PROPUESTA

PROPUESTA DE LA PROBLEMÁTICA DE RECOLECCIÓN Y USO DE AGUA PLUVIAL EN LA ESIA TECAMACHALCO.

SISTEMA QUE SE VA UTILIZAR PARA EL USO Y UTILIZACIÓN DE LAS AGUAS PLUVIALES.

Este es el sistema que se va a utilizar a base de canaletas donde va a pasar por un filtro, este sistema desde nuestro punto de vista resulta un poco mas economico y eficiente que los demas sistemas que se investigaron.

En el siguiente avance de la propuesta todavia no marcamos las canaletas en las áreas de las losas de azotea de los dos edificios, ya que estamos realizando la instalacion y dando nuestro punto de vista de como se realiza la propuesta.

AVANCE DE PROPUESTA

En estas imágenes se muestra el croquis de la ESIA TECAMACHALCO.

En esta perspectivas se muestra la ubicación de las cisternas prefabricadas, en la cual la cisterna 1 se recolectará el agua del edificio 2, y en la cisterna 2 se recolectará el agua del edificio 1.

En estas imágenes esta la propuesta de la ubicación de las bajadas pluviales del los dos edificios, estas imágenes son el principio de lo que va hacer la instalación de la cisterna y posteriormente la instalación hacia los muebles que se van a abastecer con esta agua, así como los inodoros, lavabos, tarjas y mingitorios.

ORGANIZACIÓN DE EQUIPO, PROBLEMÁTICA Y MAGNITUD DEL PROBLEMA

1.- ¿En que consiste la problemática ambiental en la ESIA Tecamachalco en relación a la captación y uso del agua de lluvia?

- el problema es que el agua de lluvia no se capta y esto causa que se desperdicie, y el más grande problema es que la precipitación anual promedio 972.2mm., es decir esta es una precipitación muy alta, llueve mucho en esta zona y el desperdicio es muy grande.

2.- ¿Cuál es el espíritu de esta acción, es decir cual es la importancia del tema?

- la importancia de captar el agua es muy grande, pues es un desperdicio muy grande, ya que son muchos litros de agua de los que se van hacia el drenaje, pues no solo es captar sino que la principal solución es utilizarla, y no desperdiciarla, ya que sabemos que el agua en estos tiempos se esta escaseando y es un líquido de vital importancia, de que hay que hacer conciencia del ahorro de agua.

3.- ¿Como se organizó el trabajo, que hará cada quien?

- en primer lugar para empezar nos lo dividimos de dos en dos, pues ya sabemos como trabajamos Erick y Maribel, asi como Fabián y José, pero en si es primera vez que trabajamos los dos equipos juntos, y al parecer estamos trabajando bien, pues vamos paso a paso con las investigaciones que realizamos para despues poder realizar la propuesta, claro tratamos de que el trabajo sea parejo entre nosostros.

4.- ¿Hasta donde pretenden llegar?

- pues en primer lugar realizar una propuesta coherente, ya que no es tan fácil realizar un trabajo asi, pues conlleva una serie de pasos, asi como investigaciones y cálculos, otro punto importante es saber trabajar como equipo.

- Para empezar nuestra propuesta se realizo una serie de calculos, con los datos obtenidos de los muebles que se van abastecer de esta propuesta.

1.- DEMANDA DIARIA

MUEBLES--- TOTAL MUEBLES--- LITROS (descarga) ---USO -----TOTAL
Inodoros -------32 muebles ---------------3 --------------12------1152 litros
Mingitorio ------30 muebles--------------- 3 --------------12 ------1080 litros
Lavabos --------38 muebles ---------------3 --------------10 ------1140 litros
Tarja -----------12 muebles ---------------3 ----------------4------- 144 litros

Total dotación diaria 3516 litros

2.- CAPACIDAD DE LA CISTERNA

Q. med. / D = Gasto Medio Diario
Q. med. / D = Dotación diaria = 3516
86400 segundos 86400
Q. med. / D = 0.04069 Lts. / Seg.

