Un Centro de Ocio de Madrid propone captar agua de lluvia para ahorrar el 30% del agua de riego

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  • Centro Ocio Madrid propone captar agua lluvia ahorrar 30% agua riego

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.
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1. INTRODUCCIÓN

Un importante Centro de Ocio instalado en las proximidades de la ciudad de Madrid se propone evaluar las posibilidades reales de aprovechamiento de agua de lluvia para atender a los requerimientos de agua no potable para el riego.

La grave sequía que asola España ha motivado aún más avanzar en la exploración de los usos posibles del agua de lluvia con el objetivo de incluir estos aportes en los consumos públicos y privados y, por extensión, en los hábitos de consumo de la población. Con este estudio se da luz a un tipo de abastecimiento que llama a la puerta para hacer su aportación como un elemento más en el nuevo horizonte de la gestión del agua de consumo humano.

Al respecto, este gran Centro de Ocio se propone concretar las posibilidades de utilizar hasta los 22.600 m2 de superficie captadora disponible de las cubiertas, con lo que el máximo de agua de lluvia captada sería de 7.500 m3/año, y que se prevé destinarla para los siguientes usos:

  • Riego de jardines y espacios verdes
  • Limpieza y baldeo de los paseos.
  • Abastecimiento de las fuentes ornamentales.
  • Finalmente, los caudales excedentes y no consumidos, se evalúa que se puedan destinar para otros usos internos o externos a este Centro de Ocio, con lo que se abre una posibilidad de colaborar con otros organismos públicos o privados ampliando el potencial ecológico de la instalación.

De forma complementaria y para la gestión de estos objetivos, se instalaría un tanque de almacenamiento. La instalación concreta propuesta, a partir del aprovechamiento de 15.000 m2 de cubierta y de la construcción de un tanque de 250 m3, permite un ahorro en el riego de 3.705 m3/año, que al precio actual tiene un coste de 8.253 Eur/año, además de liberar para otros usos 1.347 m3/año de agua de lluvia.

2. RESUMEN DE LA PROPUESTA

La instalación propuesta en el Centro de Ocio evaluará el amplio abanico de posibilidades existentes a partir del binomio superficie captadora-volumen del tanque de almacenamiento. Como ejemplo, y partiendo de una superficie de 5.000 m2 y un tanque de 20.000 litros, se pueden utilizar en el riego 995 m3/año, lo que representa el 8,1% del consumo en riego previsto. En el otro extremo una superficie de 22.500 m2 y un tanque de 360 m3, permite disponer para el riego de 4.609 m3/año, lo que representa el 37,6% del consumo que puede ser sustituido por agua de lluvia. En el presente informe se determinará con más detalle las posibles soluciones. Como ejemplo, se facilitarán datos más extensos para una solución concreta, como es la que se obtiene de disponer una superficie de 15.000 m2 que, con un tanque de 250 m3, permite aplicar 3.705 m3 o el 30% del volumen anual necesario para el riego.

3. CÓMO ES ESTE CENTRO DE OCIO

Se trata de una extensa zona de 80.000 m2 situada en las proximidades de Madrid. Su contenido está dedicado al consumo de ocio familiar en todo el rango de edades, en un amplio horario y todos los días del año. Dispone desde cines (más de 20 salas), restaurantes, áreas infantiles, zonas de ocio, gimnasio, tiendas, etc. La magnitud de este proyecto se aprecia si se indica que tiene 2.000 plazas de aparcamiento.

4. EL USO Y EL CONSUMO DEL AGUA

Se dispone de información sobre el consumo del agua de la parte pública del Centro de Ocio, no formando parte de este estudio el consumo privado de cada uno 70 negocios que lo conforman. Debe indicarse que el uso del agua está especialmente destinado al mantenimiento de zonas verdes conformadas en pequeños espacios de jardines con vegetación muy controlada de gran impacto visual y poco consumo. Las superficies verdes están protegidas contra la evaporación y la erosión y prácticamente no hay zonas de césped. Fuera de las zonas ajardinadas hay una gran variedad de especies vegetales en alcorques, maceteros y jardineras. La forma de riego es el goteo controlado.

Aparte de este consumo, se dispone de fuentes ornamentales que tienen unas dimensiones adecuadas para evitar el chapoteo y evaporación; otra parte del consumo está destinada a los aseos públicos.

Se dispone de datos continuados desde noviembre de 2002 hasta septiembre de 2017, lo que facilita un conocimiento muy detallado de los hábitos de consumo. Este extenso calendario de 178 meses continuados, casi 15 años, indica lo siguiente para el total del periodo registrado, y en particular para los dos últimos años:

Un análisis más detallado de la evolución de los consumos se aprecia en la gráfica multianual:

Como se aprecia en la siguiente tabla, los consumos evolucionan a la baja, con un repunte en 2015 que se ha acentuado en 2017 previsiblemente a causa de la actual sequía:

La gráfica de los consumos anuales totales, es la siguiente:

5. EL CONSUMO DESTINADO AL RIEGO

En este apartado se propone determinar la parte del consumo de agua dedicada al riego y por lo tanto susceptible de ser sustituida o completada con agua de lluvia. Para ello se han considerado los consumos de los meses de invierno, deduciendo la parte que le correspondería al riego, que es cuando tiene un peso menor. El análisis de los datos disponibles lleva a deducir que el consumo de riego y el consumo para el resto de los usos comunes, se encuentra como media anual en el entorno del 85%-15%, con una distribución para un año medio del tipo:

De forma gráfica:

En resumen, en un año medio, según el histórico de datos disponibles se consumen unos 14.500 m3, de los que unos 12.300 m3 corresponderían al riego. Del total de la factura anual de algo más de 32.000 euros, unos 27.300 euros corresponden igualmente al riego. El objetivo de esta propuesta está dedicado, por lo tanto, a minorar ese valor tanto en el recurso agua como económicamente. La solución circular que se propone parte de la captación de agua de lluvia, su almacenamiento, su consumo especialmente en el riego, y la disposición de volúmenes excedentes para otros usos.

