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El agua de lluvia aporta 1.900 litros por alumno y año en un colegio público de Madrid

Sobre el blog

Carlos del Álamo
Arquitecto Técnico. Trabajando 31 años en ingeniería del agua y edificación. Los últimos 6 años en Cooperación Internacional para las empresas públicas españolas Tragsatec y España Expansión Exterior. 11 años en Acciona Ingeniería. 14 años en Wasser.
  • agua lluvia aporta 1.900 litros alumno y año colegio público Madrid

1. Introducción

El presente estudio pretende concienciar a los titulares de los centros educativos en España de la existencia de un margen amplio para la aplicación del agua de lluvia para algunos usos en estas instalaciones.

En el Colegio Público Siglo XXI de la Comunidad de Madrid, de 380 alumnos, se está consumiendo una media de 19 litros/alumno/día durante todo el año, con su correspondiente distribución mensual. 

El estudio avanza que con la gestión de los 708 m3 anuales de agua de lluvia captada en sus cubiertas, y aportada a determinados usos, se puede ahorrar el 27% de todos los consumos del centro, o el 43% de los consumos susceptibles de emplear agua de lluvia

Esto representa 5 litros por alumno y día para todos los días de un año completo o, lo que es lo mismo, todo el consumo de 100 días de todo el colegio cada año. Para lograr este objetivo se utilizan los 1.900 m2 de cubiertas existentes y un tanque de almacenamiento de agua de 55 m3 a implementar.

Sin embargo, este ahorro del 27% del consumo total, o 708 m3/año, no se refleja en la factura en la misma medida; la reducción monetaria para este colegio es del 20%, o de 978 euros al año, ya que las tarifas no siguen la proporción de a mayor consumo mayor precio, sino parcialmente lo contrario. De esta forma el esfuerzo en el ahorro de agua no está premiado económicamente en la misma medida que lo logrado medioambientalmente.

Los objetivos básicos de este proyecto, del cual el CEIP Siglo XXI es el primer eslabón, son los siguientes:

  1. Evaluar el uso de la lluvia como agua no potable para el riego del huerto escolar que este centro posee, con lo que se logra un beneficio medioambiental inmediato.
  2. Evaluar el aplicar el agua de lluvia para los inodoros y urinarios.
  3. Aportar la experiencia de esta gestión como un proyecto replicable por otras instituciones educativas similares; lo adecuado de la escala de estas instalaciones permite que este proyecto sea mostrado y compartido como un ejemplo a seguir.
  4. Garantizar, al menos parcialmente, la disposición de recursos hídricos para la sostenibilidad de las instalaciones en los momentos en los que el suministro de agua, o los caudales necesarios, no estén garantizados, como por ejemplo en periodos de restricciones de agua.
  5. Y no menos importante, aplicar esta experiencia en beneficio educativo para el propio centro y sus alumnos.
  6. Producir un ahorro económico que haga que esta instalación sea auto sostenible.

El resumen de la solución propuesta aplicando el agua de lluvia, es el siguiente:

Aportación del agua de lluvia: de los 19 litros diarios que cada alumno consume durante todo el año, se pueden aportar con 1.900 m2 de cubiertas un total de 1.900 litros por alumno y año, o 5 litros por alumno y día

2. Resumen de la propuesta

En la actualidad el Colegio Siglo XXI consume unos 2.656 m3/año de agua al año, distribuidos de la siguiente manera:

Obsérvese que el consumo de agua se ha dividido entre el agua potable que se consumirá sin posibilidad de ser sustituida por agua de lluvia, y que se evalúa en un 38%, y el restante 62% sí que podría ser abastecido con agua de lluvia.

El coste del recibo del agua del consumo total actual, a un precio medio real anual de 1,89 Euros/m3, es de 5.013 Euros/año, de los que 3.118 Euros/año corresponden al riego, inodoros y urinarios, y por lo tanto son susceptibles de ser sustituidos por agua de lluvia.

La instalación propuesta, a partir de los 1.900 m2 de superficie disponible de cubiertas en el centro, permite captar una cantidad de agua de lluvia de 708 m3/año. Con la instalación de un tanque de almacenamiento de 55.000 litros, la gestión de este volumen de agua aporta al consumo, respetando el calendario escolar actual, la totalidad de lo captado, lo que representa el 27% de todas las necesidades de agua del centro, o el 43% del agua susceptible de ser sustituida por agua de lluvia.

Una visión global de los requerimientos totales de agua en este Colegio Público, y su coste, antes y después de implantar este proyecto, son los siguientes:

Los rendimientos alcanzables son, por lo tanto, del 27% del total del consumo. En paralelo, el coste del agua se reduce igualmente en un 20%, desde los actuales 5.013 Euro/año a los previstos 4.035 Euro/año

Más adelante se aclara que las tarifas actuales no permiten una reducción proporcional.

Se destaca que los datos anuales se refieren al año cronológico de 365 días, y no al año escolar.

3. El huerto escolar del colegio siglo XXI

El Colegio de Educación Infantil y Primaria Siglo XXI de Las Rozas, tiene unos 380 alumnos, y dispone de comedor escolar. Una de las características que lo hacen interesante para este estudio es que tiene un huerto escolar desde noviembre de 2007, como iniciativa de un grupo de madres y padres ligados al AMPA y extraordinariamente creativos.

