Aumento de La Oferta Hidrica

8/3/2019 Aumento de La Oferta Hidrica

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AUMENTO DE LA

OFERTA HDRICA


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AUMENTO DE LA OFERTA HDRICA

Instituto Nacional de Recursos Hidrulicos (Indhri)

Primera Edicin

Agosto 2010

ISBN: 978-9945-442-87-8

Diseo y diagramacin: Eduardo Smith

Diseo de portada: Luis Maireni Pou y Rafael Ant. Nez

Impreso en Repblica DominicaPrinted in Dominican Republic

Editora Taller C. x A., Juan Vallenilla esq. Juanico Dolores.Zona Industrial de Herrera, Santo Domingo Oeste


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III

INDICE

PRLOGO ................................................................................................1INTRODUCCIN.......................................................................................3

CAPITULO I

PERSPECTIVA DEL AUMENTO DE LA OFERTA HIDRICA .............................5Ing. Francisco T. Rodrguez

CAPITULO IICAPTACION O COSECHA DE AGUA DE LLUVI ADISEO DE SISTEMAS DE CAPTACIN DEL AGUA DE LLUVIA ...................9Dr. Manuel Anaya Garduo

2.1 INTRODUCCIN ...................................................................................92.2 COMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE CAPTACIN DEL

AGUA DE LLUVIA (SCALL) ...................................................................102.2.1 DETERMINACION DE LA DEMANDA DE AGUA .......................................102.2.2 CLCULO DE LA PRECIPITACIN PLUVIAL NETA....................................132.2.3 DETERMINACION DEL REA DE CAPTACIN DEL AGUA DE LLUVIA ........ 172.2.4 CONDUCCION DEL AGUA DE LLUVIA CAPTADA .....................................232.2.5 CISTERNAS PARA EL ALMACENAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA ..............252.3 COSTO UNITARIO POR UNIDAD DE AGUA DE LLUVIA

ALMACENADA EN DIFERENTES TIPOS DE CISTERNA ................................312.4 FILTRACIN DE AGUA DE LLUVIA ..........................................................312.5 SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DEL AGUA DE LLUVIA ................................33

2.5.1 USO DOMSTICO ............................................................................ 342.5.2 DISEO DEL VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR O

TRAMPA DE SOLIDOS ........................................................................352.5.3 BOMBEO DEL AGUA DE LLUVIA ALMACENADA

TRMINOS HIDRULICOS ..................................................................372.6 EJEMPLO: CASO COMUNITARIO DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA ............2.6.1 rea de captacin del agua de lluvia ...................................................40


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IV

2.6.2 Equipo de recoleccin del agua de lluvia ..............................................412.6.3 Sistema de trampas de slidos ...........................................................452.6.4 Sistema de filtros de sedimentos ........................................................462.6.5 Sistemas de almacenamiento .............................................................462.6.6 Obra civil ........................................................................................47

2.6.7 Descripcin del proceso de potabilizacin y purificacin .........................482.7 CONCLUSIONES SISTEMAS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA ............... 492.8 CAPTACIN DEL AGUA DE LLUVIA PARA MEJORAR LA PRODUCCION

AGRICOLA ........................................................................................492.8.1 INTRODUCCIN ...............................................................................492.8.2 TCNICAS PARA MODIFICAR EL MICROCLIMA Y EL

MICROAMBIENTE DE LAS PLANTAS ....................................................502.8.3 PRINCIPALES TECNICAS DE CAPTACION Y

APROVECHAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA .......................................... 50- Captacin in situ del agua de lluvia .................................................53

- Mtodo de Anaya ..........................................................................53- Aplicacin de la frmula de Anaya et al., para cultivos en hilera ...........56- Aplicacin de la frmula de Anaya et al., para cultivos tupidos .............58- Aplicacin de la frmula de Anaya et al. para frutales .........................60- Labranza de conservacin...............................................................65

2.9 CONCLUSIONES SISTEMAS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIAPARA MEJORAR LA PRODUCCION AGRICOLA ..........................................67

2.10 RECOMENDACIONES .......................................................................... 67REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................68

CAPITULO IIIREUSO DE AGUA ....................................................................................71Ingeniero Civil. M.Sc. Manuel Cerda Gaete

3.1 GENERALIDADES ................................................................................713.2 PROBLEMTICA MUNDIAL DE LA ESCASEZ DE AGUA................................74

a. Crecimiento de la Poblacin ..........................................................74b. Limitacin del Recurso Agua .........................................................74c. Cambio Climtico .......................................................................75d. La Sequa ..................................................................................76

e. Requerimientos ambientales del agua superficial .............................763.3 TECNICAS DE REUSO DE AGUA .............................................................773.3.1 SINOPSIS DE LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO USUALES ................... 783.3.2 TECNOLOGAS MS COMUNES ...........................................................80

- Para tratamiento primario ...............................................................80- Para tratamiento secundario ...........................................................80- Para tratamiento terciario o avanzado ..............................................81


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V

3.4 PRINCIPALES SECTORES DE APLICACIN DEL REUSO DEL AGUA ..............84- Reuso urbano ...............................................................................84- Reuso industrial ............................................................................85- Reuso agrcola ..............................................................................85- Reuso ambiental ...........................................................................86

- Reuso para recarga de acuferos ......................................................86- Reuso en agua potable ...................................................................87

3.5 ELEMENTOS DE PLANIFICACION DEL REUSO DE AGUA TRATADA ............... 883.6 CRITERIOS PARA EL ANLISIS FINANCIERO Y EVALUACIN

ECONMICA .....................................................................................90- Anlisis financiero y evaluacin econmica ........................................90- Mtodos de evaluacin econmica ...................................................91- Indicadores de evaluacin ..............................................................92- Valor Actual Neto (VAN) valor presente neto (NPV) .........................93- Relacin Beneficio Costo .................................................................94

- Anlisis de Sensibilidad ..................................................................94REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................96

CAPITULO IVRECARGA CONTROLADA DE ACUIFEROS ................................................97M.Sc. Carlos Gutirrez Ojeda

4.1 GENERALIDADES ............................................................................... 974.2 DEFINICIN DE LA RECARGA CONTROLADA DE ACUFEROS .....................994.3 DESCRIPCIN GENERAL DE LOS ACUFEROS ........................................ 100

4.4 OBJETIVOS DE LA RECARGA DE ACUFEROS ......................................... 1014.5 FUENTES DE AGUA UTILIZABLES PARA LA RECARGA DE

ACUFEROS ..................................................................................... 1024.6 BENEFICIOS Y PROBLEMAS DE UN PROYECTO DE

RECARGA DE ACUFEROS .................................................................. 1024.7 EVALUACIN MEDIOAMBIENTAL DEL PROYECTO DE

RECARGA DE ACUFEROS .................................................................. 1044.8 INFORMACIN HIDROGEOLGICA NECESARIA ..................................... 1044.9 ESTUDIOS BSICOS PARA EL DISEO Y EVALUACIN DE

UN SISTEMA DE RECARGA DE ACUFERO ............................................. 106

4.10 IMPLICACIONES DE LA CALIDAD DEL AGUA ........................................ 1064.11 ASPECTOS INSTITUCIONALES Y DE GESTION ..................................... 1074.12 LUGARES DONDE NO ES FACTIBLE LLEVAR A CABO

PROYECTOS DE RECARGA ................................................................ 1074.13 ELEMENTOS CRTICOS PARA EL XITO DE UN PROYECTO DE RECARGA .. 1074.14 PRINCIPALES TECNOLOGAS PARA RECARGAR ACUFEROS ................... 1084.14.1 TCNICAS DE DISTRIBUCION ........................................................ 109


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i) Estanques y balsas de infiltracin .................................................. 110ii) Inundacin controlada ................................................................ 111iii) Zanja, surcos y drenajes de riego ................................................ 112iv) Riego ...................................................................................... 113

4.14.2 INFILTRACIN INDUCIDA ............................................................. 114

4.14.3 POZOS ....................................................................................... 116- Pozos de recarga someros ............................................................ 116- Pozos de recarga profunda ........................................................... 117- Pozos de almacenamiento y recuperacin (ASR) .............................. 118- Pozos de almacenamiento, transferencia y recuperacin (ASTR) ........ 118

4.14.4 MODIFICACIN DE LOS CAUCES DE LOS ARROYOS Y ROS ............... 119- Presas para recarga de acuferos ................................................... 120- Presas sub-superficiales ............................................................... 121- Presas de almacenamiento de arena .............................................. 122- Mini-presas de gaviones y tierra .................................................... 123

- Tcnicas de ampliacin de los cauces ............................................. 1244.14.5 CAPTACIN DE AGUA DE LLUVIA .................................................... 124

- Recoleccin de agua de lluvia en los techos ..................................... 124- Sistemas de recoleccin de escurrimiento superficial ........................ 125- Barreras que sobresalen de la superficie de la tierra ......................... 126- Zanjas de infiltracin, surcos y tinas ciegas ..................................... 126

4.15 ASUNTOS BSICOS A CONSIDERAR EN UN PROYECTO DERECARGA DE ACUFEROS ................................................................. 127

4.16 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................ 131BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS ................................................................ 132

CAPITULO VAPLICACION DE INDICE DE SUSTENTABILIDAD DE CUENCAS .............. 135Ing. M.Sc.(c) A . Elizabeth Corts e Ing. Magister Jorge Nuez

5.1 GENERALIDADES ............................................................................. 1355.1.1 DESCRIPCIN DEL WSI ................................................................... 1365.1.2 CONTEXTO DE LA APLICACIN DEL INDICE DE

SUSTENTABILIDAD DE CUENCAS (WSI) ............................................ 1415.2 METODOLOGIA PARA DETERMINAR EL WSI EN LA CUENCA DE ELQUI ..... 142

5.3 DETERMINIACN DEL WSI PARA LA CUENCA DE ELQUI ......................... 1435.3.1 DESCRIPCIN DE LA CUENCA DE ELQUI............................................ 1435.3.2 RECOPILACIN DE INFORMACIN Y ANLISIS DE DATOS EXISTENTES ... 1445.3.3 ORDENAMIENTO DE LA INFORMACIN .............................................. 1455.3.4 TALLER DE VALIDACIN DEL WSI ANTE LA MESA REGIONAL

DEL AGUA DE LA REGIN DE COQUIMBO ......................................... 1455.4 RESULTADOS .................................................................................... 145