6. 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, y del consumo anual conocido para riego. Las variables son:

  • La superficie de cubierta finalmente aplicada a la captación de agua de lluvia
  • El volumen del tanque de almacenamiento

Los datos finales obtenidos, son:

  • “A”, los m3 de agua de lluvia captados
  • “B”, los m3 de agua de lluvia aplicada al riego y, en consecuencia, “C”, los m3 de agua disponibles para usos excedentarios cada año (A=B+C).

7. AMBITO DE SOLUCIONES

Las posibilidades de solución para este problema complejo son varias. Lo más ilustrativo es exponer cuánta agua se puede aprovechar para cada superficie de cubierta y para cada volumen del tanque, empezando por superficies y tanques pequeños. Por ejemplo, y para 7.500 m2 de cubierta y con un tanque de 160 m3 se puede aplicar al riego 2.377 m3/año, lo que representa el 19,4% del consumo en riego.

Para soluciones de mediano tamaño se puede llegar al 30,0% de aportación, si se dispone de una superficie de 15.000 m2 y un tanque de 240 m3. En este caso se aportan 3.675 m3/año.

Para soluciones de grandes dimensiones, y utilizando toda la superficie disponible, que son unos 22.500 m2, y con un tanque de 360 m3, se pueden aplicar al riego 4.609 m3/año, alcanzado un 37,6% de su consumo.

A partir de estos valores la superficie de captación no puede ser mayor, pero si el volumen del tanque, aumentando gradualmente el rendimiento hidráulico de la instalación. Por ejemplo con 500 m3 se alcanzaría un aporte de 4.981 m3/año, o el 40,6%, y con 1000 m3 se dispondría de 5.481 m3/año, o el 44,7% de las necesidades de riego.

8. SOLUCIÓN ELEGIDA: 15.000 M2 Y 250 M3

Para desarrollar un escenario concreto elegimos una posible solución técnica, que ha de ser consensuada con los gestores de esta instalación, ya que aspectos como las obras necesarias, el espacio disponible para el tanque, la utilización de las cubiertas y, por supuesto, las inversiones a realizar, son determinantes. A los efectos de conocer como se comportará el sistema diseñado se elige una solución concreta consistente en aplicar una superficie de 15.000 m2 y construir un tanque de 250 m3. Los resultados obtenidos son:

Las gráficas que se adjuntan indican el comportamiento mensual del sistema de riego y los aportes previstos:

El resumen del aprovechamiento de agua en el año medio, es el siguiente:

En este régimen de gestión del agua, al llenarse el tanque sin haber consumo durante algunos días del año, y particularmente en la época de lluvias, se producen excedentes de agua no consumida. El total en un año, es el siguiente:

Como resumen final, se dispone de 1.347 m3/año de agua de lluvia que no será consumida en el actual escenario y por lo tanto se puede destinar para otros usos. Los caudales disponibles cada mes, son estos:

Como es lógico, la adecuada gestión del sistema de riego 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 podrán reducirse.

9. COMPORTAMIENTO EN AÑOS METEOROLÓGICAMENTE DISTINTOS, O CON CONSUMOS MAYORES A LOS PREVISTOS

Recordemos 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 las posibilidades de aportar al consumo agua de lluvia, 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 la misma instalación propuesta (15.000 m2/ 250 m3), permite el aprovechamiento efectivo de 3.212 m3/año, o el 26,2% del consumo previsto. En años más lluviosos se logra el aprovechamiento de 3.976 m3/año o el 32,4% de lo previsto.

A la pregunta de si se puede consumir más agua de los 12.268 m3/año previstos, con la misma instalación, la respuesta es que sí. En el consumo indicado el sistema de lluvia aporta 3.705 m3/año, que se elevan 3.799 m3/año para un consumo total de 13.000 m3/año, y a 3.905 m3/año par un consumo total de 14.000 m3/año. Por lo tanto el comportamiento del sistema se adecua gradualmente a los volúmenes solicitados, dentro de unos márgenes.

10. CONCLUSIONES FINALES

El presente informe, realizado para conocer las posibilidades 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 estudio, y que son:

  • régimen de lluvias mensual para cualquier punto geográfico, y nº de días de lluvia de 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 valor económico, los costos 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 lluvia distintos a lo previsto, o si varían los consumos.

Se trata de una herramienta flexible y adaptable a cada caso que propone soluciones razonables así como adentrarse en el conocimiento del comportamiento del sistema diseñado cuando cambian las distintas variables. Los consumos se pueden aportar en litros/habitante/día para una población fija, y otros distintos 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 que se necesiten como, por ejemplo para el 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 dispone de un caso de estudio que ayude a aportar conocimiento, este método de cálculo se puede aplicar sin ninguna limitación y sin compromisos 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.

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