Aguas pluviales
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  • 1. AGUAS PLUVIALESDescargas, dimensionamiento, almacenamiento de agua pluvial ydistribución para riego de jardines.
  • 2. Aguas pluvialesSon las aguas provenientes delas lluvias que escurrensuperficialmente por el terreno.Según la teoría de Horton seforma cuando lasprecipitaciones superan lacapacidad de infiltración delsuelo.
  • 3. Aguas pluvialesExisten tres opciones diferentes de reciclaje de aguaen el hogar.Se pueden reciclar las aguas grises, las aguas negras yse puede aprovechar así mismo el agua de lluvia quecae sobre nuestro tejado.
  • 4. Aguas pluvialesLa FAO recomienda el uso de aguas negras recicladasprecisamente para regar el jardín, dado que eltratamiento de las mismas las higieniza pero no eliminalos fosfatos y nitratos, que son la base de los abonos.*FAO, por sus siglas en inglés, es LaOrganización de las Naciones Unidas para laAlimentación y la Agricultura.
  • 5. Aguas pluvialesLa importancia de captar, almacenar y utilizar el aguade lluvia para uso doméstico y consumo humano es degran relevancia para la mayoría de laspoblaciones, sobre todo aquellas que no tienen accesoa este vital líquido.
  • 6. Aguas pluvialesLa recuperación deagua pluvial consisteen filtrar el agua delluvia captada en unasuperficiedeterminada, generalmente el tejado oazotea, y almacenarlaen un depósito.
  • 7. Captación de aguas pluvialesEs importante identificar los principales componentesde un Sistema de Captación del Agua de Lluvia(SCALL), su funcionamiento, los criterios de diseño mássobresalientes, las características de los materiales deconstrucción, la forma de construir estos sistemas, suoperación y mantenimiento, de tal forma que sepuedan ejecutar los proyectos.
  • 8. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluvialesEl sistema más sencillo se compone de tres partes: Unaárea de donde se colecta el agua de la lluvia; unsistema de conducción para mover el agua; y un jardíno patio donde las plantas utilizan el agua. Típicamentelos sistemas complejos se diseñan no solamente parajuntar y desviar agua sino también parafiltrar, almacenar, y distribuirla para el uso futuro.
  • 9. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales Área de ColecciónUna cuenca es una superficie donde se puede juntaraguas pluviales. Las cuencas más eficientes sonsuperficies impermeables y lisas.
  • 10. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales Sistema de ConducciónLos componentes de conducción llevan el agua a unlugar específico del paisaje o hacia un recipiente dealmacenamiento. Las canales de desagüe de los techoses la forma más común de conducción. La gravedadprovee la fuerza necesaria para dirigir el agua porcanales hacia tanques de almacenamiento.
  • 11. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales FiltrosSegún la cantidad de basura en el agua, un sencillofiltro para hojas a veces es toda la filtración necesaria.Si el agua almacenada se usará en un sistema de riegopor gotear, es necesaria más filtración para evitar quelos tubos de riego y los emisores se obstruyan.
  • 12. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales AlmacenamientoLos tanques de lluvia y cisternas guardan agua de lluviapara el uso futuro. Los tanques y cisternas deben seropacos y protegidos de la luz solar directa y tapadospara que no se meta ni basura ni mosquitos.
  • 13. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales Sistema de DistribuciónEl sistema de distribución lleva el agua almacenada delos tanques a las plantas o a donde se requiera su uso.Los sistemas pueden incluir tubos de agua y emisoresde goteo. Una bomba eléctrica puede ser necesariapara llevar agua a áreas que no están cuesta abajo de lacisterna.
  • 14. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales Áreas SembradasFinalmente, agua pluvial se lleva al área del jardín opaisaje donde las plantas la utilizarán.
  • 15. Elementos de un sistema dedistribución de aguas pluviales
  • 16. Captación de aguas pluvialesPara ello debe considerarse lo siguiente:• Localización del sitio para establecer el SCALL.• Determinación de la demanda de agua por la familia o por la comunidad.• Cálculo de la precipitación pluvial neta.• Área de captación del agua de lluvia.• Diseño del sistema de conducción del agua captada.• Diseño del volumen del sedimentador por trampa de sólidos.• Diseño del sistema de almacenamiento del agua de lluvia captada.• Diseño para el bombeo del agua almacenada al local de la planta de tratamiento.• Diseño del sistema del tratamiento del agua de lluvia.
  • 17. Ventajas de la captación de aguaspluviales• Ahorro evidente y creciente en la factura del agua.• Uso de un recurso gratuito y ecológico.• Pueden recibir subvenciones en función del municipio• Contribución a la sustentabilidad y protección del medio ambiente• Una buena instalación de recogida de agua es sencilla y, por tanto, existen riesgos mínimos de averías y apenas requiere de mantenimiento.
