expertos– de exponer sus proyectos no comercializados ante redes de inversores y empresas, con el fin de generar oportunidades de negocio, fomentar la actividad emprendedora y crear una red de talento. Barcelona es la ciudad con mayor número de escuelas de diseño de toda Europa y donde se concentra más de un tercio de la oferta española del sector diseño.

En el sector privado hay que destacar por su importancia en el sector de los electrodomésticos al certamen  “Electrolux DesignLab” (el briefing cambia cada año) que celebra su octava edi­ción dedicado a los di­se­ña­do­res y es­tu­dian­tes que di­se­ñen los elec­tro­do­més­ti­cos del fu­tu­ro. En el campo de los cuartos de baño es importante el Concurso Internacional de Diseño “Jump the Gap” que organiza la multinacional Roca desde 2003 y cuyo objetivo principal es apoyar a los jóvenes talentos de todo el mundo con el objetivo de fomentar una creatividad atrevida en las soluciones para el ámbito del baño, ofreciendo la posibilidad, al proyecto ganador y a su autor, de darse a conocer a nivel internacional. El concurso internacional de diseño “Jump the Gap”, es una iniciativa de apoyo a los jóvenes estudiantes y profesionales.

Veamos algunos de estos dispositivos, unos ya comercializados, otros en proceso y algunos ingeniosos pero inviables desde el punto de vista económico:

1. STB SYSTEMS. Proyecto presentado por el inventor Santi Trias en el Mercat d’Idees edición 2011 en el marco del Barcelona Design Festival, BCD y IF impulsado por  la CE con un sistema que aprovecha la fuerza de la succión del agua para generar energía limpia y gratuita. “Se trata de una máquina que sumergida bajo el agua del mar o de un pozo, a través de la presión, es capaz de generar electricidad. Pero lo más importante es que, más allá de inventar esta revolucionaria máquina se ha localizado una nueva fuente de energía alternativa, limpia y gratuita. Por el momento ya ha ganado la última edición del Innovation Festival Lab Barcelona, impulsado por la CE.

STB SYSTEMS

Un aparato sumergido a 10 metros de profundidad y que contiene unas turbinas que giran a partir de la presión del agua. Este es el fundamento del sistema ideado por el inventor. En esta situación, la sobrepresión del líquido crea una presión natural calculada, en la que cada 10 metros equivale a 1 kg. Es la única energía actual que no contamina, tanto a nivel atmosférico como sonoro o visual, y que consigue la misma potencia y el mismo rendimiento que cualquiera de las energías actuales.

2. Lavaplatos Rockpool. Primer premio del  Electrolux DesignLab 2004  Este lavaplatos concebido por tres es­tu­dian­tes de la universidad NSW de Sydney permite lavar los platos sin utilizar agua ni detergente Para ello utiliza un circui­to cerrado de CO₂ en estado crítico (Alta presión) que pasa a estado líquido adquiriendo poder solvente con lo que puede disolver la grasa. Adicionalmente, esta forma de dióxido de carbono tiene una tensión superficial muy baja, queriendo decir que se dispersa extensamente cubriendo todas las superficies de platos.

Lavadora Airwash

3. Lavadora Airwash. Primer premio Electrolux DesignLab 2005 concedido a Wendy Chua y Gabriel Tan, estudiantes de la Universidad Nacional de Singapur. Su invento, Airwash (Aire-lavado), es una lavadora que opta por los iones negativos, los desodorantes antibacteriano y el aire comprimido, en lugar de agua, para limpiar la ropa. Esto no es nuevo. Descubrimos un tipo en singapur que descubrió una lavadora que funcionaba con iones. Poco después, Samsung lanzo un modelo de lavadora que usaba esa tecnología. Ahora, Electrolux quiere introducirse también en este campo de la limpieza sin agua con la luz ultravioleta pero no creo que sea difícil implementarla al campo de los lavavajillas.

4. Lavadora Flavour of sunshine Finalista del  Electrolux DesignLab 2005. Sunshine es una lavadora-secadora que deja en la ropa la sensación de haber sido secada al sol. Un electrodoméstico pensado para climas húmedos y ciudades con mucha contaminación atmosférica.

