1. Introducción
GREFA, Grupo de Rehabilitación de la Fauna Autóctona y su Hábitat, es una organización no gubernamental sin ánimo de lucro, que nace en 1981 para el estudio y conservación de la naturaleza. Fundamenta su trabajo en torno a varias actividades complementarias, entre las que destaca el Centro de Recuperación de Fauna Salvaje. Este centro, a lo largo de su existencia, ha brindado atención veterinaria a más de 40.000 animales salvajes que han ingresado por diversas causas como venenos, cazadores desaprensivos, atropellos, trampas, expolio, desnutrición, etc. El objetivo principal de este Centro de Recuperación de Fauna Salvaje es dar los cuidados necesarios a los animales que ingresan de forma que puedan ser posteriormente liberados.
GREFA, http://www.grefa.org, se propone evaluar las posibilidades reales de aprovechamiento de agua de lluvia para atender los requerimientos de agua no potable del Hospital de Fauna y Centro de Recuperación de Fauna Salvaje en Majadahonda (Madrid). Las instalaciones están abiertas al público en general y para visitas educativas. El mismo bosque protegido en el que se encuentra resulta un lugar muy grato y muy adecuado para el conocimiento de la naturaleza, disponiendo de acceso en tren de cercanías.
Al respecto de estas instalaciones, GREFA se propone utilizar los 900 m2 de superficie captadora ya disponibles de las cubiertas de los distintos edificios e instalaciones existentes, lo que permite captar hasta 303 m3/año de lluvia, de los que una parte se aplicará de forma directa con lo que se cubrirá el 67% de los consumos previstos con agua de lluvia, o el 43% de todos los consumos del centro. Los objetivos básicos de este proyecto son los siguientes:
- Primero, el uso de la lluvia como agua no potable para el riego de las zonas arbóreas del recinto.
- Segundo, abastecer de agua para el consumo de los propios animales residentes en estas instalaciones, y la limpieza de las mismas.
- Tercero, abastecer con agua natural y exenta de cloro a los 4 estanques en los que las especies de batracios residentes precisan de agua sin tratar para su subsistencia.
- Cuarto, 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.
De forma complementaria, y para el logro de estos objetivos, se instalaría para la gestión del agua captada uno o varios tanques con un volumen total de 15.000 litros, con lo que el resumen de esta propuesta es el siguiente:
En la siguiente imagen se presentan parcialmente las instalaciones de la GREFA en el Monte de El Pilar de Majadahonda, Madrid.
2. Resumen de la propuesta
La disposición de 5 edificaciones capacitadas para captar agua de lluvia, con una superficie total de 900 m2, permite la gestión de los 303 m3/año captados. De estos se prevé destinar 74 m3/año para la reposición de agua para las charcas de batracios, 141 m3/año para la atención de los animales del centro, disponiendo finalmente para otros usos los 89 m3/año restantes, ya sea para urinarios e inodoros del centro, aplicaciones no consideradas a la fecha, o recarga de arroyos o acuíferos situados en la proximidad.
Respecto al total del consumo susceptible de ser abastecido con agua de lluvia, estos 74+141 = 215 m3/año representan el 67% del consumo previsto y que puede ser abastecido con el Sistema Lluvia. Los 106 m3/año extra necesarios serán aportados por agua de la red pública, o Sistema Red.
Respecto al total del consumo del centro, evaluado en 503 m3/año para todos los usos del agua, estos 215 m3/año representan el 43%. La parte no atendida con agua de lluvia la conforman los 106 m3/año anteriores que no han podido abastecerse técnicamente con el Sistema Lluvia, a lo que se suma otros 183 m3/año que tienen que provenir necesariamente de la red, lo que suman un total de 289 m3/año.
3. Justificación de la propuesta
Para el cálculo del comportamiento del sistema de captación de agua de lluvia se parte de los datos meteorológicos aportados por AEMET para la ciudad de Madrid, que indican que la lluvia anual es de 421 mm, y su correspondiente distribución por meses.
Respecto a los consumos previstos, se consideran los siguientes:
- Consumo que se puede abastecer con agua de lluvia:
- 500 litros/día para todos los días del año y para todos los usos relacionados con el riego, el abastecimiento a las distintas especies y la limpieza de los recintos
- Este consumo se refuerza con 150 litros/día en marzo y noviembre, 200 litros/día en abril y octubre, 250 litros/día en mayo y septiembre, y 300 litros/día en junio, julio y agosto.