En la mejor tradición de este tipo de proyectos se eligió un espacio baldío, entonces sin uso; era un terreno sin acondicionar y lleno de cascotes de obra, pero con una orientación ideal. El suelo se mejoró, se dotó de riego al espacio y se empezó una actividad con orientación de huerto ecológico. El trabajo ha sido casi ininterrumpido desde entonces. Además, en el año 2009 el huerto obtuvo el premio al “Mejor huerto escolar” de Las Rozas.

4. El consumo de agua

No se dispone de los recibos del consumo de agua de este colegio, pero sí se han realizado lecturas en directo por parte del autor de este artículo desde noviembre de 2017 a marzo de 2018, datos que se considera suficientes para elaborar este primer estudio. Los datos obtenidos indican lo siguiente:

- El consumo anual de agua es de 2.656 m3 al año, con un distribución que se estima del 3% en los meses de julio y agosto, del 8% en enero, septiembre y diciembre, y del 10% en los meses restantes.

  • Se han realizado 50 lecturas puntuales en periodos sin presencia escolar, lo que permite deducir el comportamiento del riego automático con alguna aproximación, consumo que se evalúa en 1.775 litros al día de forma continua todo el año. Este dato representa el 24% del total consumido anual.
  • El restante 76% de consumo se ha divido al 50% entre lo consumido en aseos e inodoros, y que podría ser sustituido por agua de lluvia, y lo consumido para otros usos, y que no se propone su sustitución.
  • En resumen, y como se ha indicado anteriormente, el agua que debe seguir siendo de red representa unos 1.004 m3/año, el 38% del total, mientras que el agua que puede ser sustituida por agua de lluvia asciende a 1.652 m3/año, o el 62% del total.
  • La distribución mensual de estos consumos, es la siguiente:
  • La dotación respecto a los 380 alumnos del centro para un año de 365 días, es de 19 litros por alumno y día, distribuidos de la siguiente forma:

5. Gestión del agua de lluvia

Se parte de los datos meteorológicos del municipio de Las Rozas, deducidos como la media aritmética de los aportados por AEMET de los observatorios de Majadahonda, Pozuelo de Alarcón, Torrelodones, y 3 de Madrid. En resumen la precipitación media es de 466 mm/año, con su correspondiente distribución mensual.

La siguiente gráfica indica el comportamiento del sistema y la cantidad aprovechable de agua de lluvia al variar el volumen del tanque. Se parte de un tanque 25 m3 al que se le incrementan gradualmente 5.000 litros hasta llegar a los 60 m3. Como se aprecia en la zona final ya no se aumenta el rendimiento de la instalación, que llega con 55 m3 de almacenamiento hasta el 42,8% del consumo. El escenario recomendado es el implantar un tanque de 55 m3, en el que el aprovechamiento de agua de lluvia es de 708 m3/año.

En resumen, por alumno se proponen disponer de 5 m2 de cubierta de captación de agua de lluvia y 150 litros de almacenamiento

Las gráficas que se adjuntan indican el comportamiento mensual del sistema de riego abastecido con agua de lluvia, en las condiciones indicadas:

El resumen anual respecto a la cobertura del agua de lluvia para los usos considerados, es el siguiente:

Respecto a la cantidad de agua destinada al riego, en los escenarios de antes y después de implantar este proyecto, y a partir de los datos disponibles, es la siguiente:

La explicación de porqué el ahorro económico es menor que el correspondiente al volumen del agua de lluvia aportada, aparece en la tabla anterior. Como se observa, el precio del agua es 1,89 Euro/m3 para un consumo de 2.656 m3/año, mientras que se eleva a 2,07 Euro/m3 para consumos de 1.948 m3/año.

6. Comportamiento en años meteorológicamente distintos

Recordamos que uno de los puntos de partida es el conocimiento estadístico de la meteorología en el municipio de Las Rozas. Dado que las lluvias medias previstas se pueden ver afectadas por las lógicas variaciones de cada año concreto, se desea conocer cuál sería el comportamiento del sistema propuesto en años meteorológicamente distintos. Se propone, por lo tanto, determinar la variabilidad sobre lo previsto, por ejemplo, para años más secos con una lluvia del -25% de lo normal, y para años más lluviosos con una lluvia del +25% de lo normal.

La gestión del sistema en años secos, con lluvias un 25% por debajo de lo normal, permite disponer de un aprovechamiento de 531 m3/año, aportando el 20 % del total, o el 32% del volumen sustituible. La gestión del sistema en años muy húmedos, con lluvias un 25% por encima de lo normal, permite disponer de un mínimo de 814 m3/año, aportando el 31% del total, o el 49% del volumen sustituible. Con esta instalación se garantiza un aporte de entre 4 y 6 litros por alumno y día, para todos los días del año, lo que se totaliza en casi 1.900 litros por alumno y año de ahorro de agua.

7. Consumos mayores a los previstos

Para responder a la pregunta de cómo se comportaría el mismo sistema si los consumos previstos aumentan, se analiza el escenario de que, por ejemplo, se aumente la población escolar en un 10 y un 20%, y en el mismo valor el consumo total del centro. En este caso, el comportamiento de un año tipo sería:

Como se aprecia el rendimiento de la instalación desciende gradualmente respecto al agua de lluvia aportada al consumo total, a medida que asciende la población y el consumo. Si se deseara mantener un rendimiento similar, debe aumentarse proporcionalmente la superficie de captación y el volumen del tanque de almacenamiento.

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