Q. máx. / D = Gasto Máximo Diario Kd = Constante diaria
Q. máx. / D = Q. med. / D X Kd = 0.04069 X 1.2
Q. máx. / D = 0.04883 Lts. / Seg.

Q. máx. / H = Gasto Máximo Horario Kd = Constante diaria
Q. máx. / H = Q. máx. / D X Kd = 0.04883 X 1.5
Q. máx. / H = 0.07325 Lts. / Seg.

3.- DEMANDA TOTAL POR DÍA (DT/d)

DT / d = Q. máx. / D X 86400 seg. =
DT / d = 0.04883 Lts. / Seg. X 86400
DT / d = 4219.2 litros

4.- CAPACIDAD ÚTIL DE LA CISTERNA

Cap. Util Cist. = DT/d + RESERVA = DT/d X 3
Cap. Util Cist. = 4219.2 litros X 3
Cap. Util Cist. = 12657.6 litros

Capacidad en metros cúbicos

12657.60 litros / 1000 litros = 12.66 m³

Área

Área = 2.05 m

Sección de la Cisterna General será =

• 2.00 m. X 3.50 m. X 2.00 m.

Esta capacidad se calculó para saber la capacidad de agua que se requiere para abastecer estos muebles

6.- CÁLCULO DE DIÁMETRO DE LA TOMA HIDRÁULICA

D = 0.032 m.

Por el uso de fluxómetro se considera una tubería de distribución con diámetros de 32mm. (De acuerdo al Reglamento de Construcciones del Distrito Federal y Normas Tecnicas Complementarias para el Diseño y ejecución de Obras e Instalaciones Hidráulicas, tabla 2.15. Diámetro mínimo, Pág. 983).

Despues de calcular el agua que se va a gastar por día, ahora se va a calcular el agua que se va almacenar en la cisterna, tomando en cuenta la precipitacion pluvial por año para sacar el dato de por día:

- precipitación promedio anual = 972.2 mm.

- precipitación promedio por día = 2.6708 mm.

Teniendo al área de las zonas donde caerá el agua, en este caso será las azoteas de los edificios 1 y 2.

• edificio 1= 1200 m2
• edificio 2= 1200 m2

En total son 2400 m2

El total de agua que se recolectará es de=

2400m2 x 0.9722 lts. = 2333.28 lts. / m2

2333.28 lts / m2 x 86400 seg. = 0.040508 lts.

0.040508 lts. x 1.5 =5249.88 lts.

5249.88 litros es el total de agua que se va a recolectar y la cantidad de agua cálculada es de 3516 litros, por lo que el total de agua si va a abastecer para los muebles.

En esta grafica se muestra el porcentaje de aprovechamiento en cual se puede sustituir el agua potable por agua pluvial.

CAPTACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA

Para comenzar la investigación sobre el tema, primero se hablara de cada una de las características del uso y aprovechamiento del agua pluvial y de los elementos que se necesitan para su realización también de los sistemas que hay.

El agua de lluvia es un recurso que históricamente en nuestro país ha desempeñando un papel muy importante hasta el siglo XIX. Cuando a principios del siglo XX las canalizaciones de agua empezaron a irrumpir de forma masiva en ciudades, pueblos y villas, el agua de lluvia pasó a un segundo plano y reservado casi exclusivamente a situaciones muy especiales.

La red de recolección pluvial es la infraestructura que permite captar y conducir las aguas provenientes de las lluvias, para ser desalojadas y descargadas en sitios destinados para ello. Esta red está compuesta de colectores pluviales, drenes a cielo abierto, y bordos.

Los colectores pluviales captan el agua de una zona determinada y la conducen a los drenes para ser desalojada. Los bordos son obras en las cuales se capta y regula el agua de escurrimientos, mediante un sistema controlado que se conduce por los drenes para su desalojo.

El incremento de la demanda de agua está creciendo de forma exponencial volviendo a recuperar la costumbre de aprovechar las aguas pluviales.