- Para la reposición de las charcas de batracios se propone disponer 2 días/semana los meses de enero, febrero, marzo, noviembre y diciembre, de 100 litros/día para cada una de las 4 charcas; serán 3 días a la semana en los meses de abril y octubre; 4 días a la semana los meses de mayo y septiembre; y 6 días a la semana los meses de junio, julio y agosto.
- Consumo que no se puede abastecer con agua de lluvia:
- Para el consumo de agua humano y otros usos que no se pueden sustituir con agua de lluvia se propone disponer de 525 litros/día para cada día del año.
El resumen de los consumos indicados es el siguiente para cada mes del año:
A partir de la propuesta de gestionar los recursos del agua de lluvia con un tanque de 15.000 litros, o su equivalente en tanques distribuidos por el recinto, se puede disponer del siguiente recurso del agua de lluvia:
De la adecuada gestión de esta instalación se deduce que el 43% de todos los consumos previstos tendrá su origen en el agua de lluvia, y el 57% en el agua de red. Referido exclusivamente al agua susceptible de ser sustituida por el agua de lluvia, estos valores se elevan hasta el 67%. No obstante la captación de agua de lluvia es mayor de la consumida, dada la disparidad entre los tiempos de captación y de consumo, y de la limitación en el volumen del tanque de almacenamiento. De esta forma de los 303 m3/año captados, se destinan a los usos previstos 215 m3/año, o el 71% de lo captado. El resto, 89 m3/año, quedan para otros usos no considerados hasta ahora. Esta solución circular de la utilización del agua de lluvia permite la aplicación continuada del recurso hídrico y devolver a la tierra lo que en origen le corresponde. Y esto sin rechazar la posibilidad de gestionar el agua de lluvia captada en exceso cuando se produzca, lo que resulta en sí mismo un bien material a considerar. La siguiente representación muestra el sistema propuesto para el ciclo del agua captada:
4. Gestión del agua de lluvia
Se parte del conocimiento de los datos meteorológicos de la ciudad de Madrid, de los que se utilizan la media disponible de los mm/mes de lluvia (o litros por metro cuadrado de cubierta que se pueden captar), el nº de días que de media llueve cada mes, así como los 900 m2 de superficie captadora. Las variables son el volumen del tanque, considerando adecuado uno de 15.000 litros, así como la previsión de consumo ya indicada.
Las gráficas que se adjuntan muestran el comportamiento mensual del sistema en las condiciones indicadas y en lo que respecta a la parte prevista que se abastezca del agua de lluvia:
En este régimen de gestión del agua, al llenarse el tanque en algún momento sin haber consumo, se producen excedentes de agua no consumida. El total excedente en un año es de 88,5 m3 que pueden ser destinados a otros usos, sin rechazar la recarga de acuíferos.
Como es lógico, la adecuada gestión del Sistema Lluvia permitirá que el agua de lluvia captada se destine al mejor uso en cada caso y en cada mes del año, con lo que los excedentes podrían no producirse.
5. Comportamiento en años meteorológicamente distintos
Recordamos que uno de los puntos de partida es el conocimiento estadístico de la meteorología de la ciudad de Madrid. Dado que las lluvias reales pueden verse afectadas por variaciones, se desea conocer cuál sería el comportamiento del sistema 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 199 m3/año, aportando el 62 % del total del volumen previsto abastecer con agua de lluvia. La gestión del sistema en años muy húmedos, con lluvias un 25% por encima de lo normal, permite disponer de un mínimo de 223 m3/año, aportando el 70%. En el año de lluvia tipo, la aportación de la lluvia es del 67% de las necesidades de lluvia previstas, o el 43% de las totales del centro.
La siguiente gráfica que se adjunta indica el comportamiento del Sistema Lluvia y la cantidad aprovechable de agua de lluvia al variar el volumen del tanque. Se parte de un tanque 5.000 litros al que se le incrementan gradualmente 1.000 litros más hasta llegar a los 20.000 litros. Las precipitaciones son las de un año tipo. Esta gráfica permite seleccionar el tamaño del tanque más adecuado.