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VII

5.4.1 INDICADOR DE HIDROLOGA ........................................................... 145HIDROLOGA- CANTIDAD ........................................................................ 146

a) Presin- variacin de la disponibilidad de agua............................... 146b) Estado- disponibilidad per cpita de agua en la cuenca ................... 147c) Respuesta- evolucin en la eficiencia del uso del agua .................... 148

HIDROLOGA-CALIDAD ........................................................................... 149a) Presin- Variacin de la conductividad .......................................... 150b) Estado- Conductividad en la cuenca ............................................. 151c) Respuesta - tratamiento y disposicin de aguas

servidas en la cuenca ................................................................. 1525.4.2 INDICADOR MEDIOAMBIENTAL ........................................................ 152

a) Presin - ndice de Presin Antrpica en la cuenca ......................... 152b) Estado - Porcentaje de Vegetacin Natural en la Cuenca ................. 154c) Respuesta-Evolucin de zonas de conservacin en la cuenca........... 154

5.4.3 INDICADOR DE VIDA HUMANA ........................................................ 155

a) Presin - Variacin ndice de Desarrollo Humano (IDH)-Ingreso ...... 155b) Estado Parmetro de Vida- Estado ............................................... 157c) Respuesta Variacin IDH ponderado Cuenca ............................... 158

5.4.4 INDICADOR DE POLTICAS PBLICAS ............................................... 158a) Presin Variacin IDH educacin ............................................... 159b) Estado Capacidad Legal e Institucional en GIRH en la Cuenca .......160c) Respuesta Evolucin en las inversiones en GIRH en la cuenca ....... 161

5.5 DETERMINACIN DE NDICE DE SUSTENTABILIDADCUENCA ELQUI (WSI) ....................................................................... 162

5.6 CONCLUSIONES ................................................................................ 163

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................... 164INDICE DE CUADROS ........................................................................... 167INDICE DE FIGURAS ............................................................................ 171GLOSARIO ........................................................................................... 177


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Aumento de la Oferta Hdrica

PRLOGO

La escasez de agua en muchas regiones del globo terrqueo obliga a buscar alterna-tivas de aumento de la oferta hdrica para el consumo humano y el desarrollo eco-nmico y social de las comunidades afectadas. Con el aumento de la oferta hdricaestamos creando medidas de aprovechamiento hdrico que contrarresten efectosnegativos y de escasez como la distribucin espacial y de temporada de las lluvias,la escasez de lluvia, el uso exclusivo del agua en determinado sector, el desperdicio

de agua disponible para reuso, y la indisposicin de grandes almacenamientos deagua para tener volmenes de reserva de aguas tratadas, entre otras.

El caso del reuso de agua como mtodo de aumento de la oferta hdrica implica unacategorizacin del uso del agua a partir del agua fresca tratada y sus usos sucesi-vos posteriores, con menos calidad pero aplicada a usos especficos para los cualesresultan ptimamente adecuados.

El aumento de la oferta hdrica busca crear herramientas y sistemas de aprovecha-miento mximo del agua disponible utilizando metodologas que superen las ten-dencias y tecnologas tradicionalmente utilizadas para el aprovechamiento del agua

dulce, y que en defi

nitiva produzcan la disponibilidad de un mayor volumen de aguacon un nivel de calidad aceptable para el uso humano, econmico o de recreacin,y a un ms bajo costo de produccin.

El presente documento tiene la intencin de presentar en forma general una pano-rmica de las principales tcnicas de aumento de oferta hdrica que se estn utili-zando exitosamente en la mayora de los pases desarrollados y subdesarrolladosy que estn siendo una alternativa viable para la satisfaccin de las necesidades


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hdricas de muchas zonas en desarrollo y comunidades del mundo.

Las alternativas de aumento de la oferta hdrica propuestas en el presente docu-mento son compatibles con la conservacin y desarrollo ambiental, y tambin son

cnsonas con el esquema de desarrollo global que se lleva a cabo en la mayora delos pases de Amrica Latina incluido las islas del Caribe.

Para los fines de capacitar a profesionales caribeos sobre este importante temase desarroll un curso taller regional denominado Aumento de la Oferta Hdrica,celebrado en Santo Domingo, Repblica Dominicana del 2-4 septiembre 2009 aus-piciado por el Centro de Zonas ridas y Semiridas de Amrica Latina y el Caribe,(CAZALAC), el Plan Hidrolgico Internacional (PHI/LAC) de La UNESCO, el InstitutoNacional de Recursos Hidrulicos, (INDRHI), de la Republica Dominicana, y el Cen-tro para la Gestin Sostenible de los Recursos Hdricos en los Estados Insulares delCaribe (CEHICA). Este curso de capacitacin regional incluy tres temas bsicos

que fueron: panormica sobre el aumento de la oferta hdrica, captacin o cosechadel agua de lluvia, el reuso de agua, y la recarga de acuferos.

Esta publicacin presenta en un formato acadmico y didctico, el temario del cur-so-taller y temas complementarios que en su conjunto ofrecen al lector una fuentede consulta y fundamentos bsicos sobre el aumento de la oferta hdrica. El textocontiene un desarrollo metodolgico enfocado de forma prctica que bien puedeservir para fines de docencia, como para referencia tcnica profesional.

Ing. Francisco T. RodrguezPresidente Consejo AdministracinC E H I C A

Director EjecutivoINDRHI


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INTRODUCCIN

El CEHICA es una organizacin regional en el Caribe especializada en la investi-gacin de los temas del agua, y est orientada a generar conocimientos tcnicosaplicables a la conservacin y desarrollo de los recursos hdricos en general, en labsqueda de soluciones innovadoras y sostenibles que permitan la supervivencia yuna mejor calidad de vida de las poblaciones insulares. El CEHICA es un centro Ca-tegora II de la UNESCO, aprobado por la 35th. Conferencia General de la UNESCO

en octubre del 2009, con sede en el Instituto Nacional de Recursos Hidrulicos, IN-DRHI, de la Repblica Dominicana; posteriormente en Marzo del 2010 se suscribiel Convenio que oficializa los auspicios de la UNESCO entre Francisco T. Rodrguez,Director Ejecutivo del INDRHI e Irina Bokova, Directora General de la UNESCO.

Muchas de la islas del Caribe se encuentran bajo presin hdrica ya sea, en cuantoa calidad y cantidad de agua dulce disponible para el consumo humano y otros usosde aprovechamiento econmico. La escasez de los recursos hdricos es un factor li-mitante para su desarrollo econmico, social y para supervivencia de las generacio-nes futuras. La creacin del CEHICA busca estudiar soluciones de mitigacin de laslimitaciones y el aumento de las disponibilidades de agua en las islas del Caribe.

Dentro de los objetivos de capacitacin del CEHICA, se realiz un Curso-Taller inter-nacional Aumento de la Oferta Hdrica, celebrado en Santo Domingo del 2-4 sep-tiembre 2009, en la Repblica Dominicana, con la participacin de representantesde diez pases de los Estados Insulares del Caribe: Cuba, Hait, Jamaica, Dominica,Saint Kitts, Santa Lucia, Bahamas, Antigua y Barbuda, Barbados y Republica Domi-nicana. Este Curso-Taller fue auspiciado por el Centro de Zonas ridas y Semiridas


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de Amrica latina y el Caribe, (CAZALAC), el Plan Hidrolgico Internacional (PHI/LAC) de La UNESCO, el Instituto Nacional de Recursos Hidrulicos (INDRHI) y elCentro para la Gestin Sostenible de los Recursos Hdricos en los Estados Insularesdel Caribe (CEHICA).

El curso taller incluy el desarrollo de tres temas bsicos que fueron: i) Panormicasobre el Aumento de la Oferta Hdrica, ii) Captacin o Cosecha del Agua de Lluvia,iii) Reso de Agua, y iv) Recarga de Acuferos.

El tema sobre la panormica sobre el aumento de la oferta hdrica fue presentadopor el Ing. Francisco T. Rodrguez, Director Ejecutivo del INDRHI; el de Captacin oCosecha del Agua de Lluvia fue expuesto por el Dr. Manuel Anaya Garduo del Cen-tro Internacional de Demostracin y Capacitacin en Aprovechamiento del Agua deLluvia (CIDECALLI) de Mxico; el de Reuso de Agua fue abordado por el Ing. M. Sc.Manuel Cerda Gaete de Chile quien es profesor titular de la Pontificia Universidad

Catlica de Valparaso, Chile; el de Recarga Controlada de Acuferos fue presentadopor el Ing. M. Sc. Carlos Gutirrez Ojeda del Instituto Mexicano de Tecnologa deAgua (IMTA). En adicin a los temas antes mencionados se incluye una contribucincientfica de CAZALAC que comprende un estudio relativo a la aplicacin de ndicede sustentabilidad de cuencas, (water sustainability index, wsi), el cual fue prepa-rado por los Ingenieros. M.Sc. A. Elizabeth Corts y Jorge Nuez de CAZALAC.

Este documento es una iniciativa del INDRHI-CEHICA producto del curso taller men-cionado, en el cual CAZALAC intervino en principio en estimular a los expositoresinternacionales en presentar sus temas y el aporte del captulo correspondienteal ndice de sustentabilidad de cueca; y el INDRHI-CEHICA invervino en la coor-

dinacin tcnica de la redaccin del documento, revisin, edicin, diagramacin ypublicacin.

Es importante recordar que el primer tema de un Programa de Aumento de OfertaHdrica es el incremento de la eficiencia del uso de agua, a travs de mejoramientoy cambios a infraestructuras de mayor optimizacin de uso y manejo del agua, y elestablecimiento de nuevos sistemas ms eficientes, reparaciones de fugas, controlde desperdicios, y sobre todo el desarrollo pleno a nivel de los tcnicos, de las co-munidades y de los usuarios en general de la cultura del uso eficiente del agua y laconservacin del ambiente.

En trminos generales esperamos que este manual sirva como un fundamento decapacitacin para el aprovechamiento y sostenibilidad de los recursos hdricos enzonas de escasez en las islas del Caribe, y en otras regiones del mundo con situa-ciones similares, donde es necesaria la optimizacin del agua para garantizar lasubsistencia y la calidad de vida de las poblaciones.