5. Lavadora Xeros. Entre los nuevos desarrollos se encuentra el que ha creado un grupo de investigadores ingleses de la Universidad de Leeds quienes han estudiado a las lavadoras de ropa tradicionales para dar con una mucho más eficiente. Bautizada con el nombre de Xeros, se trata de una lavadora que utiliza apenas una taza de agua por lavado consiguiendo así un interesante ahorro de agua.- consume 90% menos de agua que un lavarropas tradicional y utiliza 40% menos de energía. Este método no supone un mal lavado pues la lavadora cuenta con unos elementos plásticos especiales que son los encargados de absorber la suciedad para que la ropa quede limpia y con buen aroma, teniendo como ventaja adicional que al utilizar muy poca agua, la ropa sale seca y casi sin arrugas.

Para lavar la ropa, la máquina requiere unas pequeñas esferas de nailon, una medida reducida de detergente y una cantidad mínima de agua.Estas esferas de nailon son las encargadas de quitar las manchas, actuando como el agua: al mezclarse con la ropa húmeda en el tambor de la máquina, absorben la suciedad atrapada en los materiales.

Lavadora Xeros

El proceso fue descubierto por el profesor Stephen Burkinshaw, un especialista en química textil, que después de estudiar durante años cómo los polímeros plásticos absorben la tintura para cambiar de color, los puso a prueba para evaluar su capacidad de absorber las manchas.

6. Lavadora J1045AV de Samsung es un modelo de lavadora totalmente innovador que limpia la ropa gracias a iones que son generados por la propia máquina por una pequeña plancha de plata situada dentro de la propia lavadora.

Éste sistema de lavado es mucho más limpio que el tradicional, ya que además de limpiar la ropa, la desinfecta. Samsung también está pensando en fabricar lavavajillas y otros aparatos domésticos con ésta tecnología. Su precio no es muy alto aunque superior a las lavadoras convencionales.

7. Drops. El inventor Claudio Grande se percató de la distancia que recorre el agua que se usa en la ducha o en lavabo desde que sale del calentador hasta que llega al grifo son litros que se desperdician por el desagüe ya que llega fría. El Sistema que consiste en direccionar la que se pierde en la ducha, bañera, bidé o cualquier otro grifo del baño, desde que abrimos el del agua caliente y sale fría, hasta que sale caliente y empezamos a utilizarla. Puede instalarse sin ningún tipo de obra o tuberías adicionales a las ya instaladas en el baño y puede colocarlo cualquier persona que sepa hacer un taladro, o apretar una tuerca.

El aparato se encarga de enviar el agua fría que llega del calentador, hasta la cisterna del inodoro para utilizarla sin que se desperdicie dejándola correr por la conducción. El invento consiste en una especie de cámara distribuidora con dos dispositivos, simplemente hay que apretar uno de ellos dependiendo del agua que vayamos a utilizar, si es caliente, el agua fría que proviene del calentador hasta que llega caliente se desvía a la cisterna que estaría siempre vacía, si por el contrario el agua que vamos a utilizar es fría, tendríamos que apretar el otro dispositivo de desvío del agua.

Inodoro Clean-Rim The Gap

8. Inodoro Clean-Rim The Gap. Un diseño de Roca que funciona con una descarga dual de 4/2 litros. La construcción de este inodoro de nuevo desarrollo distribuye más eficientemente el flujo del agua. Un distribuidor expulsa el agua hacia ambos lados de la cubeta, cubriendo todo el perímetro y garantizando la máxima limpieza con más de un 30% de ahorro de agua en las descarga, respecto a los inodoros convencionales. El modelo In-Tank Meridian también de Roca con Tecnologia Soft-air empuja el agua hacia la parte superior siendo también la descarga dual de agua. 4,5/3 litro

9. Urinario Hall Waterless Urinal System de Roca. Aunque no es una idea nueva ya que son varios los fabricantes que los tienen en sus catálogos, este urinario no utiliza flujo de agua y no requiere electricidad. Gracias al Waterless Urinal System el líquido se concentra en un cartucho específico y queda bloqueado sin posibilidad de volver a ascender.