Como se aprecia, a partir de disponer de un volumen de tanque de 15 m3, la gráfica tiende a la horizontalidad, con lo que el rendimiento obtenido al ampliar el volumen del tanque no aumenta proporcionalmente. A los efectos de este proyecto se considera que el volumen de 15 m3 es el adecuado para el caso de estudio.
6. Edad del agua
La edad del agua en el tanque depende de las mismas variables que el resto del sistema, y son el aporte periódico de volúmenes originados por la lluvia, y su salida motivado por el consumo. En medio está el tanque que retiene estas aguas y la mezcla con agua de la red para garantizar que siempre haya una reserva cuando falta la lluvia. Por lo tanto la edad del agua se refiere a la del conjunto de volúmenes que han entrado en el tanque por ambos orígenes. En los meses en los que la lluvia supera al consumo, el agua permanece en el tanque más tiempo; ocurre lo contrario en los meses en los que la lluvia es escasa y no equilibra el consumo previsto, con lo que cada día entra agua de la red para atender al consumo, agua que permanece poco tiempo almacenada.
De esta forma la edad media del agua en el tanque es de 13 días en los meses de invierno, mientras que es de 3 días en los meses de verano; la edad promedio del agua para todo el año es de 9 días. Los datos calculados son estos:
Este dato de la edad media del agua almacenada se ha calculado prorrateando los distintos aportes de cada día a partir del día 1º de cada mes. Téngase en consideración que en el mes de enero el día 30º todavía queda un 26% del agua que entró el día 1º, mientras que en agosto el día 14º este valor es de 0%. En el sistema de cálculo empleado, las lluvias tienen lugar los primeros días del mes con una determinada cadencia.
7. Conclusiones finales
El presente informe, realizado para conocer las posibilidades reales de aprovechamiento de agua de lluvia, forma parte de un proyecto de estudio para determinar los márgenes en los que el agua de lluvia puede formar parte del consumo humano. Con este proyecto se desea ampliar el conocimiento para incorporar el agua de lluvia a nuestra vida cotidiana, a partir del estudio de casos reales.
El aquí expuesto cumple esta condición, por lo que las conclusiones que se obtienen están justificadas. La herramienta aplicada, de creación propia, permite equilibrar las principales variables del problema, y que son:
- régimen de lluvias mensual para cualquier punto geográfico, y nº de días de lluvia cada mes
- superficie de captación de agua de lluvia disponible
- volumen del tanque de almacenamiento
- rango de consumos
El equilibrio de estos valores, para todos los días del año, permite conocer las posibilidades de utilización del agua de lluvia, las necesidades de refuerzo con aportaciones tradicionales, los excedentes captados y no utilizados, el régimen de comportamiento del tanque de almacenamiento, el ahorro anual de agua en m3 y en coste económico, los costes de energía en los que se podría incurrir y una aproximación a la amortización de las instalaciones, entre otros valores. Igualmente el método de cálculo permite conocer cómo se comportaría el sistema diseñado en años de lluvias distintas a lo previsto, o si varían los consumos. Se trata de una herramienta flexible y adaptable a cada caso que propone soluciones razonables, permitiendo el conocimiento del comportamiento del sistema diseñado cuando cambian las distintas variables. Los consumo se pueden aportar en litros/habitante/día para una población fija y otra distinta dotación para una población variable, o en m3/mes ajustados para cada mes del año; igualmente se puede personalizar el consumo en litros/día de forma específica para cada día del año por separado.
Desde este foro dedicado al agua de lluvia se propone el estudio de otros casos reales similares o no a este, ya sean públicos o privados, y en los que el agua de lluvia pueda destinarse a alguno de los usos como: riego de parques y jardines, riego de zonas deportivas, riego de viveros, llenado de piscinas con las condiciones de tratamiento del agua que convenga, baldeo de calles, limpieza de contenedores, limpieza de zonas comunes y de garajes, consumo para animales, recarga de pozos y acuíferos, obras, limpieza de maquinaria, aportes o cesión de agua para otros consumidores…
Si el lector dispone de un caso de estudio que ayude a aportar conocimiento, este método de cálculo se puede aplicar sin ninguna limitación y sin contraprestaciones, por lo que se le invita a contactar con el autor.
Más información sobre casos similares evaluados por el autor pueden consultarse en la revista digital iAgua, en el blog de Carlos del Álamo.