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A mediados del siglo pasado y aun entrando la dcada de 1970, todava era co-mn en la zona rural de la Repblica Dominicana, encontrar aljibes como medio dealmacenamiento y regulacin del agua de lluvia que era captada sobre los techosde las viviendas. Este sistema con antecedentes en una sabidura milenaria, erapara muchos hogares la fuente de abastecimiento ms confiable; gradualmente lacobertura de los servicios de agua potable fue alcanzado mayor proporcin de la

poblacin, aunque todava insuficiente en algunas zonas y los acueductos que fue-ron construidos suplan agua dentro de las viviendas o a llaves pblicas prximasa las viviendas. La captacin de agua de lluvia se entendi entonces innecesaria yhaba un nuevo escenario que supona agua continua en los hogares. Se descartprcticamente por completo el antiguo esquema de captacin de agua como opcinpara satisfacer una demanda diaria.

Actualmente una proporcin significativa de esos acueductos que sustituyeron losaljibes, enfrentan serias dificultades, sean estas administrativas econmicas otcnicas operativas, y no han resuelto de forma satisfactoria la garanta del su-ministro de agua en cantidad, calidad y oportunidad, para el consumo domestico.

En esos casos la oferta de agua es realmente discontinua y de calidad inferior alagua de lluvia, de la cual disponemos naturalmente, libre de sales y minerales da-inos. En muchos casos se opt por construir cisternas u otros tipos de depsitos,alimentados por las redes de suministro de agua para regular las interrupciones delservicio, que podran o pueden ser, de varios das. El agua de lluvia fue escasamen-te vista o pensada como fuente de agua para las viviendas y ahora no se disponeni de los diseos adecuados de los techos, ni los colectores, ni de los aljibes para

CAPITULO I

PERSPECTIVA DEL AUMENTODE LA OFERTA H IDRICA

Autor: Ing. Francisco T. Rodr guez,INDRHI-CEHICA


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aprovechar esa agua, como fuente complementaria de agua que es muy necesariaen zonas con variaciones estacionales importantes en la disponibilidad.

El uso dado al aumento de la oferta hdrica por va de la llamada Cosecha de Agua

de lluvia, se ha reintroducido con mucho arraigo actualmente en algunos pasescomo en la India, inclusive a nivel urbano.

Las tcnicas de aumento de la oferta hdrica no se limitan tampoco al consumo enel hogar, siendo tambin una alternativa de solucin de bajo costo para suplir aguapara algunos cultivos en zonas ridas y semiridas. Los antiguos sistemas de apro-vechamiento de los wadis en el medio oriente1, de los cuales se tienen vestigiosde haber estado en uso desde hace cuatro mil aos, y las tcnicas de aprovecha-miento de las crecidas para la agricultura que se han practicado en Arizona y NuevoMxico, en los Estados Unidos de Norteamrica, desde hace por los menos mil aos(Zaunderer y Hutchinson 1988), hoy seran justamente clasificados como tcnicas

de aumento de la oferta hdrica.Las experiencias del desarrollo normativo en Nuevo Mxico, Bermuda y las Islas Vr-genes Britnicas, donde est legalmente estatuido como requisito el que las nuevasedificaciones que se construyen incluyan los diseos y dispositivos necesarios paracaptacin de agua de lluvia. Estas experiencias, ilustran muy bien la seriedad conque en algunas sociedades estn abordando el problema de la escasez de agua.

Es importante re-enfatizar que aumentar la oferta hdrica no se limita a captar aguade lluvia. Me permito en este sentido plantear que toda accin para aprovechar ladisponibilidad de la precipitacin o colectar o canalizar escurrimiento superficialpara fines de consumo productivo o de conservacin, incluyendo las tcnicas demicro captacin de agua que escurre en una parcela para el suministro de aguaa las plantas, la recarga de acuferos practicas de manejo de cuencas hidrogrficasy de manejo de los sistemas de drenaje urbano, as como tambin las tcnicas deahorro de agua y el reuso del agua, deben ser considerados en el men de opcionesde incremento de la disponibilidad de agua.

Entre sus mltiples ventajas estn una inversin menor y costos operacionales ba-jos, el control de la erosin de suelos, reduciendo de este modo el arrastre de sedi-mentos y fertilizantes y mejorando la conservacin del agua y suelos. Otras venta-jas que se pueden lograr son las mejoras en la recarga de acuferos, el control de susobreexplotacin y la deshidratacin de esas valiosas fuentes de agua subterrneasy su contaminacin. Por su efecto en la reduccin de la degradacin ambiental,como su efecto en el control de la esterilizacin de los suelos con barreras inertes

1 Los wadis son pequeos reservorios de captacin de agua de lluvia y de escorrenta, que se construyen en

lechos secos de ros o cauces o caadas con caudales temporarios de las regiones desrticas. Los wadissuelen construirse en forma escalonada o como pequeas lagunas aisladas para el aprovechamiento delagua. Esta tcnica se utiliza mucho en el norte del Neguev.


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de concreto, la salinidad de suelos, la sobre-fertilizacin y la salinizacin de suelos,estas tcnicas de aumento de la oferta hdrica ofrecen una solucin ecolgicamentevisible y constituyen remedios idneos y prcticos para zonas semiridas y las zo-nas propensas a sequas, y en asentamientos humanos donde hay fuerte presin

de demanda de agua por el crecimiento de la poblacin.

El aumento de la oferta hdrica es un tpico que imaginbamos sera una solucinexclusiva para sitios de extrema dificultad en la disponibilidad de agua o su sumi-nistro por va de redes. Sin embargo, dado que el manejo de la oferta hdrica nose circunscribe nicamente a captar el agua de lluvia, puede cubrir varias etapasdel ciclo hidrolgico incluyendo el manejo y aprovechamiento del agua de drenajepluvial, y el manejo de regmenes de escurrimiento en las cuencas hidrogrficas.Esta ptica es muy interesante por su vnculo con la gestin total del agua.

La tecnologa que exhiben en el Neguey en Israel y en el sur de Tunez, donde apli-

can tcnicas de micro-captacin para cultivos de rboles entre estos de almendray nuez de pistacho, el aprovechamiento de las crecidas para el riego de cultivosen Estados Unidos y Australia, llamado tambin la cosecha de agua de crecida, elmanejo de cursos de agua efmeros o intermitentes y la construccin de diques obarreras para regulacin del flujo de agua subterrnea en varios lugares incluyendoa Kerala. Estado de la India, son buenos ejemplos de las tcnicas de aumento de laoferta hdrica.

En el contexto regional de Amrica Latina y el Caribe, la promocin de las tcni-cas de aumento de la oferta hdrica para la sub-regin del Caribe es claramentepertinente. Uno de los factores que incide en la presin existente por los recursos

hdricos, es el crecimiento de la poblacin y una rpida urbanizacin, registrndoseen las Antillas las densidades de poblacin ms altas en la regin, especialmenteen las Antillas Menores con cifras entre los 150 y 609 habitantes/Km 2. Otro factorcon las limitaciones en trminos tanto de calidad, como de calidad de agua dulcedebido al pequeo tamao de las islas y condiciones particulares de su geografa,topografa y geologa.

Los pases y as llamados Estados Islas en la Sub-regin de las Antillas Menores, re-presentan la zona de mayor escasez de agua en la regin, con cifras tpicas de 776m3/habitantes /ao para Antigua y Barbuda, 313 m3/habitantes /ao para Barba-dos, y 576 m3/habitantes/ao para Saint Kits and Nevis, todas por debajo del lmite

internacional de 1,000 m3/per cpita por ao, que define la escasez (CEO, 2005),Cuba, Barbados y la Repblica Dominicana estn entre los pases ms vulnerablesa la escasez de agua. Esto supone una restriccin al futuro desarrollo del turismo ydel riego, lo cual demandar el uso de mejores prcticas que involucrarn tecnolo-ga ms moderna y suministros ms controlados y optimizados.

En la regin del Caribe se ha generado una fuerte presin por el recurso agua, por


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cuya competencia el sector agrcola empieza a perder volmenes de asignacionesde agua ante el sector de abastecimiento de poblaciones. Uno de los sectores queejerce presin sobre los recursos hdricos es el turismo, que en la mayora de lasislas, constituye un importante factor de generacin de divisas.

Las tcnicas de Aumento de Oferta Hdrica nos proveen una oportunidad de dialo-go y de construir una cultura de aprovechamiento del agua sobre una plataformacomn de discusin sobre las experiencias y el conocimiento acumulado, as comolas posibilidades, la amplitud y el alcance de las aplicaciones de las tcnicas de au-mento de la oferta de agua, asociada con otras herramientas y mecanismos de lagestin de los recursos hdricos. Consideramos que es justificado plantear que seconstruya un dialogo amplio y permanente sobre la eficacia de las tcnicas tradicio-nales y el presente y futuro de las tcnicas de aumento de la oferta hdrica.

A nivel de Amrica Latina y el Caribe existen temas muy importantes para insertar

entre las prioridades de nuestra agenda de desarrollo del sector agua, en relacinal aumento de la oferta hdrica, iniciando por el aumento de la eficiencia en el usode los sistemas existentes, que de por si libera agua que hoy desperdiciamos encantidades abundantes, mientras a la vez sufrimos una escasez innecesaria, siendouna verdadera necesidad ver ese escurrimiento ocioso de agua en nuestros alcanta-rillados pluviales y drenajes agrcolas. Vemos en estas tcnicas otros atractivos dendole poltico, social, ambiental y econmico, como son el fomento del uso de losrecursos locales bondades ecolgicas, la cooperacin a nivel local, la sostenibilidady la autosuficiencia econmica y la participacin de toda la comunidad.

El planeamiento del aprovechamiento hdrico de nuestros pases necesariamente

debe tomar en cuenta hoy los criterios y los principios de optimizacin del aumentode la oferta de agua, por lo cual debemos estar edificados de ese conocimiento ylleno de la buena voluntad para fomentar las tecnologas, las polticas pblicas, eldesarrollo normativo, la racionalidad de las inversiones y la promocin y la movi-lizacin social, para que se reviertan los procesos de agudizacin en la presin delagua, y podamos convertir la escasez en abundancia.


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2.1. INTRODUCCIN

La precipitacin pluvial representa un valioso recurso natural que debe aprovechar-

se, es una de las opciones ms reales para proporcionar agua a aquellos que nocuentan con este recurso.

