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 eventual reutilización. Mientras que la recolección de agua de lluvia recolecta la precipitación principalmente de los tejados, la recolección de agua de lluvia se ocupa de la recolección de escorrentía de arroyos, barrancos, arroyos efímeros y transporte subterráneo. También puede incluir áreas de captación de superficies urbanizadas, 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 superficies saturadas incapaces de absorber más agua, se denomina escorrentía superficial . A medida que el escurrimiento superficial recorre distancias mayores sobre superficies impermeables, a menudo se contamina y acumula 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 a menudo tienen múltiples objetivos, como reducir la escorrentía contaminada a 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 la creciente demanda de agua a medida que aumenta la población. ^[2] A nivel internacional, Australia se destaca por su búsqueda activa de recolección de aguas pluviales.

Sistema de captación terrestre

Sistemas

Los sistemas de captación terrestre canalizan el agua desde un área de captación preparada hacia el 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 terrestre pueden recolectar grandes cantidades de agua de lluvia. En tierras áridas de ranchos, se puede construir un tanque de captación o de ganado a través de lavados efímeros poco profundos para incautar y recolectar la poca agua de lluvia que se genera allí. El ganado puede acceder fácilmente a esta agua no tratada y utilizarla. Se necesitan sistemas de recolección y procesamiento más complejos para que la recolección de aguas pluviales se reutilice para usos humanos.

Captura 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 crece la población humana. Las poblaciones necesitan crear sistemas y métodos para minimizar el consumo de agua en todos los niveles, y al mismo tiempo diseñar nuevos métodos de reutilización del agua . Para fines de agua no potable con necesidades de menor calidad del agua, las personas pueden usar aguas pluviales para la descarga de inodoros, jardinería, extinción de incendios , riego , etc. Para el uso de agua potable de mayor calidad, las aguas pluviales deben recibir un tratamiento exhaustivo antes de su 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 hacia una vía fluvial cercana. Los beneficios de estos sistemas incluyen la reducción de la contaminación ^[4] en arroyos, lagos y ambientes 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 de las aguas pluviales recolectadas.
• Colecciones
  • La recolección de aguas pluviales es un proceso de dirigir el agua hacia el almacenamiento desde la recolección de aguas pluviales, como la escorrentía urbana . Generalmente, existen dos tipos, almacenamientos en línea y almacenamientos fuera de línea. Los almacenamientos en línea son una forma convencional de adquirir aguas pluviales directamente de cursos de agua o desagües. Por ejemplo, el sistema de drenaje urbano de canales y tuberías conduce las aguas pluviales a las instalaciones de almacenamiento, ^[5] a menudo con tratamiento durante el almacenamiento o justo antes. Una desventaja de este diseño de recolección es el mantenimiento requerido que los sistemas pueden requerir para la integridad estructural y evitar fallas en los conductos que provoquen 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 los cursos de agua indirectamente y pueden servir como almacenamiento de aguas pluviales antes del tratamiento. ^[6] 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 de 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. ^[7]
• Tratamiento

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    Tratamiento de flotación de aire disuelto en la instalación 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 de agua dependen del uso final previsto y del equipo de captación, que determina el nivel de contaminantes que se filtrarán y eliminarán. Por ejemplo, es posible que los usos de construcción solo requieran agua no potable cuando el procesamiento del agua incluya únicamente filtración y desinfección . Sin embargo, para usos potables de agua de mayor calidad, el proceso de tratamiento requiere tamizado, coagulación, filtración , adsorción de carbón y desinfección .
• Almacenamiento
  • Hay tres factores a considerar en términos de almacenamiento: función, ubicación y capacidad. El planificador es responsable de determinar el uso final de las aguas pluviales almacenadas, como extinción de incendios, suministro de agua industrial, agricultura e irrigación, recreación, mitigación de inundaciones , recarga de aguas subterráneas, etc. En cuanto a la ubicación de un sistema y su almacenamiento, un tanque de agua en la proximidad al 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 la instalación de sistemas de infiltración subterráneos en el sitio. ^[8] La elección entre almacenamientos en línea y fuera de línea puede afectar los sistemas acuáticos naturales circundantes y generar diferentes costos de mantenimiento y efectividad en la 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 particular.
• Distribución
  • Generalmente, existen dos tipos de sistemas de distribución de aguas pluviales. El primero son los sistemas de riego en espacios abiertos. ^[9] Esta aplicación utiliza aguas pluviales tratadas para irrigar espacios abiertos como parques, espacios verdes municipales, campos de golf, etc., y puede implementarse 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 tareas como descarga de inodoros, extinción de incendios y algunos usos industriales. Este sistema puede requerir infraestructura adicional, como una red de tercera tubería para la distribución.

Preocupaciones

Las principales preocupaciones para los proyectos de captación 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 -si se incluyen los costos operativos- que otras alternativas de agua potable . La nueva construcción de redes de terceros conductos en entornos urbanos puede resultar prohibitivamente costosa; por lo tanto, el proyecto ideal producirá agua pluvial reciclada 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 de confiabilidad y previsibilidad de la fuente. Sin embargo, otros beneficios valiosos (y difíciles de calcular) incluyen la reducción de la erosión del suelo al reducir los caudales y la demanda de los acuíferos locales , así como la reducción de la contaminación de las vías fluviales locales.

Ver también

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

Referencias

1. McArdle, P; et al. (2011). "Captación 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. "Proyecto de gestión de aguas pluviales ASBS de Monterey-Pacific Grove" (PDF) . 2014 . 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 Alianza de Investigación sobre Seguridad del Agua Urbana - a través de ResearchGate.
4. Heyvaert, Alan C.; et al. (2006). "Tratamiento de aguas pluviales subalpinas, clima frío, con un humedal construido de flujo superficial". Revista de la Asociación Estadounidense de Recursos Hídricos . 42 (1): 45–54. Código Bib : 2006JAWRA..42...45H. doi :10.1111/j.1752-1688.2006.tb03822.x. S2CID  130764772.
5. "Proyecto de gestión de aguas pluviales ASBS de Monterey-Pacific Grove" (PDF) . 2014 . Consultado el 8 de noviembre de 2020 .
6. Consejo Ministerial de Gestión de Recursos Naturales; et al. (2009). Directrices australianas para el reciclaje de agua: recolección y reutilización de aguas pluviales (PDF) . ISBN 978-1-921173-45-5. Consultado el 10 de noviembre de 2020 . {{cite book}}: |website=ignorado ( ayuda )
7. "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 .
8. "Sitio de hormigón permeable de Villanova" (PDF) . Consultado el 8 de noviembre de 2020 .
9. Rahman, MM (2016). Uso de agua reciclada para riego de espacios abiertos: beneficios y riesgos . Springer, Cham. págs. 17.ISBN​ 978-3-319-28110-0.