Urinario Hall de Roca

El dispositivo previene los malos olores y garantiza un aire permanentemente higienizado. El flujo de aire de salida pasa a través de un “módulo de fragancia” y adquiere un aroma de cítricos. El filtro se sustituye fácilmente cada 6.000 usos


10. Bath 2.0 Finalista de la 4ª edición del Concurso Internacional de Diseño “Jump the Gap” de Roca. Desarrollo de Fabrizio Tozzoli y Eliana Salazar (Ecuador). El proyecto Bath 2.0 parte de los supuestos de ahorrar agua y espacio sin privar la comodidad cotidiana en el uso de baño, uniendo los diversos aparatos sanitarios de forma que puedan girar eléctricamente en función de sus necesidades, es posible la reutilización del agua, a través de un tanque con un sistema de purificación de agua utilizada en la ducha y el lavabo poniéndolo a disposición del inodoro y otros usos en el hogar

El tanque puede contener hasta 230 litros de agua para satisfacer la demanda de agua para una familia de 3 personas. Los sanitarios están disponibles mediante la selección de las funciones del panel de control, también los controles del grifo del lavabo y la ducha están acoplados. El cuerpo principal tiene dos grifos retráctiles: uno para el lavabo y el otro para el agua no potable. BAÑO 2.0 permite ahorrar el 60% del espacio y el 50% de agua potable, sin privarse de nada.

Bath 2.0

11. W+W de Roca Sanitario (diseño de Gabriele & Oscar Buratt). su sistema renovador filtra el agua del lavamanos para reutilizarla en la descarga de la cisterna. El equipo dispone de un depósito interior dispensador de lejía,el cual aporta la dosis adecuada según el uso.

La idea no es nueva, ya vimos algún ejemplo de inodoro con lavabo, pero lo que ha hecho Roca con W+W (Washbasin+Watercloset) ha sido resolver ciertos problemas funcionales que surgían al utilizar el lavabo con el inodoro delante, y materializarlos en este diseño en forma de “L”. La combinación en una pieza de lavabo e inodoro ayuda al medio ambiente, pues al reutilizar el agua estaríamos ahorrando un 25% de la misma. Roca ha aplicado una tecnología con un sistema automático de limpieza para evitar las bacterias que pudieran aparecer  y los malos olores

Ha obtenido diversos premios, entre otros el Silver Delta/2011, el Premio Self Build (Producto e Innovación) 2010/BEST-ED (Premio Europeo de Diseño medioambiental 2010), Premio KBB industrial/2010 (producto premiado por su diseño innovador y sostenible), Premio Internacional WAN/2010 (premio internacional en la categoría de Producto por su valor ecosostenible), Premio FX 2009 (Mejor Eco producto 2009 Reino Unido).

La multinacional del cuarto de Baño Roca  dispone de un sitio Web a través del cual los profesionales, empresas y centros de investigación del mundo de la innovación pueden ponerse en contacto con la corporación para ofertar productos, métodos, procedimientos y servicios que tengan algún componente nuevo o innovador en general y en particular en el campo del ahorro del agua y su conservación.

Ir al Web de demandas tecnológicas de Roca

Ir al Web de Agua fisicoquímica y ecoeficiencia

I. NUEVAS DUCHAS PARA REDUCIR EL CONSUMO DE AGUA

El agua se está transformando en un recurso escaso en todo el mundo, donde muchos expertos creen que en el actual siglo XXI se verán más guerras por el agua que por un pedazo de tierra. En algunas partes del mundo, las municipalidades calculan un promedio de 100-150 litros de agua diario por persona al planificar la distribución de agua a las casas. Una ducha diaria usa en promedio unos 20 litros de agua por lo que en países húmedos y calurosos, dos duchas diarias usarían el 25% o más del abastecimiento diario para una persona. Con el agua restante, dicha persona aún tiene que beber, cocinar, tirar la cadena del baño y lavar.

Es constatable el gran desconocimiento que existen sobre las características de las duchas, por lo que conviene exponer algunos aspectos relacionados con el confort y que deben de contemplarse junto con el caudal y el ahorro de agua:

1.- Caudal de confort del orden de los 13,5 l/m

2.- Presión del agua contra la piel (entre 170 y 200 N/m²)

3.- Descenso de la temperatura del chorro de agua calculada desde la altura de la cabeza hasta los pies. Descensos superiores a los 3 ºC son percibidos. La sensibilidad dinámica es más acusada que la sensibilidad estática. El 89 % de las personas perciben variaciones progresivas de + 2,3 ºC y negativas de -3 ºC, mientras que se perciben variaciones bruscas positivas de + 1,3 ºC y negativas de -2 ºC.