Una gran parte del consumo cotidiano de agua puede ser sustituida por aguas "grises". Agua "gris" no dispone de la calidad del agua potable, pero aún cumple la calidad necesaria para que se aplique en WC (un gran consumidor de agua) o riego y hasta para lavar la ropa. La utilización en lavadora tiene otra ventaja para el medio ambiente: Entre mayor la dureza del agua, mas detergente es necesario para efectos de limpieza. Utilizando agua suave tal como agua pluvial, se puede reducir la carga de detergente hasta en un 50%.

La cantidad promedia de lluvias en México central (datos del D.F.) es de 748 l/año en cada metro cuadrado de superficie recolectora. Según los datos meteorológicos en México D.F. en seis meses del año la precipitación es inferior a los 50 l/mes en cada metro cuadrado... por lo tanto consideramos para los cálculos únicamente los meses de mayo hasta octubre.

USOS DEL AGUA DE LLUVIA

El agua de lluvia presenta una serie de características ventajosas.

• 
  
  Por una parte es un agua extremadamente limpia en comparación con las otras fuentes de agua dulce disponibles.

• 
  
  Por otra parte es un recurso esencialmente gratuito e independiente totalmente de las compañías suministradoras habituales. Precisa de una infraestructura bastante sencilla para su captación, almacenamiento y distribución.

• 
  
  Para muchos usos domésticos, la calidad del agua no precisa ser la de "apta para el consumo humano". Nos referimos al empleo en la lavadora, el lavavajillas, la limpieza de la casa, la cisterna del inodoro y el riego en general. En estos casos el agua de lluvia puede reemplazar perfectamente al agua potable. Además al ser un agua muy blanda nos proporciona un ahorro considerable de detergentes y jabones.

Pero incluso más allá de estas indicaciones, el agua de lluvia se ha empleado históricamente para lavarse, beber y cocinar directamente con ella. Hoy día los criterios son un poco más restrictivos y no suele aconsejarse el empleo directo del agua de lluvia para estos usos. Pero es relativamente fácil adaptarla para poder disponer de ella como única fuente de agua si así se desea, con todas las garantías sanitarias que se requieren.

EQUIPO BÁSICO DE RECOGIDA Y GESTIÓN DEL AGUA DE LLUVIA

Para entender el diseño de los equipos, es preciso recordar que el agua de lluvia suele captarse en unos meses precisos y que debe conservarse para ser utilizada durante el periodo posterior hasta la nueva época de lluvias. Por ese motivo, el empleo del agua de lluvia se combina con otra fuente de suministro de agua como puede ser la de red en muchos casos.

Esta duplicidad de calidades de agua, implica la necesidad de un sistema eficiente de gestión de ambos tipos de aguas. Aquí es preciso hacer una aclaración importante. Existen en el mercado equipos diseñados para "rellenar" con agua de otra procedencia -red pública, pozo, etc.- el depósito donde se almacena el agua de lluvia cuando ésta se está acabando o escasea. Este criterio tiene en general dos deficiencias. Por una parte, la mezcla periódica de aguas de características diferentes en el depósito, dificulta la adaptación y asentamiento del sistema en muchos casos, así como disminuye la vida del mismo. Por otra, implica la no utilización de toda la capacidad de almacenamiento de agua de lluvia, dado que antes de que ésta se agote ya añadimos agua de otra procedencia.

El diseño básico de recogida de aguas pluviales consta de los siguientes elementos:

Sistema de drenaje de las aguas excedentes, de limpieza, etc. que puede ser la red de alcantarillado, o el sistema de vertido que disponga la vivienda.

1. Cubierta: En función de los materiales empleados tendremos mayor o menor calidad del agua recogida.

2. Canalón: Para recoger el agua y llevarla hacia el depósito de almacenamiento. Antes de los bajantes se aconseja poner algún sistema que evite entrada de hojas y similares.

