Recolección de aguas pluviales

La recolección o reutilización de aguas pluviales es la recolección, acumulación, tratamiento o purificación y almacenamiento de aguas pluviales para su posterior reutilización. Mientras que la recolección de agua de lluvia recoge las precipitaciones principalmente de los tejados, la recolección de aguas pluviales se ocupa de la recolección de escorrentías de arroyos, barrancos, corrientes efímeras y conducción subterránea. También puede incluir áreas de captación de superficies desarrolladas, como carreteras o estacionamientos, u otros entornos urbanos como parques, jardines y campos de juego .

El agua que entra en contacto con superficies impermeables o saturadas que no pueden absorber más agua se denomina escorrentía superficial . A medida que la escorrentía superficial recorre mayores distancias sobre superficies impermeables, suele contaminarse y acumular una cantidad cada vez mayor de contaminantes . Uno de los principales desafíos de la recolección de aguas pluviales es la eliminación de contaminantes para que esta agua esté disponible para su reutilización. ^[1]

Los proyectos de recolección de aguas pluviales suelen tener múltiples objetivos, como reducir la escorrentía contaminada hacia aguas sensibles, promover la recarga de aguas subterráneas y aplicaciones no potables como la descarga de inodoros y el riego. ^[2] La recolección de aguas pluviales también se practica en áreas de los Estados Unidos como una forma de abordar las crecientes demandas de agua a medida que aumenta la población. ^[2] A nivel internacional, Australia se destaca por su búsqueda activa de la recolección de aguas pluviales.

Sistema de captación de agua de suelo

Sistemas

Los sistemas de captación subterránea canalizan el agua desde una zona de captación preparada hasta su almacenamiento. Estos sistemas suelen considerarse en zonas donde el agua de lluvia es escasa y no hay otras fuentes de agua disponibles. Si se diseñan adecuadamente, los sistemas de captación subterránea pueden recolectar grandes cantidades de agua de lluvia. En tierras áridas de ganadería, se puede construir un tanque de captación de agua o de ganado a lo largo de los cauces efímeros poco profundos para embalsar y recolectar la poca agua de lluvia que se genera allí. El ganado puede acceder fácilmente a esta agua sin tratar y utilizarla. Se necesitan sistemas de recolección y procesamiento más complejos para que la recolección de agua de lluvia se reutilice para usos humanos.

Captación de aguas pluviales

Cuenca de infiltración recientemente terminada para recolección de aguas pluviales

Cinco pasos fundamentales: uso final, recolección, tratamiento, almacenamiento y distribución ^[3]

• Uso final
  • Los recursos hídricos se vuelven más escasos a medida que la población humana crece. Las poblaciones necesitan crear sistemas y métodos para minimizar el consumo de agua en todos los niveles, al mismo tiempo que diseñan nuevos métodos de reutilización del agua . Para fines de agua no potable con necesidades de menor calidad del agua, las personas pueden usar el agua de lluvia para descargar el inodoro, jardinería, extinción de incendios , riego , etc. Para el uso de agua potable de mayor calidad del agua, el agua de lluvia debe ser altamente tratada antes del uso final. Este último rara vez se ha utilizado en todo el mundo. ^[1] Algunos sistemas de recolección de aguas pluviales tienen como objetivo simplemente reducir la cantidad de escorrentía de aguas pluviales que fluye a una vía fluvial cercana. Los beneficios de estos sistemas incluyen la reducción de la contaminación ^[4] en arroyos, lagos y entornos costeros cercanos a la costa, así como la promoción de la recarga de aguas subterráneas. El uso final previsto de un sistema determinará el nivel de tratamiento y procesamiento del agua de lluvia recolectada.
• Colecciones
  • La recolección de aguas pluviales es un proceso de dirigir el agua a un almacenamiento a partir de la recolección de aguas pluviales, como la escorrentía urbana . En general, hay dos tipos, almacenamientos en línea y almacenamientos fuera de línea. Los almacenamientos en línea son una forma convencional de adquirir aguas pluviales directamente de vías fluviales o desagües. Por ejemplo, el sistema de drenaje urbano de canales y tuberías conduce las aguas pluviales a instalaciones de almacenamiento, ^[2] a menudo con tratamiento en el momento o justo antes del almacenamiento. Una desventaja de este diseño de recolección es el mantenimiento requerido que los sistemas pueden requerir para la integridad estructural para evitar fallas en los conductos que resulten en fugas de aguas pluviales. El diseño urbano sensible al agua, o WSUD , es un proceso integral de planificación y diseño que incorpora el almacenamiento de aguas pluviales en línea en los modelos de desarrollo urbano. Los almacenamientos fuera de línea requieren instalaciones adicionales para conducir el agua desde las vías fluviales de manera indirecta y pueden servir como almacenamiento de aguas pluviales antes del tratamiento. ^[5] Por ejemplo, los vertederos desvían los flujos hacia la contención de aguas pluviales y contribuyen a una gran parte de la captación de aguas pluviales para una ciudad, donde luego se almacenan para su futuro tratamiento y distribución. La recolección de aguas pluviales también se practica ampliamente con fines de escorrentía urbana y mitigación de inundaciones. ^[6]
• Tratamiento

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    Tratamiento de flotación por aire disuelto en la planta de reciclaje de escorrentía urbana de Santa Mónica