4.- Tiempo de enjuague (efectividad de la ducha para enjuagar el jabón del cuerpo y el pelo) función para un mismo tipo de jabón del caudal y del tamaño de las gotas

5.- Diámetro del chorro de la ducha a la altura de los hombros (lo óptimo es que situada la ducha a una altura comprendida entre los 2 y 2,1 m las gotas de agua cubran aproximadamente el espacio que ocupa el cuerpo humano normal en posición erguida

6.- El ruido producido durante el uso

Podemos considerar que entre las duchas economizadoras de agua existen las de estrangulación y las de turbulencia

Es por esto que diseñadores alrededor del mundo están ideando formas para economizar la utilización de agua para ducharse. Las siguientes duchas ecológicas no solamente reducen el consumo de agua sino algunas también reciclan el agua y producen electricidad (para duchas de agua caliente).

A continuación les dejo con las últimas duchas consideradas ecológicas:

1. Eden Mist Shower:

La mayoría de las duchas lanzan un fuerte chorro de agua desde arriba sea cenital o lateral, el cual en su mayoría pasa directamente al desagüe. La Eden Mist, ideada por la diseñadora industrial Alemina Vranes de New South Wales utiliza un aireador para convertir el agua en gotas finas que cubren a la persona en una niebla.

Eden Mist Shower

El rociador es fácilmente ajustable a la altura de la persona disponiendo de un sistema calefactor que convierte las microgotas de agua en vapor cuando se necesita una ducha de agua caliente.

El calentamiento de pequeñas gotas reduce la electricidad necesaria para su funcionamiento (cuando no se utiliza un calentador de gas). Esta ducha utiliza sólo 1 litro de agua por minuto, que es significativamente menor que el consumo en las duchas convencionales.

La Eden Mist está diseñada en acero inoxidable con componentes recubiertos de pinturas  y metales para obtener una buena apariencia.

2. Eco Drop Shower:

La ducha Eco Drop es un producto del diseñador Tommaso Colia de Milán para Concept, Se trata de un plato de ducha cuya superficie comienza a deformarse a medida que pasamos tiempo sobre ella. Comienza a ganar relieve, haciendo que sea más y más incómodo seguir duchándose. Utiliza una especie de alfombrilla de baño como dispositivo para la base del plato de ducha, fabricada con un material que se expande bajo la presión del peso del cuerpo en presencia de agua.

Eco Drop Shower

Los círculos concéntricos en relieve son inicialmente cómodos para los pies, pero cuando por el rociador comienza a fluir el agua  los círculos concéntricos comienzan a elevarse con la consiguiente incomodidad para estar de pie. Además, las piezas centrales se elevan presionando de manera incómoda contra la planta de los pies obligando al usuario a comprobar el uso de agua.

Este dispositivo podría ser útil en lugares de duchas públicas como piscinas y gimnasios donde la gente pasa demasiado tiempo y causan molestias a otras personas que esperan para usar las instalaciones.

Aunque es evidente que este propósito puede lograrse de igual manera con un sencillo temporizador en la conducción de suministro de agua.

Por otro lado, y también del mismo diseñador tenemos el Waitek Shower Monitor, un dispositivo bastante sencillo que se instala junto a la salida de agua de la ducha y nos indica cuánto tiempo llevamos y a qué temperatura está el agua. Una vez pasados 8 minutos, comienza a emitir pitidos que nos harán desear acabar cuanto antes.

3. Eco Shower:

Diseñada por Jun Yasamoto, Alban Le Henry, Olivier Pigasse y Vincent Vandenbrouck, la Eco-Shower regenera aguas grises imitando a la naturaleza mediante fitodepuración. Viene equipada con plantas de filtrado de agua. El agua que se evacua de la ducha se canaliza hacia una cama de arena en la que se plantan las cañas junto con las plantas acuáticas de filtrado de agua y las plantas acuaticas como el jacinto de agua (Eichhornia crassipes).

Eco Shower

El agua pasa a través de las raíces de las plantas donde las bacterias se eliminan purificando el agua que luego se recicla. Al realizarse la filtración, el agua llega a pasar por diferentes áreas hasta que un filtro de carbón elimina a la perfección los restos de micro-partículas. El jacinto de agua y las plantas acuáticas ayudan a la descomposición y absorción de los contaminantes en la arena. El sistema necesita de la luz solar para el ciclo de la planta lo cual limita su uso a lugares al aire libre como piscinas.

4. Fog Shower:

La Fog Shower o rociador de Niebla, fue conceptualizada por el diseñador Joao Diego Schimansky de Brasil para el concurso de diseño de Electrolux de 2007, es similar al rociador de niebla Edén, ya que utiliza las diminutas gotas de agua para la ducha en lugar de un chorro o la lluvia de agua.