Es urgente, de acuerdo con los objetivos del milenio, que cada ser viviente en esteplaneta disponga de agua en cantidad y calidad, con el objeto de lograr el verdaderoDesarrollo Sustentable de la humanidad.

La importancia de captar, almacenar y utilizar el agua de lluvia para consumo hu-mano, uso domstico, consumo animal y produccin agrcola siendo de gran rele-vancia para las poblaciones, principalmente para aquellas que no tienen acceso aeste vital lquido en cantidad y en calidad.

Esta opcin permite satisfacer las necesidades bsicas de la poblacin; asimismo,ayuda a prevenir la presencia de enfermedades gastrointestinales, ayuda a mitigarlos efectos de la sequa en el consumo animal y en la produccin de cultivos.

Es importante identificar los principales componentes de un Sistema de Captacindel Agua de Lluvia (SCALL), su funcionamiento, los criterios de diseo ms sobre-salientes, las caractersticas de los materiales de construccin, la forma de construir

CAPITULO II

CAPTACION O COSECHA DEAGUA DE LLUVIA

DISEO DE SISTEMAS D ECAPTACIN DEL AGUA DE LLUV IA

Autor: Dr. Manuel Anaya Garduo


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estos sistemas, su operacin y mantenimiento, de tal forma que la puesta en mar-cha de los proyectos sea factible con un enfoque de sostenibilidad.

La captacin de agua de lluvia se practica desde hace varios miles de aos segn

reportes del medio oriente; sin embargo, su utilizacin no se ha generalizado. Ac-tualmente existe sobre explotacin y contaminacin de las fuentes de agua super-ficiales y subterrneas. Es por ello, que los sistemas de captacin de agua de lluviarepresentan una verdadera opcin para hacer frente a la escasez de este vital re-curso, adems de ser una biotecnologa eficiente y eficaz, ya que este es un recursoque afecta seriamente la disponibilidad para consumo humano, consumo animal ypara la produccin agrcola.

2.2. COMPONENTES DE LOS S ISTEMAS DE CAPTACIN DELAGUA DE LLUVIA (SCALL)

A continuacin se describen e ilustran los componentes para el aprovechamiento delagua de lluvia a nivel familiar y comunitario, lo que permitir dimensionarlos en eltema de diseo, en el siguiente orden:

2.2.1. DETERMINACION DE LA DEMANDA DE AGUA

La demanda o dotacin por persona, es la cantidad de agua que necesita una

persona diariamente para cumplir con las funciones fsicas y biolgicas de su cuer-

po, adems considera la cantidad de agua requerida para satisfacer la necesidad

establecida en el objetivo del proyecto. As por ejemplo si el SCALL proyectadoes destinado al consumo humano, el requerimiento por persona por da ser di-

ferente a aquella condicin que se establezca para la obtencin de agua para

consumo humano ms la preparacin de alimentos, la demanda sera mayor para

el segundo escenario (Figura 2.1). Este mismo concepto aplica si se considera el

sistema para una familia compuesta por cuatro personas o para una comunidad

de 2 mil personas.

La expresin matemtica para calcular la demanda de agua es la siguiente:

DJ= Nu * Dot * Nd

j = No. del mes, j = 1, .., 12

Donde:

Dj = demanda de agua en el mes j,(m3/mes/poblacin)

Nu = nmero de beneficiarios del sistema,

12

j=1D = Djanual

.......... (ec. 2.1)


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Dot = dotacin, (L/persona/da)Ndj = nmero de das del mes j,Danual = demanda de agua para la poblacin,j = nmero del mes (1, 2, 3,, 12)

1000 = factor de conversin de litros a m3

Figura 2.1.Demanda para diferentes usos del agua de acuerdo con los criterios planteados

De igual manera si se establece que el propsito del SCALL es abastecer de agua aun sistema de produccin pecuario, la determinacin de la demanda ser a partirdel requerimiento diario de agua por cada animal que componga el sistema.

Ejemplo:

La demanda de agua para satisfacer la demanda de consumo animal de un parquezoolgico puede observarse en los cuadros 2.1 y 2.2.


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Cuadro 2.1Demanda de agua diaria y anual por especie animal, informacin base para la de-

terminacin del volumen de diseo del SCALL.

Cuadro 2.2Demanda de agua diaria y anual para diferentes especies animales de explotacin

comercial, en diferentes estadios.

Fuente, Garza V. I., Zoolgico African Safari, Mxico. 2009.

PV : Peso VivoFuente; IICA. 1998

Si el SCALL se plantea para obtener agua que ser utilizado en un sistema de pro-duccin agrcola en condiciones de invernadero, la demanda de agua estar com-puesta por la evapotranspiracin (uso consuntivo del cultivo).

El clculo de la demanda, se hace mediante la siguiente ecuacin:

D= Nu * Dot * Nd1000

.......... (ec. 2.2)


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Donde:

D = demanda de agua, (m3)Nu = nmero de beneficiarios del sistema,

Dot = dotacin,( l /persona/ da)Nd = nmero de das (se utiliza 1, para obtener la demanda diaria)1000 = factor de conversin de litros a m3.

Ejemplo:

Para dos comunidades del Departamento de El Paraso, Honduras C.A. ubicadas enla parte sur de la subcuenca del ro Texiguat en los lmites con la cuenca baja del roCholuteca, considerando una dotacin diaria de 65 L/persona para uso domestico,alimentacin y consumo humano establecida por el Servicio Autnomo Nacional deAcueductos y Alcantarillado (SANAA) (Cuadro 2.3), de Honduras C.A. Aplicando laecuacin anterior se tiene que la demanda diaria para cada una de las comunidades

es la siguiente. (Fuente: Pea P., T. M., 2008, VII Diplomado CIDECALLI-CP).

a).- Comunidad de Jiicuao:

D = = 16.64 m/da

b).- Comunidad Terrero

D = = 6.5 m/da

Cuadro 2.3

Demanda de agua para las comunidades de Jiicao y Terrero, de Honduras C.A.Para la poblacin de 356 habitantes en ambas comunidades, la demanda diaria de

agua para uso domestico, alimentacin y consumo humano es de 23.14m

2.2.2. CLCULO DE LA PRECIPITACIN PLUV IAL NETA

A partir de la informacin disponible de precipitacin (P), se determina la Preci-pitacin Neta (PN), que se define como la cantidad de agua de lluvia que quedaa disposicin del sistema (SCALL), una vez habiendo descontado las prdidas porfactores como salpicamiento, velocidad del viento, evaporacin, friccin, tamao dela gota; considerados en un coeficiente de captacin que se ha planteado del 85%

256 * 65 * 11000

100 * 65 * 11000


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(0.85) de acuerdo con la experiencia desarrollada en el CIDECALLI-CP. La eficienciade la captacin del agua de lluvia depende del coeficiente de escurrimiento de losmateriales del rea de captacin, el cual varia de 0.1 a 0.9 (Cuadro 2.4).

Cuadro 2.4Coeficientes de escurrimiento (Ce) de los diferentes materiales

en el rea de captacin.

A continuacin se presenta la frmula para estimar la precipitacin neta:

PN = P * captacincaptacin = Ce * Pr ob.PN = precipitacin neta, (mm)P = precipitacin, (mm)captacin = eficiencia de captacin del agua de lluvia,Ce = coeficientes de escurrimiento.

Cuando las precipitaciones medias mensuales sean menores de 40-50 mm y debaja intensidad (mm/hr), se recomienda no considerarlas, sobre todo si se presen-tan durante las pocas secas, ya que la cantidad y calidad del agua de lluvia no serde consideracin para su almacenamiento. La determinacin de la demanda anualse obtiene mediante la siguiente expresin matemtica.

Danual = DJ .......... (ec. 2.4)

Dnde:

D: Demanda anual y J: nmero del mes (1, 2, 3,. . ., 12)

Dj: Demanda de agua en el mes j (m3/mes/poblacin)

De acuerdo con la poblacin objetivo del SCALL y la demanda de agua por persona,se establecen los costos para su implementacin. En el cuadro 2.5 se presenta elcosto para cuatro sistemas diferentes.

12j=1

.......... (ec. 2.3)


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Cuadro 2.5Estimacin de la demanda y el costo de inversin por persona para un sistema

familiar y cuatro sistemas comunitarios.

Fuente CIDECALLI-CP, 2009

La fuente de aprovisionamiento est constituida por la precipitacin pluvial, en el

rea en la que se localizar el SCALL, por lo que se hace imprescindible conocer sumagnitud mediante el registro por un periodo de observacin por lo menos de 10aos, a fin de identificar los promedios registrados en mm de lluvia media mensual,precipitacin media anual, precipitacin mxima en 24 hrs y la intensidad de lalluvia alcanzada en una hora. Esta informacin es necesaria para disear los com-ponentes principales del sistema.

El material utilizado en la superficie sobre la cual se lleva a cabo la captacin del aguade lluvia juega un importante papel en la eficiencia de captacin, especficamente enrelacin con la facilidad con la que el agua fluye sobre dicha superficie, considerandoun mayor o menor volumen de prdidas. A partir de esta caracterstica se ha definido

el coefi

ciente de escurrimiento para diferentes materiales. En el cuadro 2.6 se indicanlos valores del coeficiente de escurrimiento para distintos materiales.

Cuadro 2.6.Coeficientes de escurrimiento (Ce) de los diferentes materiales utilizados

en el rea de captacin.

Fuente: CIDECALLI, 2005


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La ecuacin para calcular la Precipitacin Neta (PN) es la siguiente:

PN = P * ........ (ec. 2.5)

Donde:

PN= Precipitacin Neta, (mm)P = Precipitacin, (mm) = Eficiencia de captacin del agua de lluvia; se obtiene de multiplicar el coefi-ciente de escurrimiento (Ce) por el coeficiente de captacin 0.85.

A continuacin se presenta el cuadro 2.7 de registro de la Precipitacin media men-sual reportado por el Sistema Meteorolgico Nacional de Mxico, para la estacinmeteorolgica nm. 020159 Pedro y Pablo Teposcolula, Estado de Oaxaca, Mxicoy la Precipitacin Neta (PN) estimada, considerando un coeficiente de escurrimiento

de 0.9, correspondiente a la geomembrana de PVC.