  • 18. Determinación de la demanda deaguaLa expresión matemática para calcular la demanda deagua es la siguiente:
  • 19. Determinación de la demanda deaguaDonde: • Dj = demanda de agua en el mes j, (m3/mes/población). • Nu = número de beneficiarios del sistema. • D = dotación, en l /persona/ día. • Nd j = número de días del mes j. • 1000 = factor de conversión de litros a m3.
  • 20. Determinación de la demanda deaguaCoeficientes de escurrimiento (Ce) de los diferentesmateriales en el área de captación TIPO DE CAPTACIÓN CE Cubiertas Superficiales Concreto 0.60 – 0-80 Pavimento 0.50 – 0.60 Geomembrana de PVC 0.85 – 0.90 Azotea Azulejos, teja 0.80 – 0.90 Hojas de metal acanaladas 0.70 – 0.90 Orgánicos (hojas con barro) <0.20 Captación en tierra Suelo con pendientes menores al 10% 0.00 – 0.30 Superficies naturales rocosas 0.20 – 0.50
  • 21. Determinación de la demanda deagua para estimar la precipitación neta:FórmulaDonde:• PNijk = precipitación neta del día i, mes j y año k, mm,• Pijk = precipitación total del día i, mes j y año k, mm,• η captación = eficiencia de captación del agua de lluvia, 0.765.
  • 22. Determinación de la demanda deaguaEl área de captación del agua de lluvia se obtiene con laecuación:Donde:• A= Área de captación, m2• a= Ancho de la casa, m• b= Largo de la casa, m
  • 23. Sistema de conducción del agua delluvia captadaEl agua pluvial captada en techos y áreas de escurrimiento debeser conducida al sistema de almacenamiento, mediantecanaletas de lámina galvanizada y tubería de PVC.
  • 24. Sistema de conducción del agua delluvia captadaEl caudal de conducción en la tubería se obtiene con lasiguiente expresión:
  • 25. Sistema de conducción del agua delluvia captadaEl diámetro se determina despejando el área de laecuación de continuidad (Sotelo, 2005).
  • 26. Sistema de conducción del agua delluvia captadaDonde:• Qc = caudal de conducción, l.p.s.• 5/18 = Factor de conversión de m3 h-1 a l.p.s.• Aec = es el área efectiva de captación del agua de lluvia, m².• I lluvia = es la intensidad máxima de lluvia en la zona, 0.05 m h-1.• D = diámetro de tubería, m.• L = longitud del tubo, m.• V = velocidad media, m/s-1.• π = 3.1416
  • 27. CanaletasLas canaletas son accesorios para colectar y conducirlos escurrimientos pluviales a un sistema dealmacenamiento, sus dimensiones están en función dela duración de la precipitación (cortas y homogéneas),tiempo de concentración del agua, la longitud del áreade paso y de su pendiente.
  • 28. CanaletasEn un área de captación el tiempo de concentración esun parámetro fundamental en el estudio hidrológico deuna cuenca y áreas de escurrimiento con pendiente,está descrita por expresiones matemáticas, quebasándose en características físicas del área decaptación
  • 29. CanaletasFórmulas:
  • 30. CanaletasDonde: • S = es la pendiente media • L = es la longitud del área de captación en m • Tc = tiempo de concentración • Tp = Tiempo en el que se alcanza el máximo escurrimiento • D = duración de la precipitación
  • 31. Estimación del área de la canaletaEl flujo en canaletas de captación y conducción secomporta como un flujo espacialmente variado, ya queel agua se va recolectando a lo largo de la canaleta,para determinar el área necesaria de conducción seutiliza la ecuación de continuidad, en la cual solo sedespeja el área y se asumen velocidades promedio de0.9 m s-1 en pendientes 2 a 4% y 1.2 m s-1 enpendientes 4 a 6%.
  • 32. Estimación del área de la canaletaFórmulas:
  • 33. Estimación del área de la canaletaDonde:• Q p= flujo en la canaleta, m3/s-1• v = velocidad del flujo en la canaleta, m/s-1• A = área de la sección transversal, m2
  • 34. Estimación del área de la canaletaFórmula:Donde:• Qp = gasto máximo.• P = precipitación efectiva, mm• A = área de captación o de la cuenca, km²• 0.278 = factor de conversión a m3/s-1
  • 35. Estimación del área de la canaletaDonde:• Q p= flujo en la canaleta, m3/s-1• v = velocidad del flujo en la canaleta, m/s-1• A = área de la sección transversal, m2
  • 36. Diseño del sistema dealmacenamiento agua deEl almacenamiento del lluvia consiste endepositarla dentro de cisternas, para abastecer a unapoblación considerada durante los meses de sequía ylos de no sequía.El criterio para el diseño del volumen de la cisternaconsiste en considerar la demanda de agua mensualque necesita una población durante los meses desequía más dos meses (coeficiente de seguridad).
  • 37. Diseño del sistema dealmacenamientoFórmula:Donde:• V cisterna = volumen mínimo de la cisterna, m3.• D j = demanda mensual, m3.• M sequía + 2 = meses con sequía más 2.
  • 38. GRACIAS