    El tratamiento de aguas pluviales es el mayor desafío para la recolección de aguas pluviales. Los procesos de tratamiento del agua dependen del uso final previsto y del equipo de captación, que determina el nivel de contaminantes que se deben filtrar y eliminar. Por ejemplo, los usos de construcción pueden requerir solo agua no potable, donde el procesamiento del agua incluye solo filtración y desinfección . Sin embargo, para usos potables de mayor calidad del agua, el proceso de tratamiento requiere tamizado, coagulación, filtración , adsorción de carbono y desinfección .
• Almacenamiento
  • Hay tres factores a tener en cuenta en términos de almacenamiento: función, ubicación y capacidad. El planificador es responsable de determinar el uso final de las aguas pluviales almacenadas, como la lucha contra incendios, el suministro de agua industrial, la agricultura y el riego, la recreación, la mitigación de inundaciones , la recarga de aguas subterráneas, etc. En cuanto a la ubicación de un sistema y su almacenamiento, un tanque de agua cerca del uso final de las aguas puede ser el mejor diseño. Si el sistema de recolección está destinado a frenar la escorrentía y/o recargar un acuífero, se puede considerar un sistema de infiltración subterráneo en el sitio. ^[7] Las opciones entre almacenamientos en línea y fuera de línea pueden afectar los sistemas acuáticos naturales circundantes y producir diferentes costos de mantenimiento y efectividad de mitigación de inundaciones . La capacidad de un sistema de almacenamiento estará determinada por el tipo de uso final en un clima o período de tiempo en particular.
• Distribución
  • En general, existen dos tipos de sistemas de distribución de aguas pluviales. El primero son los sistemas de riego de espacios abiertos. ^[8] Esta aplicación utiliza aguas pluviales tratadas para regar espacios abiertos como parques, espacios verdes municipales, campos de golf, etc., y se puede implementar a una escala hiperlocal (es decir, la captación y la reutilización se producen en el mismo parque). Otro sistema es un sistema de distribución no potable que distribuye aguas pluviales tratadas para su uso en cosas como la descarga de inodoros, la lucha contra incendios y algunos usos industriales. Este sistema puede requerir infraestructura adicional, como una red de tuberías de terceros para la distribución.

Preocupaciones

Las principales preocupaciones de los proyectos de recolección de aguas pluviales incluyen la rentabilidad, así como la calidad, cantidad y confiabilidad de la recuperación, así como la infraestructura de gestión del agua existente y las características del suelo . Algunos proyectos han estimado que la recolección de aguas pluviales es dos veces más costosa por unidad, cuando se incluyen los costos operativos, en comparación con otras alternativas de agua potable . La nueva construcción de redes de terceras tuberías en entornos urbanos puede ser prohibitivamente costosa; por lo tanto, el proyecto ideal producirá aguas pluviales recicladas de calidad potable para aprovechar la infraestructura de distribución existente. Obtener agua de calidad y en cantidad útil a partir de la recolección de aguas pluviales presenta desafíos de eficacia de filtración, así como confiabilidad y previsibilidad de la fuente. Sin embargo, otros beneficios valiosos (y difíciles de calcular) incluyen la reducción de la erosión del suelo al disminuir los caudales y reducir las demandas en los acuíferos locales , así como la reducción de la contaminación en las vías fluviales locales.

Véase también

• Cerdo de agua de lluvia
• Bóveda de retención de aguas pluviales

Referencias

1. McArdle, P; et al. (2011). "Recolección centralizada de aguas pluviales urbanas para uso potable". Ciencia y tecnología del agua . 63 (1): 16–24. doi :10.2166/wst.2011.003. PMID  21245548 – vía Web of Science.
2. "Monterey-Pacific Grove ASBS Stormwater Management Project" (PDF) . 2014. Archivado desde el original (PDF) el 23 de septiembre de 2017. Consultado el 8 de noviembre de 2020 .
3. McMahon, Joseph (octubre de 2008). "Revisión de las prácticas de recolección de aguas pluviales". Informe técnico de la Urban Water Security Research Alliance (Alianza de investigación sobre seguridad hídrica urbana ), a través de ResearchGate.
4. Heyvaert, Alan C.; et al. (2006). "Tratamiento de aguas pluviales en climas fríos subalpinos con un humedal de flujo superficial construido". Revista de la Asociación Estadounidense de Recursos Hídricos . 42 (1): 45–54. Bibcode :2006JAWRA..42...45H. doi :10.1111/j.1752-1688.2006.tb03822.x. S2CID  130764772.
5. Consejo Ministerial de Gestión de Recursos Naturales; et al. (2009). Directrices australianas para el reciclaje del agua: recolección y reutilización de aguas pluviales (PDF) . ISBN 978-1-921173-45-5. Recuperado el 10 de noviembre de 2020 – vía Water Quality Australia.
6. "Informe del Consejo Nacional de Recursos: Gestión de aguas pluviales urbanas en los Estados Unidos" (PDF) . Agencia de Protección Ambiental . Consultado el 23 de octubre de 2020 .
7. "Sitio de hormigón permeable de Villanova" (PDF) . perviouspavement.org . Consultado el 8 de noviembre de 2020 .
8. Rahman, MM (2016). Uso de agua reciclada para riego de espacios abiertos: beneficios y riesgos . Springer, Cham. pp. Cap. 17. ISBN. 978-3-319-28110-0.