De esta manera se determinaron los valores de precipitacin neta (PN) para cadauno de los meses que se anotan en el cuadro 2.7

PN Enero = 5.6 x (0.9 x 0.85)

PN Enero = 5.6 x 0.765 = 4.284 4.3 mm

Cuadro 2.7Precipitacin media mensual, para la estacin meteorolgica Pedro y Pablo Tepos-colula, ubicada en la regin de la Mixteca alta del Estado de Oaxaca, Mxico. Conlocalizacin geogrfica; Latitud: 17 31 N; Longitud: 097 30 W, Elevacin: 1940

metros sobre el nivel del mar (msnm) y un periodo de observacin de 30 aos.

Es importante destacar que el valor de PN considerado para el diseo, es el queresulta de la suma de los meses cuya precipitacin media es mayor o igual a 40mm, de manera que aquellos que no renen este requisito son considerados comomeses secos (Figura 2.2)


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Figura 2.2. Precipitacin pluvial promedio mensual histrica.

2.2.3 DETERMINACIN DEL REA DE CAPTACIN DEL AGUA DELLUVIA

El rea de captacin es la superficie sobre la cual cae la lluvia. Se utilizan para estefin los techos de casas, escuelas, bodegas, invernaderos y laderas revestidas o tra-tadas con materiales que la impermeabilizan. Es importante que los materiales conque estn construidas estas superficies, no desprendan olores, colores y sustanciasque puedan contaminar el agua pluvial o alterar la eficiencia de los sistemas de

tratamiento. La superficie debe contar con una extensin tal, que permita captar unvolumen de agua igual al estimado en la demanda, y una pendiente que facilite elescurrimiento pluvial al sistema de conduccin; es importante mencionar que solose debe considerar la proyeccin horizontal del rea de captacin y expresarla enm2.

A continuacin se describen los tipos de reas de captacin de lluvia:

Techos. En general, estn construidos de concreto, aleacin de lamina galvanizaday antimonio; lminas de asbesto, lmina galvanizada y madera; tambin se pue-den utilizar las superficies impermeables (canchas, patios, estacionamientos), queno desprendan residuos o contaminantes al contacto con el agua e incrementen elcosto del tratamiento para obtener un producto de calidad. En el caso de techos deconcreto deben limpiarse antes de impermeabilizar; si son de lmina galvanizadao asbesto se recomienda revisar si tienen algn deterioro y en su caso sustituirlas,antes de su impermeabilizacin. Adems, se requiere asegurar y verificar que susestructuras soporten el peso de las canaletas, ms el agua de lluvia (Figura 2.3).


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Figura 2.3. Techos de escuelas utilizados como reas de captacin delagua de lluvia.

Figura 2.4. Techo de cuenca en la comunidad del Tecongo, Aguascalientes

Techos cuenca. Son estructuras diseadas para la recoleccin directa del aguade lluvia compuesta bsicamente de dos secciones: el techo, que funciona comorea de contribucin y retardador de evaporacin, abajo de ste se encuentra eltanque o cisterna de almacenamiento. El techo est formado por dos superficiesque convergen en un canal central lo cual permite que el agua de lluvia se conduzcadirectamente por gravedad a la cisterna. Para indicar el nivel de almacenamiento seinstala un piezmetro en la pared externa del tanque. El sistema de conduccin delagua consiste de una vlvula de salida, continuada por una tubera para terminaren una llave para el uso pblico (Figura 2.4).

Laderas. Cuando el rea de captacin de los techos es insuficiente se seleccionauna superficie o ladera que requiera las mnimas actividades de movimiento detierras (relleno, nivelacin y compactacin), posteriormente se recubre toda la su-perficie con algn material impermeable como: plstico de invernadero, geomem-brana, consolid concreto (Figura 2.5).


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Figura 2.5. Ladera recubierta con geomembrana de PVC acondi-cionada como rea para captacin de agua de lluvia.

Para realizar las actividades anteriormente citadas, se deben obtener caractersticas

y condiciones del sitio tales como: topografa, geologa, flora, historial del sitio ycurvas de nivel esto con la finalidad de determinar los volmenes de excavacin,relleno y compactacin.

El relleno de la cisterna debe ejecutarse en capas horizontales de espesor no mayorde 20 centmetros en toda la superficie y en longitudes adecuadas. Si el material nofuese uniforme, se debe mezclar hasta obtener la debida uniformidad y controlarseel tamao mximo de los elementos que integren dicho material.

La compactacin consiste en aplicar presin al suelo suelto para reducir espacioporoso y vaco, aumentando su densidad aparente y en consecuencia, su capaci-

dad de soporte y estabilidad. Es importante controlar previamente el contenido dehumedad del suelo, que debe corresponder a la humedad ptima que se determinaen laboratorio (ensaye Proctor). En la mayor parte de los casos, es necesario el em-pleo de maquinaria especializada como rodillo pata de cabra y rodillo con ruedasneumticas que ejercen presiones superiores a 9 kg/cm2.

Un dato til para el clculo del rea de captacin del agua de lluvia es que por cadamilmetro de agua de lluvia que cae sobre un metro cuadrado, se obtendr un litrode agua. No obstante, existen coeficientes de ponderacin que modifican el enun-ciado anterior debido a las prdidas en las superficies de captacin causadas porel rebote del agua al caer, la absorcin, evaporacin del agua y la pendiente de las

superficies. En este apartado se han asignado valores a dichos coeficientes, perodado que su influencia depende de las condiciones de cada lugar en particular, losvalores pueden ser modificados a criterio del tcnico segn los estudios previos yexperiencias con que cuente.

En el Cuadro 2.8 se muestra un anlisis del volumen del agua de lluvia captado enlitros, con relacin al rea de captacin y precipitacin pluvial promedio. Se han he-cho algunas consideraciones para su utilizacin, tomando en cuenta precipitaciones


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pluviales promedio de 1, 10, 100, 1000, 2000 y 3000 mm, reas de captacin de 1hasta 1,000 m2 en mltiplos de 50 m2 y de 1,000 a 10,000 m2 en mltiplos de 500m2.

De esta forma, se puede obtener el volumen del agua de lluvia a captar para cual-quier condicin, mediante las sumas correspondientes a las intersecciones de preci-pitacin contra el rea de captacin. Si por ejemplo, se tiene una rea de captacinde 1 m2 y se cuenta con una precipitacin de 110 mm, el volumen de agua captadoes de 100 l, que se obtiene de sumar el valor correspondiente a las interseccionesde la hilera del rea de captacin correspondiente a 1 m2 con la precipitacin de10 mm (10 l) ms la de 100 mm (100 l). Para encontrar el volumen real de aguacaptada, el valor que se ha determinado en el cuadro 2.8, debe ponderarse con laeficiencia en la captacin del agua de lluvia.

Cuadro 2.8Volumen de agua con relacin al rea de captacin (Ac) en m2 y la precipitacin

pluvial en mm.

La ecuacin para calcular el rea de captacin es la siguiente:

PNj=1n

DanualAec = .......... (ec. 2.6)


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Donde:

Aec = rea efectiva de captacin (m2)Danual = Demanda anual (m

3)

PN = Precipitacin Neta (m)Jn = meses cuya precipitacin media es 40 mm

La determinacin del tamao del rea efectiva de captacin presenta el escenariocuando ya se dispone de una superficie fija que ser destinada para la captacin delagua de lluvia. Tal es el caso de techos de escuelas, casas, industrias, invernaderoso cualquier edificacin en la que se desea instalar el SCALL.

En este caso el razonamiento est dirigido a calcular el volumen de agua que puedeser captado en esta superficie, y definir la capacidad para cubrir la demanda. Paradeterminar la capacidad de captacin se aplica la siguiente ecuacin:

PNj=1

n

Danual= Aec ( )

As por ejemplo se tiene que en la subcuenca de La Concepcin, La Soledad, Es-tado de Guanajuato. Mxico, en una vivienda rural (Figura 2.6), que cuenta, con118.23 m2 de rea superficial de captacin de lluvia (Figura 2.7); tiene una deman-da mensual de 4.86 m3 y una demanda anual de 58.32 m3 para 6 habitantes, conuna dotacin diaria de 27 litros por persona y una PN anual de 0.746 m. Aplicandola ecuacin:

PNj=1

n

Danual= Aec ( )

Sustituyendo los datos se tiene:

Danual = (118.23 m2) * (0.746 m) = 88.19 m3

El rea total de captacin de agua de lluvia obtiene 88.19m3 y su demanda anuales 58.32 m3, por lo que se dispondr de un supervit de 29.87 m 3. Si el resultadohubiera dado negativo entonces la diferencia tendra que subsanarse con una fuen-te de agua adicional.

.......... (ec. 2.7)

.......... (ec. 2.8)


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Figura 2.6Croquis del rea de captacin del agua de lluvia en un hogar

Fuente: Gay A. L., 2008, CIDECALLI, Mxico.

Figura 2.7Vivienda rural donde se plante el proyecto SCALL

Fuente: Gay A. L., 2008, CIDECALLI, Mxico.


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2.2.4. CONDUCCION DEL AGUA D E LLUVIA CAPTADA

El sistema de conduccin se refiere al conjunto de canaletas o tuberas de diferentesmateriales y formas (Figura 2.8) que conducen el agua de lluvia del rea de capta-

cin al sistema de almacenamiento a travs de bajadas con tubo de PVC.

Figura 2.8Forma de canaletas acordes a edificaciones

Las canaletas se instalan en los bordes perimetrales del techo, en donde el aguade lluvia se acumula antes de caer al suelo; el material debe ser liviano, resistente,fcil de unir entre s y combinar con los acabados de las instalaciones, que no conta-mine con compuestos orgnicos o inorgnicos por lo que se recomienda se coloquenmallas (Figura 2.9) que detengan basura, slidos y hojas para evitar la obstruccindel flujo en la tubera de conduccin; as mismo, realizar en los techos labores de

limpieza al inicio de la poca de lluvias.

Figura 2.9Canaletas con malla para evitar la contaminacin por hojas


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Los materiales utilizados son: aluminio, lmina galvanizada, polietileno de alta den-sidad y PVC. Actualmente se ha visto que los arquitectos, ingenieros y dueos decasas consideran estructuras diversas para la coleccin del agua de lluvia. En laFigura 2.10 se muestra el diagrama completo de un sistema de coleccin y trampa

de slidos.

