Estudio del potencial de captación de agua de lluvia en una casa prototipo en diversas ciudades

En este artículo analizamos el valor potencial de captación de lluvia que se podría esperar de varias ubicaciones del planeta.

Una de las grandes preguntas que ronda en la mente de toda persona interesada en los sistemas de recolección de agua de lluvia es sobre la cantidad de agua efectiva que su tejado, azotea o cubierta le puede proporcionar. Suele ser muy difícil estimar un valor correcto con la mera observación de la lluvia.

Para orientar en este punto, en este artículo analizamos el valor potencial de captación de lluvia que se podría esperar de varias ubicaciones del planeta.

Parámetros del análisis

La cantidad de agua de lluvia que podamos obtener de una cubierta dependerá de dos factores básicos. En primer lugar se habrá de considerar la superficie de la cubierta que recibirá la lluvia y en segundo lugar la cantidad de lluvia que se puede esperar en un lugar determinado.

Este estudio se basará exclusivamente en la capacidad máxima media de agua que se puede esperar en un lugar determinado en una casa específica. No se consideraran factores limitantes como el almacenaje de la misma.

La casa

Para este análisis vamos a emplear un mismo modelo de casa para todas las regiones. La casa estará basada en un modelo real y constará de una superficie de azotea de 86.8 m3. Es una casa de un tamaño medio de unas dimensiones muy comunes en numerosos lugares

Es necesario considerar que no toda el agua que caiga en el tejado llegará al almacenamiento. Siempre existirán pérdidas en saltos de agua, goteos, salpicaduras etc.… Considerando este hecho, se aplicará un factor de corrección del 0.9. Este factor significa que de cada 10 litros de agua que se recoja, por las diversas pérdidas, solo llegará al depósito 9 de ellos.

plano Cantidad de lluvia a recibir.

Para cada una de los enclaves en los cuales se hará el estudio se emplearán los datos de precipitación de la agencia meteorológica nacional que corresponda.

Consumo de agua

Se estimará que la casa está ocupada por una unidad familiar de 5 individuos. El consumo recomendado por la ONU es de 80 litros por persona y día. Para este estudio, aparte del valor recomendado por la ONU, aplicaremos también el valor de 150 litros por persona y día.

Sin embargo, con un sistema sencillo de captación de agua de lluvia, no es aconsejable utilizar el agua para determinadas actividades como cocinar , ducharse, la higiene personal etc.…Por el contrario esta agua si es utilizable para aplicaciones como la cisterna del WC, lavado de ropa. riego de jardines y otras actividades que suponen aproximadamente el 50 % del consumo de un hogar según diversas estimaciones. Existen métodos de filtrado que permiten un uso total del agua sin embargo en este artículo no lo consideraremos

Por lo tanto para este estudio en lo relativo al consumo aplicaremos los valores de:

ONU: 80 litros por persona y día x 5 personas = 400 litros x 0.5 (50%) = 200 litros

Consumo de 150 litros por persona y día x 5 personas = 750 litros x 0.5 (50%) = 375 litros

 

Análisis en ciudades

Ciudad de México (México):

Una de las mayores ciudades del mundo. Algunas estimaciones calculan que su población ronda los 20 millones de habitantes. Cuenta desde hace años con problemas de suministro de agua debido a un consumo demasiado alto por parte de los ciudadanos y a una mala gestión del mismo que provoca muchas pérdidas.

Una de las características del urbanismo de esta ciudad es que la gran mayoría de sus casas es de uno o dos pisos, es decir que su desarrollo es en horizontal. Este podría ser un elemento que ayudase a la implantación del sistema de recogida de aguas pluviales

Según los datos del SMN de México la distribución de lluvia por meses para la ciudad de México es como sigue:

pluviometria DFLas precipitaciones en toda la región se concentran en la estación lluviosa que va de Junio hasta Octubre. Suele caer en forma de tormentas y fuertes aguaceros.

– El total de lluvia anual es de 750 mm. por metro cuadrado

– Considerando este valor con la superficie del tejado de la casa usada como ejemplo se podrían esperar unos valores de captación de agua de:

750 mm./m2 x 86.8 m2= 65100 mm. A este valor le aplicamos el factor de pérdidas del 10% quedando entonces en 65100 x 0.9 = 58590 que equivalen a 58.5 m3 o a 58590 litros.

-El tiempo que se podría usar el agua almacenada sería:

Considerando el consumo calculado con las recomendaciones de la ONU (200 litros diarios para toda la casa) = 58590/200 = 292 días lo que supone un ahorro del 40 % del consumo total

Considerando un consumo estimado de 150 litros por persona y día, según el cálculo previamente realizado (375 litros diarios para toda la casa) = 58590/375= 156 días lo que supone un ahorro del 21.4 % del consumo total.

El problema de una instalación en la Ciudad de México radica en que el volumen de lluvia cae en pocos meses, lo que para hacer un uso total de ese volumen de agua requeriría de un volumen de almacenamiento considerablemente grande.




Córdoba (Argentina)

Córdoba en una urbe situada en la llanura pampeana de en torno 1.300.000 habitantes.

Según los datos del Servicio Meteorológico Nacional de Argentina la distribución de lluvia por meses para la ciudad de Córdoba es como sigue:

pluviometria Cordoba

Las lluvias tienden a concentrarse entre los meses de septiembre y abril

– El total de lluvia anual es de 869 mm por metro cuadrado

– Considerando este valor con la superficie del tejado de la casa usada como ejemplo se podrían esperar unos valores de captación de agua de:

869 mm/m2 x 86.8 m2= 75429 mm. A este valor le aplicamos el factor de pérdidas del 10% quedando entonces en 75429 x 0.9 = 67886 que equivalen a 67.8 m3 o a 67886 litros.