Fog Shower

Las gotas son creadas por calentamiento ultrasónico y luego forzadas a pasar través de unas placas metálicas perforadas con pequeños orificios.

Un sensor inteligente responde a los movimientos del cuerpo del usuario para dirigir las gotas de agua donde el interesado lo necesite.

Este sistema al parecer utiliza sólo dos litros de agua para una ducha de cinco minutos. La aplicación de ultrasonidos reduce los requerimientos de electricidad para calentar el agua

5. Pensar Indulgence:

La empresa de diseño de Seattle “Pensar Development”, ha inventado esta ducha inspirada en la experiencia de los onsen japoneses y en el ahorro de agua que se obtiene con su utilización en forma de neblina.

Pensar Indulgence

La ducha tiene un ciclo de “lavado-vaporización-lavado”. Cuando el usuario entra a la ducha, obtiene un minuto de agua similar al de una ducha convencional, seguidos de 4 minutos de agua vaporizada culminando con un flujo de agua de 2 minutos para el enjuage. En los 4 minutos de agua vaporizada se ahorra alrededor de un 56 % del consumo de agua y electricidad. Los tiempos de cada ciclo son ajustables para satisfacer las necesidades de cada individuo.

6. Smart Shower:

La Smart Shower o ducha inteligente consiste en un cubículo de 1 metro de diámetro por 2,2 metros de altura que utiliza un aireador para convertir el agua en gotas. Además, tiene un intercambiador de calor en la base que colecta el calor del agua caliente ya utilizada para calentar el agua fría que será utilizada.

Smart Shower

Este intercambiador de calor ayuda a ahorrar hasta un 50 % en energía para calentar el agua fría. Asimismo, el cubículo de la ducha está diseñado con anexos para otras aplicaciones que usan agua caliente tales como una bañera para bebés, enjuagador de pelo, lavadero de ropa a mano etc.

7. Visible Shower BRS (Bathroom Recycle System):

Normalmente los diseños conceptuales para duchas ahorradoras suelen incluir algún mecanismo electrónico que hace visible el consumo de agua. Visualizar el agua que gastamos en la ducha, sirve para conocer el impacto medio ambiental y reducir su consumo. Sin embargo, este concepto simplifica el ahorro mostrando directamente el agua que consumimos, en el sentido más literal.

Visible Shower

Esta ducha diseñada por Frank Guo utiliza simplemente un tanque de agua transparente que te muestra claramente cuanta agua estás usando al ducharte, lo cual ayuda a la conservación del agua. El mismo tanque también alimenta a un lavamanos y a un bidé. Los controles de temperatura están situados al costado del tanque transparente para completar un elegante diseño visual.

 

8. Shower Brake:

Este shower brake, o freno de ducha, diseñado por Sang-in Lee y Dae Hyun Kim utiliza la retroalimentación visual para promover la conservación del agua. La cantidad de agua a utilizar está determinada a través de la elevación del controlador de la ducha, el cual está situado en el tubo que soporta el rociador de la ducha. Mientras continúa la ducha, el controlador va descendiendo permitiéndole al usuario tener un control visual de cuanto tiempo de ducha le queda.

Shower Braque

Es posible, obviamente, el volver a levantar el controlador pero de esta forma se le da una clara señal al usuario de que está desperdiciando agua. El controlador también tiene incorporado un regulador de temperatura y de presión de agua.

9. DA / Spa Shower:

La ducha DA/Spa es una ducha con forma de burbuja donde el agua utilizada es reciclada continuamente hacia los rociadores de ducha localizados en la parte superior y en los laterales para obtener una sensación de masaje. El agua reciclada es filtrada continuamente y mantenida a una temperatura y presión constante. El reciclaje del agua permite mantener la utilización de agua para ducha convencional de 20 litros, pero además proporciona un masaje acuático. El uso de energía para calentar el agua y para bombearla es el claro punto negativo de esta invención.

Spa Shower

 10. "Ducha Eco" autoalimentada:

Ducha Eco

Esta ducha ecológica diseñada por el mexicano Victor M. Aleman utiliza energía del pedal para operar, combinando la ducha con un ejercicio mañanero. El agua para la ducha esta almacenada en la base hecha de bloques de madera y cuando el usuario se sitúa sobre ella el agua es impulsada hacia el tanque superior. Mientras baja cada bloque de madera, una barra metálica cilíndrica es expuesta haciendo que el usuario cambie su posición a otro bloque de madera en un continuo patrón de paso-de-baile. El agua que es forzada a subir al tanque superior pasa por una turbina y la electricidad producida calienta el agua para la ducha.