Figura 2.10Canaleta con rejilla y vlvula para el lavado durante las primeras lluvias

Fuente: CONAFOVI, 2005

El agua pluvial captada en techos y reas de escurrimiento debe ser conducida alsistema de sedimentacin, mediante canaletas que pueden ser de materiales comolmina galvanizada, plstico, PVC, madera, etc. de igual manera pueden tener deuna seccin de formas variadas como cuadrada, circular, trapezoidal y rectangularentre otras.

El sistema de conduccin se define como el conjunto de conductos, accesorios yuniones utilizados para colectar las aguas pluviales vertidas en el rea efectiva decaptacin, para dirigirlas hacia los puntos de tratamiento y almacenamiento para

su posterior utilizacin.

En la ejecucin de la red de recogida de agua de lluvia, las canaletas tienen comofuncin recoger y conducir el agua pluvial vertida en el rea de captacin (techos)para su evacuacin (Figura 2.11).


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Figura 2.11.Componentes principales del sistema de conduccin en el rea

de captacin compuesta por un techo.

(Foto; Soriano Rull. 2007)

2.2.5. CISTERNAS PARA EL ALMACENAMIENTO DEL AGUA DELLUVIA

Tanques o cisternas de ferrocemento

Estas cisternas son rpidas de construir, los materiales se consiguen fcilmentepara que los mismos usuarios las construyan. A continuacin se presenta el procesode construccin de una cisterna de ferrocemento (Figura 2.12).

Figura 2.12Procesos de construccin y algunos tipos de cisternas

Fuente:www.dip.go.ug, www.bosquedeniebla.com.mx/htm/ecocis.htm


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Su proceso es a) y b) colocacin de malla y aplanado, c) colocacin de PVC paraconduccin del agua de lluvia y d) cisterna con tapa.

Ventajas:

De bajo costo, uso reducido de materiales, no se necesita molde, puede ser fabri-cado por personas de la localidad en poco tiempo, fcil de reparar y por lo generales aceptada por la comunidad.

Desventajas:

El agua se calienta con facilidad, la obra no puede ser interrumpida pues las capassubsecuentes del aplanado no se adhieren suficientemente entre s, lo cual puede

ocasionar prdidas de agua por filtracin, este tipo de cisterna no es recomendadapara zonas ssmicas, ya que puede fracturarse, principalmente cuanto est seca.

Cisterna de concreto

En Estados Unidos de Amrica, las cisternas de concreto se fabrican bajo condicionescontroladas, de ah son trasladadas al sitio de instalacin. La capacidad de almace-namiento es de 5 a 35 m3; cuando las dimensiones son mayores se construyen enel sitio seleccionado. La calidad del agua almacenada depende de los acabados rea-lizados sobre sus paredes y el material utilizado para impermeabilizar. Las cisternas

pueden estar sobre la superficie del suelo, enterradas o semienterradas; sin embar-go, es una tecnologa costosa para los pases en desarrollo (Figura 2.13).

Figura 2.13Transporte de cisterna de concreto:( a) 5 m3 y (b) 75,6 m3.

Fuente: www.rainwaterconnection.com (2007)


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Cisternas de cemento-tabique

Son las que con mayor frecuencia se encuentran en las zonas rurales de Mxico,construidas con arcilla horneada y arena cementada (Figura 2.14).

Figura 2.14. Cisterna de cemento tabique

Desventajas:

Son de baja flexibilidad ya que los materiales de construccin no resisten desplaza-mientos y movimientos ssmicos. En dimensiones mayores la construccin resultacon altos costos comparativos y mayor cantidad de material cementante; adems,necesita estructuras de soporte como cadenas, mezcla de arena con cemento parael recubrimiento de las paredes para su impermeabilizacin, el tamao varia de 2a 30 m3.

Cisternas revestidas con cubierta flotante de geomembrana de PVC, polie-tileno de alta densidad polipropileno reforzado

Dentro de las nuevas tecnologas de productos geosintticos se encuentran las geo-membranas, que son impermeables a fluidos y partculas, evitan filtraciones, fugasy contaminacin del agua almacenada. La geomembrana de PVC, el polietileno dealta densidad y alto peso molecular y el polipropileno reforzado ofrecen muchasventajas: facilidad de instalacin, elasticidad, resistencia a punzonamiento, de fcil

colocacin por ser termofusionable (cisternas, canales y otros depsitos); algunasde sus propiedades es que llegan a 25 aos de vida y alcanzan una elongacin del200 %. La impermeabilizacin obtenida con 1 mm de espesor de geomembrana dePVC equivale a la impermeabilidad de 1 m de arcilla compactada. Una cisterna deconcreto resulta de tres a cuatro veces ms costosa que una recubierta con estosproductos geosintticos (Figura 2.15).

Para la instalacin de las geomembrana se requieren las siguientes actividades:


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Eliminar races y otros objetos punzantes que puedan daar la geomembra-na.

Verificar que la tierra excavada sea apta para hacer terraplenes y compacta-

cin.Verificar la superficie sobre la cual se colocar la geomembrana.

Definir qu tipo de geomembrana se va a utilizar (PVC, polietileno, poliureta-no), el color y espesor dependen de la profundidad.

Determinacin del ancho y largo de las porciones de geomembrana.

Ensamblaje o soldadura trmica con equipo y personal especializado, califica-do y certificado.

El permetro superior de la geomembrana debe anclarse alrededor de la cis-

terna, construyendo una cepa perimetral de 50x50x40 cm para cubrirse contierra.

Proteger los taludes exteriores con vegetacin con algn geotextil.

Se debe instalar un vertedor de demasas para prevenir los desbordamientos.

Ventajas:

Es de tres a cuatro veces ms econmica que una cisterna de ferrocemento,

La geomembrana tiene una garanta de 10 aos y una durabilidad de 25aos,

La cisterna con cubierta flotante evita la contaminacin del agua de lluvia porpolvo y previene la proliferacin de microbios,

Las reparaciones se realizan fcilmente y en corto tiempo,

Se necesita una compactacin mnima con maquinaria pesada,

En zonas ssmicas no ocurren desplazamientos ya que la geomembrana esflexible.

Desventajas

En terrenos arenosos se dificulta la compactacin de las paredes de la cisterna, porlo cual es necesario considerar los taludes, lo que aumenta la superficie a revestircon geomembrana y por consiguiente los costos de las cisternas.


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Figura 2.15Cisternas revestidas con geomembrana de PVC

Cisterna de metal

Es el material ms utilizado en la construccin de cisternas y tanques que alma-cenan agua de lluvia. EI acero galvanizado no es resistente a la corrosin, pero esfrecuentemente ms resistente a la oxidacin. En los tanques nuevos podra existirun exceso de zinc el cual puede afectar el sabor del agua de lluvia almacenada. Es-tos tanques deben lavarse con agua antes de usarse (Figura 2.16).

Figura 2.16(a) Lmina galvanizada con tornillos, (b) Estructura del techo (c) material imper-

meable para evitar las perdidas del agua por evaporacin.

Fuente: www.rainwaterconnection.com


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Tanque de polietileno

Son ampliamente utilizados para el almacenamiento de agua ya que estos varan enforma, tamao y color, pueden ser usados superficialmente enterrados, son fci-

les de transportar e instalar, durables,fl

exibles, con acabados sanitarios para aguapotable (Figura 2.17). Existen presentaciones de 0.5 a 25 m3 de capacidad.

Figura 2.17Tanque de polietileno de 5 m3

Fuente: Rotoplas

Cisterna de madera

Se han utilizado estas cisternas, construidas con Secoya para almacenar agua para

los diversos usos y consumo humano. Actualmente este tipo de cisternas tienenuna gran presentacin esttica, a veces resulta una opcin deseable ya que sonconstruidos de pino, cedro y ciprs, envuelto con cables de acero de alta tensin(Figura 2.18).

Figura 2.18Cisterna de madera de pino con tensores para almacenar 5 m3.

Fuente: www.rainwaterconnection.com


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La ventaja es que mantienen el agua a una temperatura aceptable (15 a 20C)en verano, la protege de la congelacin en invierno; adems, son desmontables ymviles.

Las desventajas son que deben instalarse a una altura determinada sobre el suelopara su mayor duracin, deben ser construidas por tcnicos expertos y son costosas.

2.3. COSTO UNITARIO POR UNIDAD DE AGUA DE LLUVIAALMA CENADA EN DIFERENTES TIPOS DE CISTERNA

En el cuadro 2.9 se presentan los costos aproximados de diferentes cisternas parael almacenamiento del agua pluvial.

Cuadro 2.9Costos de diferentes cisternas para almacenamiento del agua pluvial

Fuente: The Texas Manual on Rainwater Harvesting, 2005; *CIDECALLI, 2005

2.4. FILTRACIN DE AGU A DE LLUV IA

La filtracin es el proceso para separar slidos del liquido en el que estn suspen-didos, al hacerlos pasar, a travs de un medio poroso (filtro) y por el cual el lquidopuede pasar fcilmente.


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Cuando el agua de lluvia es captada de los techos, se debe instalar un tanque (Fi-gura 2.19) para almacenar temporalmente las primeras lluvias contaminadas porbasura, hojas y polvo y utilizarla en el riego de frutales, hortalizas u otras aplicacio-nes que no requieran una alta calidad del agua.

Figura 2.19Tanque de recepcin de las primeras lluvias

Fuente:www.arcsa-usa.org

EI dispositivo ms sencillo consiste en colocar una malla a la mitad de un bote de19 litros y en la parte del fondo se adapta a la tubera de la lnea de conduccin(Figura 2.20).

Figura 2.20a) Trampa de basura, b) vlvula para drenaje


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En los sistemas de captacin del agua de lluvia a nivel comunitario se puede reducirla turbidez mediante la construccin e instalacin de un sedimentador o bien la ins-talacin de un filtro modular de sedimentos (Figura 2.21); su construccin consisteen un cuerpo de PVC hidrulico, con un sistema filtrante de arenas y gravas silicas;

su ubicacin es en la parte superior de la cisterna cementada a la red principal,justa antes de la descarga del agua pluvial.

Figura 2.21Instalacin del filtro modular de sedimentos

El material filtrante debe estar siempre limpio y sus capas removidas y lavadas du-rante la poca de lluvias.

Un sistema ms complejo es la construccin de cortinas separadoras fi jas y flo-tantes, dirigiendo el flujo del agua a las cortinas separadoras para incrementar eltiempo de retencin del lquido y mejorar la calidad del producto resultante.