3. Filtro: Necesario para hacer una mínima eliminación de la suciedad y evitar que entre en el depósito o cisterna.

4. Depósito: Espacio donde se almacena el agua ya filtrada. Su lugar idóneo es enterrado o situado en el sótano de la casa, evitando así la luz (algas) y la temperatura (bacterias). Es fundamental que posea elementos específicos como deflector de agua de entrada, sifón rebosadero antiroedores, sistema de aspiración flotante, sensores de nivel para informar al sistema de gestión, etc.

5. Bomba: Para distribuir el agua a los lugares previstos. Es muy importante que esté construida con materiales adecuados para el agua de lluvia, e igualmente interesante que sea de alta eficiencia energética.

6. Sistema de gestión agua de lluvia-agua de red: Mecanismo por el cual tenemos un control sobre la reserva de agua de lluvia y la conmutación automática con el agua de red. Este mecanismo es fundamental para aprovechar de forma confortable el agua de lluvia. Obviamente se prescinde de él si no existe otra fuente de agua.

GENERALIDADES

Para diseñar un sistema de captación y reutilización de agua de lluvia adaptado a las necesidades concretas de cada situación particular es muy recomendable realizar en primer lugar un estudio personalizado de aprovechamiento de agua de lluvia que nos ayudará a determinar los equipos necesarios a instalar en cada caso.

ESTUDIOS PREVIOS

Antes de instalar el sistema de captación y utilización de agua de lluvia, merece la pena hacer un planteamiento en el que se tengan en cuenta los factores que afectan directamente al sistema, como son la pluviometría de la zona, la existencia de fuentes adicionales de subministro y los consumos de agua de lluvia.

Realizar este estudio nos ayudará a ajustar el sistema de recogida de agua de lluvia a las necesidades concretas de cada vivienda, de manera que se pueda aprovechar el máximo de agua posible pero evitando sobredimensionar innecesariamente el sistema o que se quede corto por una mala previsión de los consumos.

El estudio personalizado de aprovechamiento de agua de lluvia está principalmente destinado a determinar el tamaño óptimo del depósito de almacenamiento de aguas pluviales, ya que este es el componente del sistema que determina la cantidad de agua de lluvia que se podrá aprovechar. A su vez, este suele ser el elemento más caro del sistema, hecho que aún acentúa más la importancia de realizar este estudio.

Línea metodológica:

A- Recogida de información concreta de la vivienda.

B- Estudio pluviométrico de la zona.

C- Desarrollo del modelo para simular el llenado-vaciado del depósito de aguas pluviales.

D- Definición de la demanda a satisfacer con el agua de lluvia (consumo de agua de la vivienda).

E- Definición del volumen óptimo de aprovechamiento y propuesta de solución.

A- Recogida de información concreta de la vivienda

Para ello, se utiliza un información posible relativa a localización, ocupación y consumo de agua de la vivienda, así como sobre los usos del agua y el espacio disponible para ubicar los equipos.

B- Estudio de la pluviometría de la zona

Para el cálculo de los recursos de lluvia se solicita a la/s estaciones meteorológica/s más cercana/s los datos de pluviometría de la localidad durante los últimos años. A partir de estos datos, se obtiene la precipitación media mensual, que se utiliza para conocer la estacionalidad de las lluvias y la cantidad máxima teórica de agua de lluvia que se puede captar en un año.

C- Modelo de cálculo de llenado y vaciado del depósito

Teniendo en cuenta las condiciones concretas de cada vivienda se desarrolla un modelo de cálculo personalizado que permite evaluar, en función del tamaño del depósito escogido, las siguientes variables:

- La cantidad de agua de lluvia aprovechada (m3/año).

- La cantidad de agua de lluvia vertida (m3/año).

- La cantidad de agua de aporte externo necesaria (m3/año).

- La garantía volumétrica del sistema (%), es decir el porcentaje de agua satisfecho por agua de lluvia, respeto a la demanda de agua total.

- Los meses en que el sistema es capaz de suministrar el agua necesaria para abastecer la vivienda y los que requieren de un aporte externo de agua.

D- Definición de la demanda a satisfacer.