Ir al Web de Agua fisicoquímica y ecoeficiencia

I. APROVECHAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA. RECUPERACIÓN Y CALIDAD

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.

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.

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.

Ir al Web de Agua fisicoquímica y ecoeficiencia

REPRESENTACIONES GRAFICAS DE LA COMPOSICION DEL AGUA. SU OBTENCIÓN

Se utilizan representaciones gráficas para obtener una visualización sencilla y lo más completa posible de composición y características químicas de las aguas. Además de las variaciones muestrales se utilizan:

• Diagramas divariantes:

Se utilizan para representar la variación de un parámetro con respecto a otro. En ocasiones, permiten visualizar la variación de varios parámetros con respecto a otro. Otras veces se utilizan para visualizar la variación de índices, o relaciones, con respecto a otros.

• Diagramas de barras Collins (diagramas de balance iónico):

Representan la composición del agua en meq/l ó tanto por ciento de meq/l de iones mayoritarios. Los cationes se proyectan a la izda. y los aniones a la dcha.

• Diagramas circulares:

Son equivalentes a los de barras, aunque se representan cationes y aniones en el mismo círculo, donde además se puede representar otro parámetro (p.e. TSD) como un círculo interior.

Solo permiten representar la composición de una muestra. Pueden ser representados en mapas, con lo que se obtiene una visualización rápida de la variación espacial de la composición del agua.

• Diagramas de Piper-Hill-Langelier (diagramas triangulares):

Es una de las gráficas más utilizadas. En el se incluyen aniones y cationes en forma simultánea. Este gráfico permite representar muchos análisis sin dar origen a confusiones. Las aguas geoquímicamente similares quedan agrupadas en áreas bien definidas.

Está formado por dos triángulos equiláteros, donde se representa, respectivamente, la composición aniónica y catiónica del agua y un del campo central romboidal en el que se representa la composición del agua deducida a partir de aniones y cationes.

Es necesario recalcular las concentraciones de los iones expresadas en meq/l a tanto por ciento con respecto a la suma de aniones y cationes respectivamente y sólo se pueden reunir en cada triángulo tres aniones y/o tres cationes. A cada vértice le corresponde el 100% de un anión o catión.

Como aniones se suelen representar: HCO₃^- + CO₃⁼, SO₄⁼ y Cl^- + NO₃^- y como cationes Na⁺ + K⁺, Ca⁺⁺ y Mg⁺⁺.

En este tipo de diagramas no se representan concentraciones absolutas. Frente a este inconveniente y la imposibilidad de representar más de tres iones por triángulo, estos diagramas permiten reflejar las variaciones causadas por mezclas de aguas, precipitaciones-disoluciones, procesos de intercambio iónico, etc., en definitiva, los diagramas permiten ilustrar la evolución hidroquímica de las aguas.

Permiten establecer de forma directa el tipo de agua en relación a las facies   hidroquímicas

• Diagrama de Stiff modificado:

Esta gráfica está compuesta por tres ejes horizontales, cada uno de ellos uniendo un catión y un anión. Todos los cationes se disponen en la parte izquierda del diagrama, y los aniones al derecho. Siempre el Na⁺ se confronta con el Cl^-, el Ca⁺⁺ con el HCO₃^- y el Mg⁺⁺ con el SO₄⁼ (a veces también se pueden mostrar otros dos iones, como el Fe⁺⁺ contra el NO3). Todos los ejes horizontales están a la misma escala (lineal) y las concentraciones están dadas en meq/l.

Dos características sobresalen en este tipo de diagrama: por un lado permite visualizar claramente diferentes tipos de agua (cada una con una configuración particular) y, en forma simultánea, permite dar idea del grado de mineralización (ancho de la gráfica), en la grafica siguiente se muestran algunas apreciaciones de este diagrama que caracterizan varios tipos de aguas.

Permite apreciar los valores de las relaciones iónicas con respecto a la unidad y la variación de las relaciones entre cationes y entre aniones de una muestra.

También pueden representarse en un mapa, con lo que se visualiza rápidamente la variación espacial de la mineralización del agua en el acuífero.