2.5 SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DEL AGUA DE LLUVIALos sistemas de distribucin del agua de lluvia captada, dependen del uso que sed al recurso agua: consumo humano, usa domestico, agricultura, ganadera, y usoindustrial; tambin de la situacin geogrfica y topografa de la localidad.


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2.5.1 USO DOMSTICO

Elementos de un sistema convencional a nivel familiar de captacin del agua llu-via (COLPOS 1)(Figura 2.22); (Aec) el rea de captacin (130 m2) es el techo de

la casa, (Sc) el sistema de conduccin con canaleta de lamina galvanizada sobreel borde del techo y (C) la cisterna revestida con geomembrana PVC (0.75 mm deespesor) y tubera de PVC de 4 pulgadas de dimetro para la bajada de agua delluvia, que se encuentra conectada al rea de captacin a travs de la canaleta. Secuenta con un sistema para potabilizar y purificar el agua de lluvia, en tal formaque la familia cuente con este vital lquido durante todo el ao, Adems, es posibletratar y reutilizar las aguas grises y negras para los sanitarios y produccin de hor-talizas en el traspatio.

Figura 2.22Diagrama de captacin del agua de lluvia, tratamiento y reutilizacin de las aguas

grises y negras, Fuente: COLPOS CIDECALLICP, 2006

En el siguiente diagrama (Figura 2.23), se observa el sistema completo de capta-cin y distribucin de agua para uso domstico y consiste en captar el agua en eltejado (1), colectar en las canaletas (2), que tienen una pendiente mnima paradrenar a la lnea de conduccin (3) para descargar a una cisterna (4) con la dimen-sin suficiente para abastecer en la poca sin precipitaciones pluviales.


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Figura 2.23Sistema moderno de una red de distribucin de agua de lluvia

Fuente: Texas Water Development Board, 2004

2.5.2 DISEO DEL VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR O TRAMPADE SOLIDOS

La sedimentacin es un proceso fsico que consiste en la separacin, por la accinde la gravedad, de las partculas suspendidas cuyo peso especfico es mayor que eldel agua. Las variables de diseo de la trampa son el rea efectiva de captacin delagua de lluvia y la mxima lluvia registrada en un da.

Vsedimentador = Aec * ld..........(2.9)

Donde:

Vsedimentador = volumen del sedimentador, (m3)

Aec = rea efectiva de captacin de agua de lluvia, (m2),ld = es el da con mxima lluvia registrada, (m)

La sedimentacin sirve para reducir la turbiedad y eliminar sustancias en suspen-sin que pueden separarse, en un tiempo razonable, por el efecto de la gravedad(Figura 2.24).

Cuando las partculas no logran ser retenidas por las mallas de las canaletas y se ma-nejan reas mayores a 1,000 m2 se deben considerar procedimientos y criterios paradimensionar un sedimentador en funcin de las partculas suspendidas en el agua.


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Si el material en suspensin se asienta rpidamente, formndose una interface sli-do-liquido, se considera que el liquido contiene material silceo de tamao reducidopero de masa especifica elevada, que es la que produce ese fenmeno.

La materia inorgnica con tamao mayor a 0.02 mm por lo general puede ser remo-vida par sedimentacin natural, sin el uso de coagulantes qumicos.

Los tanques de sedimentacin pueden ser de forma rectangular, cuadrada o circu-lar, para las tareas de operacin y mantenimiento se recomienda el uso de tanquesrectangulares de flujo horizontal, operados en forma continua.

EI tiempo de retencin debe ser suficiente para permitir que los slidos en suspen-sin se asienten (partculas de mayor densidad que el agua) o floten (partculas demenor densidad que el agua).

Es conveniente determinar en cada caso la velocidad de sedimentacin utilizando

una columna de sedimentacin.

Figura 2.24Vista en planta y longitudinal del sedimentador (CEPIS, 2005)


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2.5.3 BOMBEO DEL AGUA DE LLUVIA ALMACENADA

Consiste en extraer el agua almacenada y captada en los meses con precipitacinpluvial mediante un sifn o un equipo de bombeo. Los componentes son: pichan-

cha, lnea de conduccin, motobomba y un tanque de almacenamiento previo altren de tratamiento de purificacin (Figura 2.25).

TRMINOS HIDRULICOS

En la seccin anterior se han establecido los conceptos necesarios para estimar losrequerimientos mnimos de agua para el abastecimiento de un grupo de personaso poblacin. Tambin se describieron los factores que determinan la demanda deagua. A continuacin se presentarn los trminos hidrulicos para estimar la poten-cia hidrulica de la bomba y extraer el agua almacenada.

Espejo de agua. Superficie en reposo del agua dentro de la cisterna, pozo o no-ria.

Nivel esttico: Profundidad a la que se ve el espejo de agua en estado estacionario(cuando no hay extraccin de agua). Es la distancia que hay desde el nivel de lasuperficie al espejo del agua. Est representado por B y se mide en metros, m.

Nivel dinmico. Profundidad a la que se ve el espejo de agua en el proceso debombeo (durante la extraccin). Es la distancia que hay desde el nivel de superficieal espejo de agua durante el proceso de bombeo, se mide en metros, m.

Nivel de descarga. Altura a la que hay que llevar el agua. Distancia que hay desdela superficie hasta el borde superior del tanque de almacenamiento. Est represen-tado por A y se mide en metros, m.

Profundidad de abatimiento. Diferencia de distancia entre el nivel esttico y eldinmico. Est representado por C, se mide en metros, m.


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Figura 2.25Diagrama de bombeo de agua almacenada

Altura de friccin. Distancia adicional que hay que agregar debido a la fuerza defriccin que oponen las paredes de la tubera, conexiones y vlvulas, para el flujode agua.

Profundidad de succin. Es la distancia que hay desde el centro de una bombasuperficial al espejo de agua, se mide en metros, (m)

Los parmetros hidrulicos referidos a los trminos anteriores estn basados en el

concepto fsico asociado al trabajo que se tiene que realizar, para un volumen deagua determinado a cierta altura, en contra de la fuerza de atraccin gravitacional.En hidrulica, a la fuerza que hay que realizar para efectuar este trabajo se le llamacarga hidrulica.

Carga esttica. Es la distancia a la que hay que llevar el agua desde el nivel est-tico hasta el nivel de descarga (A+B).

Carga dinmica de friccin. Carga adicional que aparece cuando el agua se des-plaza dentro de la tubera, en toda su longitud, a un gasto dado. Se simboliza porCF, tambin se mide en metros, m. Su cuantificacin depende de factores fsicoscomo el tipo de tubera, longitud y el gasto que circula por ella.

Carga dinmica total. Es la carga hidrulica en el proceso de bombeo. Se simbo-liza por CDT.

CDT =(A + B) + CF .......... (ec. 2.10)

Potencia hidrulica (PH). Es la fuerza que debe tener la bomba para realizar di-cho trabajo, en watts y est dada por la expresin:


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1 HP = 746 wattsPH = 9.8 Q. CDT .......... (ec. 2.11)

Donde:

9.8=es la aceleracin de la gravedad (m s-2)Q=es el gasto o caudal (m3 s-1)

2.6 EJEMPLO CASO COMUNITARIO DE CAPTACIN DEAGUA DE LLUV IA

Caso comunitario Purpecha: Captacin en techos de escuelas primarias y purifica-cin del agua de lluvia para consumo humano.

Las tres purificadoras del agua de lluvia para la etnia Purpecha estn ubicadas

dentro del rea de influencia del Municipio de Los Reyes de Salgado, Michoacn auna altura promedio de 2,500 msnm y con una precipitacin promedio anual hist-rica de 1,309 mm.

Las comunidades son: San Antonio Tierras Blancas con una poblacin de 690 habi-tantes y una infraestructura para la captacin del agua de lluvia consistente en unaserie de aulas con 750 m2; San Isidro tiene 1,462 habitantes y una superficie desus aulas de 1,400m2; y Santa Rosa tiene 179 habitantes con un rea de techos deescuelas de 200 m2.

Para determinar la demanda de las comunidades se consider un consumo per c-pita de 2.4 litros por persona por da, utilizando la expresin 2.2 y 2.4 se tiene:

San Antonio:

D1 = = 50.3 m3

690 * 2.4 * 30.4

1000

Dj= 50.3 m3 * 12 = 604.1 m3j=1

12

Danual=

Los resultados para las comunidades de San Isidro y Santa Rosa, se presentan en

los cuadros 2.10 y 2.11, ya que el procedimiento es similar al ejemplo 1.


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Cuadro 2.10Resumen de estimacin de demanda anual, precipitacin pluvial neta, rea de

captacin, dimetro de conduccin y volumen de la cisterna.

Donde:

A...: disponible es el rea disponible en techos de escuelas,

Dc...: es el dimetro comercial en tubera de PVC,T...: comercial es la tubera comercial en material de PVC.D...: demandaP...: precipitacinA...: reaQ...: caudalV...: volumen

2.6.1 REA DE CAPTACIN DEL AGUA DE LLUVIA

Se consider conveniente utilizar los techos de las instituciones educativas con elobjeto de fomentar y reforzar la cultura sobre la captacin y el aprovechamientoeficiente del agua de lluvia, que contribuya al desarrollo rural sustentable en lascomunidades de las zonas marginadas (Figura 2.26).


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Figura 2.26Techo de escuela primaria utilizado como rea de captacin de agua de lluvia.

2.6.2 EQUIPO DE RECOLECCIN DEL AGUA DE LLUVIA

El equipo instalado est integrado por seiscientos tres metros de canaletas, cons-truidas con lamina galvanizada, grado sanitizante, calibre 26 y unidos cada 3.05 mcon remaches pop y silicn de alta resistencia. Las canaletas tienen una base de 15cm y una altura de 18 cm. El soporte para las canaletas debajo de las orillas de lostechos se realiz con solera de acero de 1x1/8 de pulgada a cada metro de distancia(Cuadro 2.12 y 2.13; Figuras 2.27, 2.28 y 2.29).


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Cuadro 2.11Datos de entrada, clculos de variables para obtener las dimensiones de canaletas

rectangulares.


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Figura 2.27Canaletas para la coleccin de agua de lluvia en la escuela primaria de los Reyes,

Michoacn

Figura 2.28Detalle de canaleta y bajada

En cada canaleta se encuentran acondicionados los salientes metlicos para las ba-

jadas de cuatro pulgadas.