-El tiempo que se podría usar el agua almacenada sería:

Considerando el consumo calculado con las recomendaciones de la ONU (200 litros diarios para toda la casa) = 67886/200 = 339 días lo que supone un ahorro del 46.4 % del consumo total de agua

Considerando un consumo estimado de 150 litros por persona y día, según el cálculo previamente realizado (375 litros diarios para toda la casa) = 67886/375= 181 días lo que supone un ahorro del 24.7 % del consumo total de agua.

El problema que surgiría de una instalación en Córdoba (Argentina) radica en que la mayor parte de la lluvia cae en pocos meses, lo que para hacer un uso total de ese volumen de agua se requeriría de un volumen de almacenamiento considerablemente grande

Madrid (España)

Capital de España, esta gran urbe de se asienta en el centro de la semiárida meseta castellana.

Según los datos del AEMET (Agencia Estatal de Meteorología de España) la distribución de lluvia por meses para Madrid es como sigue:

pluviometria Madrid

– El total de lluvia anual es de 436 mm por metro cuadrado

– Considerando este valor con la superficie del tejado de la casa usada como ejemplo se podrían esperar unos valores de captación de agua de:

436 mm/m2 x 86.8 m2= 37844.8 mm. A este valor le aplicamos el factor de pérdidas del 10% quedando entonces en 37844.8 x 0.9 = 34.060 que equivalen a 34 m3 o a 34.060 litros.

-El tiempo que se podría usar el agua almacenada sería:

Considerando el consumo calculado con las recomendaciones de la ONU (200 litros diarios para toda la casa) = 34.060 /200 = 170 días al año lo que supone un ahorro del 23.3 % del consumo total de agua

Considerando un consumo estimado de 150 litros por persona y día, según el cálculo previamente realizado (375 litros diarios para toda la casa) = 34.060 /375= 90 días al año lo que supone un ahorro del 12.4 % del consumo total.

La ventaja de un sistema de captación en Madrid es que el espacio de almacenamiento para obtener un aprovechamiento total del agua de la lluvia sería relativamente reducido debido al bajo nivel de lluvias y a lo relativamente uniforme del mismo (a excepción del verano)

La paz (Bolivia)

Según los datos del servicio de meteorología e hidrología de Bolivia la distribución de lluvia por meses para La Paz es como sigue:

pluviometria La paz– El total de lluvia anual es de 509.6 mm por metro cuadrado

– Considerando este valor con la superficie del tejado de la casa usada como ejemplo se podrían esperar unos valores de captación de agua de:

509.6 mm/m2 x 86.8 m2= 44233.28 mm. A este valor le aplicamos el factor de pérdidas del 10% quedando entonces en 44233.28 x 0.9 = 39809.9 que equivalen a 39.8 m3 o a 39809.9 litros.

-El tiempo que se podría usar el agua almacenada sería:

Considerando el consumo calculado con las recomendaciones de la ONU (200 litros diarios para toda la casa) = 39809.9 /200 = 199 días al año lo que supone un ahorro del 27.2 % del consumo total de agua

Considerando un consumo estimado de 150 litros por persona y día, según el cálculo previamente realizado (375 litros diarios para toda la casa) = 39809.9 /375= 106.1 días al año lo que supone un ahorro del 14.5 % del consumo total.

Montevideo (Uruguay)

Según los datos del servicio de la dirección nacional de meteorología de Uruguay la distribución de lluvia por meses para Montevideo es como sigue:

pluviometria Montevideo– El total de lluvia anual es de 1101 mm por metro cuadrado

– Considerando este valor con la superficie del tejado de la casa usada como ejemplo se podrían esperar unos valores de captación de agua de:

1101 mm/m2 x 86.8 m2= 95566.8 mm. A este valor le aplicamos el factor de pérdidas del 10% quedando entonces en 95566 x 0.9 = 86010 que equivalen a 86 m3 o a 86010 litros.

-El tiempo que se podría usar el agua almacenada sería:

Considerando el consumo calculado con las recomendaciones de la ONU (200 litros diarios para toda la casa) = 86010 /200 = 430 días al año lo que supone un ahorro del 58.9 % del consumo total de agua. Esto significa que se captaría más agua de la necesaria para las aplicaciones para las que se puede usar este tipo de agua a este nivel de consumo

Considerando un consumo estimado de 150 litros por persona y día, según el cálculo previamente realizado (375 litros diarios para toda la casa) = 86010 /375= 229 días al año lo que supone un ahorro del 31.4 % del consumo total.


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2 pensamientos en “Estudio del potencial de captación de agua de lluvia en una casa prototipo en diversas ciudades

  1. anair geronimo salgado

    Felicidades por tu trabajo, me hubiera gustado que explicaras de donde obtienes el 0.5 de tu ecuación si se supone que el factor de perdida del agua es de 0.9. ojala que me puedas contestar la pregunta.

    Responder
    1. Daniel Autor

      Creo que al 0.5 al que te refieres se explica en un punto del articulo que quiza se paso por alto. Lo transcribo aqui:

      Sin embargo, con un sistema sencillo de captación de agua de lluvia, no es aconsejable utilizar el agua para determinadas actividades como cocinar , ducharse, la higiene personal etc.…Por el contrario esta agua si es utilizable para aplicaciones como la cisterna del WC, lavado de ropa. riego de jardines y otras actividades que suponen aproximadamente el 50 % del consumo de un hogar según diversas estimaciones.

      No se si te refieres a esto, sino indicamelo y buscamos la solución

      Responder

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