Estudio de consumo de agua de la vivienda. Para realizar el estudio del consumo de agua en la vivienda se tienen en cuenta las siguientes hipótesis de trabajo:

- Los consumos habituales de la vivienda mes a mes, si se conoce el dato. En caso negativo, se consideran los consumos estimados de agua en los usos estándares en los que el agua de lluvia está indicada (cisternas de inodoro, lavadora y limpieza).

- El número de personas que habitan normalmente en la vivienda, ocupación máxima y estacionalidad.

- Las necesidades de riego.

- La existencia de piscina o de otros elementos que consuman agua. - La existencia de un sistema de reutilización de aguas grises y otros sistemas ahorradores de agua.

Con estos datos se obtiene la demanda teórica de agua de la vivienda.

Una vez hecho estos pasos conoceremos de cuanta agua podremos disponer, cuanta vamos a consumir y decidir si va a ser suficiente, o lo que es más habitual, en qué medida va a complementar otras fuentes de suministro de agua como red municipal, pozo, etc.

E- Definición del volumen óptimo de aprovechamiento y propuesta de solución

Tras de analizar los datos obtenidos a través del modelo de vaciado y llenado del depósito se determina la capacidad óptima del depósito de almacenamiento de aguas pluviales, de manera que se logre alcanzar el máximo aprovechamiento de agua de lluvia posible con el mínimo coste.

ESTUDIO DE APROVECHAMIENTO DE AGUA DE LLUVIA

El diseño de un sistema recolector de aguas pluviales debe de tomar en cuenta:

· Precipitación media por año
· Precipitación mínima por año
· Precipitación máxima por día
· Consumo diario
· Superficies recolectoras disponibles
· Superficie de riego disponible
· Consistencia del suelo
· Existencia de drenaje pluvial
· Espacio físico para el almacenamiento

• Estudio pluviométrico de la zona.
• Desarrollo del modelo para simular el llenado-vaciado del depósito de aguas pluviales.
• Definición de la demanda a satisfacer con el agua de lluvia (consumo de agua de la vivienda).
• Definición del volumen óptimo de aprovechamiento y propuesta de solución.

Se debe considerar como una aproximación y no como un cálculo exacto debido a la posible variabilidad de la pluviometría y de los consumos de agua en la vivienda.

Sistemas de recolección de agua pluvial ayudan a proteger los recursos de agua potable y su alcance reducir el costo del tratamiento de agua potable reducir los gastos del hogar ya que agua potable cuesta.

· El agua tiene que ser bombeada, transportada (a veces más de 100km), filtrada.
· Reducir el peligro de inundaciones, ya que la lluvia no se descarga directamente a un sistema de drenaje el cuál no está diseñado para retener tales cantidades mantener el nivel de las aguas freáticas en su nivel, lo que es imprescindible tanto para asegurar el futuro suministro de agua potable como para proteger las cimentaciones de cualquier construcción y a tener una buena consciencia por mejorar el medio ambiente....

ESTUDIO DE LA PLUVIOMETRÍA DE LA ZONA

(datos obtenidos del Plan de Desarrollo Minicipal de Naucalpan de Juárez)

El régimen de lluvias es de verano de Naucalpan, la precipitación promedio anual es de 972.2 mm (en la estación meteorológica Presa Totolinga) aumentando hasta 1,000 mm al este y disminuyendo hasta el intervalo 600-700 mm al oeste.

La humedad relativa promedio anual es de 70% con valor máximo de 81%, registrado durante los días de mayor precipitación pluvial, mientras que el valor mínimo se ubica en 45%, en el invierno.

Los vientos predominantes entre enero y abril son de dirección noroeste, mientras que de mayo a diciembre prevalecen los de dirección noreste, la velocidad promedio anual es del orden de los 3.0 m/seg.

Finalmente, en la zona de mayores pendientes, el clima es Semifrío Subhúmedo con lluvias en verano, de mayor humedad. Esta zona corresponde a región del extremo suroeste del municipio.