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Figura 2.29Seccin de la canaleta

Cuadro 2.12Longitud de canaletas por poblacin, en metros lineales

EI sistema de conduccin del agua de lluvia se encuentra integrada por 66 bajantescon una altura promedio de 2.70 m, tubera de 110 mm (cuatro pulgadas de di-metro) en material de PVC sanitario (Figura 2.30).

Figura 2.30Bajada de agua de lluvia de los techos

La red interna de conduccin se encuentra integrada por 592.82 m lineales de tu-bera de PVC hidrulico de 100 mm tipo RD 41 clase 5, con una resistencia a la pre-sin de 7 kg cm-3 la cual descarga a la red de conduccin principal. Dicha red estintegrada por 276 m lineales en tubera de PVC hidrulica de 150 mm (6 pulgadas)de dimetro tipo RD 41 clase 5 y con una la misma resistencia a la tubera de 100mm.


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A continuacin, en el cuadro 2.14 se muestra un resumen de la red de captacin yconduccin por poblacin.

Cuadro 2.13Resumen de material de PVC, bajantes, trampas de slidos y numero de filtros de

sedimentos.

2.6.3 SISTEMA DE TRAMP AS DE SLIDOSEl sistema de trampas de slidos est integrado par 66 trampas, colocadas en cadauno de los bajantes construidos con malla galvanizada, calibre 28 y pegadas a lascanaletas con pegamento especial de PVC. Con estas mallas se evita la introduccina la red de basura, piedras, animales u objetos mayores (Figura 2.31).

Figura 2.31Trampas de malla galvanizada


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2.6.4 SISTEMA DE FILTROS DE SEDIMENTOS

En cada uno de los sistemas de conduccin se encuentra instalado un filtro modularde slidos, su construccin es un cuerpo de PVC hidrulico de 10 pulgadas con un

sistema filtrante modular de arenas y gravas slicas; su ubicacin es en la partesuperior de la cisterna, cementado a la red principal justo antes de la descarga delagua pluvial (Figura 2.32).

El filtro de sedimentos cuenta con una salida con tapa roscada de sedimentos loscuales se desechan al momento de realizar el lavado correspondiente y se reco-mienda realizar esto al presentarse las primeras lluvias del ao.

Figura 2.32Ubicacin del filtro de sedimentos

2.6.5 SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO

Las actividades fueron: excavacin, acarreo, compactacin y reforzamiento de mu-ros de tierra de las cisternas para realizar el revestimiento con geomembrana de1.5 y 1.0 mm para taludes y piso, respectivamente. Para evitar la contaminacin yperdidas por evaporacin del agua almacenada, se coloc una cubierta flotante de

PVC reforzada con calibre de 1.2 mm (Figura 2.33).En la figura 2.34 se muestra el diagrama de instalacin de la geomembrana de PVCen tres cisternas de las tres comunidades.


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Figura 2.33Diagrama de instalacin de geomembrana en piso, taludes y cubierta flotante.

Figura 2.34

Cisterna de geomembrana de PVC con cubierta flotante en San Antonio,Los Reyes, Michoacn.

2.6.6 OBRA CIVIL

Se requiri de tres locales para las tres plantas purificadoras del agua de lluvia, conacabados sanitarios establecidos por la Secretaria de Salud, el espacio total reque-rido es de 30 m2 para cada tren de purificacin (Figura 2.35).


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Figura 2.35Local de 30 m2 para el proceso de purificacin de agua de lluvia.

2.6.7 DESCRIPCIN DEL PROCESO DE POTABILIZACINY PU RIFICACIN

El proceso se inicia con la coleccin del agua de lluvia, la cual equivale a 776 mmanuales; el almacenamiento se realizar en cisternas revestidas y con cubiertas flo-tantes de PVC, ah se aplica el primer producto bactericida; filtrado (techo profundo,carbn activado y suavizador), pasa al filtro pulidor donde el agua potable es depo-sitada en un tanque blanco; posteriormente por un equipo de luz ultravioleta parala eliminacin de microorganismos y finalmente se aplica Ozono antes del lavado degarrafones y llenado (Figura 2.36).

Figura 2.36Tren de purificacin (izquierda) y personal capacitado (derecha)


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2.7 CONCLUSIONES SISTEMAS DE CAPTACIN DE AGUA DE LLUV IA

Los Sistemas de Captacin de Agua de Lluvia para uso domstico a nivel de familiay a nivel comunitario consisten en captacin, conduccin, almacenamiento, potabi-

lizacin, purificacin y envasado del agua de lluvia representando una opcin eficaz,viable y aceptable desde el punto de vista cultural, econmico y ecolgico por aque-llas familias y poblaciones que no tienen acceso al agua entubada.

Las obras de captacin del agua de lluvia son aceptadas por los habitantes de laslocalidades, debido a su fcil proceso constructivo, lo que permite disponer de unafuente de agua de buena calidad y cercana a sus viviendas, eliminando el enormeesfuerzo que representa el tener que acarrear agua de fuentes de abastecimientosalejadas, aspectos que en su conjunto contribuyen a mejorar la calidad de vida delos pobladores.

Adems, estos sistemas son extrapolables a otras regiones y tienen repercusin anivel internacional ya que ofrece una alta rentabilidad y mejora el bienestar socialde las comunidades, sobre todo de aquellas con menos de 100 habitantes que seencuentran aisladas donde es poco probable que les llegue el agua entubada. Elcosto de un sistema familiar es de aproximadamente 3 500 dlares y la inversinpor persona en un sistema comunitario varia de 50 a 80 USD.

2.8 CAPTACIN DEL AGUA DE LLUVIA PARA MEJORAR LAPRODUCCION AGRCOLA

2.8.1 INTRODUCCIN

Las diversas civilizaciones humanas han luchado por su sobrevivencia durante va-rios milenios en ambientes ridos, semiridos y subhmedos, donde hay carenciade agua y de alimentos. Recientemente, los Sistemas de Captacin y Aprovecha-miento de Agua de Lluvia, han ayudado a resolver los problemas de abastecimientoen cantidad y calidad de agua para consumo humano, animal y de los vegetalescultivados.

En Amrica Latina y el Caribe se cuenta con tecnologa autctona y tradicional so-

bre sistemas de Captacin y Aprovechamiento del Agua de Lluvia; sin embargo, suutilizacin an es limitada, por lo que gobiernos y comunidades buscan estrategiasy unifican esfuerzos para hacer frente a esta creciente demanda de agua.

En relacin con la superficie agrcola bajo condiciones de temporal, esta representael 85% del rea cultivada en el mundo, las prdidas por sequa y por otros fen-menos meteorolgicos equivalen al 25% de tal superficie, lo cual repercute severa-mente en la reduccin de granos bsicos, en la prdida de la soberana alimentaria,


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desnutricin, miseria, migracin, afectando drsticamente al bienestar social de lapoblacin.

En Mxico la agricultura de riego produce hasta dos cosechas por ao, la de tem-

poral (secano) presenta prdidas en un 25% del total anual sembrado debido a lassequas, lo escaso y errtico de la precipitacin pluvial y otros fenmenos meteoro-lgicos como el granizo y las heladas.

La informacin sobre factores como cantidad y distribucin de la lluvia en el ao,la capacidad de almacenamiento de agua en el suelo, las necesidades hdricas delcultivo que se ha seleccionado para la regin considerada, entre otros, constituyenaspectos de importancia para el diseo de las practicas que permitan aprovechar demanera eficiente el agua de lluvia.

Para establecer un sistema de captacin del agua de lluvia, es necesario conocer lacantidad de agua disponible para los cultivos en forma de lluvia, ya que esta consti-

tuye la principal fuente de abastecimiento. En las reas de agricultura de temporal,el uso consuntivo es mayor que la precipitacin pluvial durante el ciclo vegetativo,es igual, o es menor; sin embargo predomina la primera situacin, lo cual indica lanecesidad de captar agua de lluvia para satisfacer el uso consuntivo de las plantas

2.8.2. TCNICAS P ARA MODIFICAR EL MICROCLIMA Y ELMICROAMBIENTE DE LAS PLANTAS

El desarrollo tecnolgico actual, permite modificar y mejorar el microclima y el mi-croambiente de las plantas, entendindose por:

Microclima es el espacio, en volumen que existe entre la superficie del suelo y laparte ms alta de la planta, y Microambiente es el volumen que comprende el sis-tema radical y la parte area de la planta.

2.8.3 PRINCIPAL ES TECNICAS DE CAPTA CION YAPROVECHAMIENTO DEL AGUA DE LLUVIA

Son sistemas de escurrimientos y micro escurrimientos superficiales, son formasespecializadas de riego superficial acompaadas con estructuras de desviacin y

conduccin de los escurrimientos de canales naturales o cauces establecidos y es-parciendo el flujo en reas relativamente niveladas. Las tcnicas de microcaptacinse utilizan en tres grupos de plantas: en hilera, cultivos tupidos y plantas indivi-duales. Se adecuan a las caractersticas de las regiones ridas, semiridas y subh-medas secas, buscan colectar el escurrimiento, conducirlo y aplicarlo a terrenos decultivos para mejorar el rgimen de la humedad del suelo y aumentar la humedadaprovechable por los cultivos (Cuadro 2.14).


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Cuadro 2.14Principales tcnicas de captacin de agua de lluvia

(Practicas ancestrales de captacin de suelo y agua de suelo)


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Fuente: M. Anaya.

Fuente: M. Anaya.

Fuente: M. Anaya.

a)

c)

g)

b)

d)

h)


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Fuente: M. Anaya.

Captacin in situ del agua de lluvia

Para establecer un sistema de captacin in situ del agua de lluvia, es necesario ob-tener informacin sobre algunos factores, tales como: la cantidad y distribucin de

la lluvia en el ao, la capacidad de almacenamiento de agua por el suelo, las nece-sidades hdricas de cultivo que se ha seleccionado para la zona donde se trabaje y,finalmente, con qu recursos se cuenta para establecer los diferentes sistemas decaptacin in situ que mejor pueden adaptarse a las condiciones del rea de trabajo.

Reuniendo la informacin antes sealada se estar en capacidad: primero, de sabersi es necesario establecer un sistema de captacin in situ; y segundo, de elegir

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