• Diagrama Schoeller-Barkalof:

También llamado "spider", permite representar varias muestras en un mismo diagrama, para que puedan ser comparadas.

Se disponen varias semirrectas o columnas verticales paralelas, igualmente espaciadas y divididas en escala logarítmica y con el mismo módulo. A cada semirrecta se le asocia un anión o un catión, excepto la primera columna que no tiene asociada ningún ión y su unidad de medida es en meq/l, las demás tienen como unidad de medida mg/l.

El orden de las columnas es el siguiente:

Columna 1: sin ión, unidad de medida meq/l

Columna 2: Ca, unidad de medida mg/l

Columna 3: Mg, unidad de medida mg/l

Columna 4: Na, unidad de medida mg/l

Columna 5: Cl, unidad de medida mg/l

Columna 6: SO₄, unidad de medida mg/l

Columna 7: HCO₃, unidad de medida mg/l

Columna 8: NO₃, unidad de medida mg/l

La columna Nº 1 puede estar dividida de 0.1 hasta 1000 (meq/l), y las demás se deben configurar y colocar de tal manera que el peso del equivalente de cada ion coincida con el 1 de la primera columna, cuya escala es en meq/l (esto hace que las divisiones queden desplazadas).

• Diagrama de Gibbs  (boomerang):

En el diagrama de Gibbs es graficada la concentración de los sólidos disueltos totales (eje y)  en función de la relación:

Se caracteriza por poseer tres zonas asociadas a los procesos de evaporación, interacción agua-roca y precipitación atmosférica.

Este diagrama es más aplicado a las aguas superficiales que subterráneas. La química de aguas superficiales está determinada por tres factores: Lluvia (en el dominio de Precipitación); Reacciones de intemperismo (dominio de Roca); y el dominio de Evaporación-cristalización.

La composición de la lluvia mundial está determinada por el contenido de NaCl de origen marino y bajas concentraciones de sólidos disueltos por lo que se encuentran en la esquina inferior derecha. El incremento de sales debido a la interacción agua-roca causado por la meteorización aumenta la proporción de sólidos disueltos afectando las concentraciones de calcio o bicarbonato relativas a sodio y cloruros. Finalmente la evapotranspiración, como sucede en áreas de cultivo o superficies con suficiente aridez que reciben escurrimiento subsuperficial por aguas de retorno agrícola; elevan el contenido de Na+ y de sólidos disueltos TDS.

• Diagrama radial:

Solo permiten representar una o dos muestras.

Como en el caso de los diagramas circulares o los diagramas Stiff, pueden ser representados en un mapa, permitiendo visualizar de forma rápida las variaciones espaciales de la composición del agua.

• Mapas de isolineas:

Incluyen líneas que representan puntos con un mismo valor del parámetro analizado. Se determinan mediante técnicas de análisis geoestadístico, normalmente el kriging establecido a partir del  variograma de mejor de ajuste.

Permiten evaluar la tendencia (gradiente) regional de determinado parámetro e identificar las áreas o sectores “anómalos” con respecto a esa tendencia regional.

• Mapas de puntos escalados:

Se representa el parámetro en el mapa mediante puntos cuyo tamaño es proporcional al valor del parámetro.

Una variante es la representación de rangos de valores mediante diferentes colores.

La principal ventaja es que ofrecen una información directa sobre la localización de los puntos de muestreo.

La principal desventaja es que cuando los puntos están muy próximos, estos se superponen, perdiendo definición

Se dispone de un software fácil de utilizar de uso libre, creado por la Universidad de Avignon, Permite realizar gráficos de Piper, Schoeller-Berkalov, Stiff, Binarios (estos permiten combinar una gama importante de parámetros, incluyendo datos isotópicos), Riverside/Wilcox, Korjinski, simulación de ph, cálculos estadísticos y modela usando algoritmo Phreeq. Permite además exportar lo gráficos realizados a un archivo jpg, bmp, fem y de tipo vectorial. De igual forma permite el cálculo de balance iónico, conductividad, TDS, pCO₂, etc.

Los datos se pueden introducir en mg/l desde un archivo de Excel.

El idioma original es francés, pero también podemos cambiarlo a español o inglés

El programa llamado “Diagrammes” se puede descargar de la página:

 Ir al programa "Diagrammes" y hacer link Logiciels.

Ir al web Fisicoquímica y eficiencia