Factibilidad económica para la implementación de sistemas de ahor

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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2017 
Factibilidad económica para la implementación de sistemas de Factibilidad económica para la implementación de sistemas de 
ahorro de agua potable a partir de la recirculación de aguas ahorro de agua potable a partir de la recirculación de aguas 
lluvias y aguas grises en casas construidas en estratos 4, 5 y 6 en lluvias y aguas grises en casas construidas en estratos 4, 5 y 6 en 
la ciudad de Bogotá la ciudad de Bogotá 
Diego Andrés Martinez Gutiérrez 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Giovanny Alberto Saenz Lozano 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Martinez Gutiérrez, D. A., & Saenz Lozano, G. A. (2017). Factibilidad económica para la implementación de 
sistemas de ahorro de agua potable a partir de la recirculación de aguas lluvias y aguas grises en casas 
construidas en estratos 4, 5 y 6 en la ciudad de Bogotá. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/
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i 
 
 
 
FACTIBILIDAD ECONÓMICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS 
DE AHORRO DE AGUA POTABLE A PARTIR DE LA RECIRCULACIÓN DE 
AGUAS LLUVIAS Y AGUAS GRISES EN CASAS CONSTRUIDAS EN ESTRATOS 
4, 5 Y 6 EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ 
 
 
 
 
 
DIEGO ANDRÉS MARTINEZ GUTIÉRREZ 
GIOVANNY ALBERTO SAENZ LOZANO 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2017 
ii 
 
 
 
FACTIBILIDAD ECONÓMICA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS 
DE AHORRO DE AGUA POTABLE A PARTIR DE LA RECIRCULACIÓN DE 
AGUAS LLUVIAS Y AGUAS GRISES EN CASAS CONSTRUIDAS EN ESTRATOS 
4, 5 Y 6 EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de 
Ingeniero Civil 
 
 
DIEGO ANDRÉS MARTINEZ GUTIÉRREZ 
GIOVANNY ALBERTO SAENZ LOZANO 
 
 
Director temático: 
MSC. INGENIERA SANDRA LILIANA URIBE CELIS 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2017 
iii 
 
Nota de Aceptación 
 
_________________________________ 
 
_________________________________ 
 
_________________________________ 
 
Director 
________________________________ 
 
Jurado 
________________________________ 
 
Jurado 
________________________________ 
 
iv 
 
Dedicatoria 
Dedicatoria, Diego Andrés Martínez Gutiérrez 
A Dios 
Por haberme permitido llegar a este punto crucial de mi vida con salud y sabiduría, lleno 
de esperanzas y nuevas perspectivas frente al mundo. Gracias por tantas bendiciones 
recibidas a lo largo de este recorrido, con circunstancias fuertes por instantes, pero 
siempre me diste la fuerza necesaria para superar los innumerables obstáculos que ya son 
anécdota de mi paso por la academia. 
A mi madre Rosa: 
Por su amor infinito en todas las circunstancias difíciles, sus consejos, su ejemplo de 
perseverancia y valentía, su entrega incondicional por verme realizado, llena de ferviente 
amor de madre que siempre llevé conmigo y lo más importante para mí, su oración diaria 
llena de fe en que siempre tuviera días de éxito, con tranquilidad y prudencia. 
A mi padre Luis: 
Mi ejemplo a seguir como ser humano y como hombre, su cariño, sus consejos sabios, su 
paz cuando más necesitaba de orientación, por su tranquilidad y su entrega infinita como 
padre que quiso ver su hijo profesional. 
 
Dedicatoria, Giovanny Alberto Saenz Lozano 
Dedico esta tesis en primera instancia a mi madre, por su esfuerzo, sacrificio, cariño y 
consejos, ya que muchos de mis logros se los debo a ella entre los cuales se incluye este. 
A mi abuelita Ana, quien con sus palabras, consejos y alientos en momento difíciles no me 
dejaban decaer para que siguiera adelante. 
A mi tía Gilma y mi primo Andres, quienes, con sus preocupaciones y ayuda, me ayudaron 
a cumplir muchas de mis metas. 
A mi hermano camilo, que, con su inocencia y efusividad, me alegra en etapas difíciles. 
A mis familiares, por su apoyo en todo momento, por sus consejos, sus valores, por la 
motivación constante, pero más que nada, por su amor. 
Finalmente, a mis amigos, por permitirme aprender más de la vida. 
v 
 
Agradecimientos 
Nos complace agradecer a todas aquellas personas que contribuyeron a la realización de este 
trabajo de investigación. A la ingeniera SANDRA LILIANA URIBE CELIS, nuestra 
directora, por su entrega y buena disposición en todo momento en la realización de la tesis, 
por su conocimiento, su orientación, apoyo moral guía en momentos de dificultad, por su fe 
en este equipo de trabajo. A los ingenieros EDDER ALEXANDER VELANDIA, LUIS 
EFREN AYALA ROJAS Y ALEJANDRO FRANCO, por su orientación en temas de índole 
hidráulico. Al ingeniero ALVARO RODRIGUEZ, por sus conocimientos, consejos y 
orientación en aspectos decisivos del trabajo. Agradecemos en general a todas aquellas 
personas que nos brindaron un minuto de su tiempo contribuyendo a la feliz realización de 
este aporte al conocimiento ingenieril, que como equipo de investigación nos llena de alegría 
saber, que tanto esfuerzo realizado promulgará una mejor calidad de vida a la sociedad, que 
en últimas son nuestra motivación por seguir adelante. 
 
 
 
 
 
 
 
vi 
 
Tabla de contenido 
Glosario .................................................................................................................................. xvi 
Resumen ................................................................................................................................. xxi 
Abstract ................................................................................................................................. xxii 
Introducción ......................................................................................................................... xxiii 
Capítulo I. ................................................................................................................................. 1 
1. Justificación .......................................................................................................................... 1 
1.1. Descripción del Problema:........................................................................................... 3 
1.1.1. Delimitación del proyecto .................................................................................... 5 
1.2. Formulación del problema ........................................................................................... 6 
1.3. Formulación de objetivos ............................................................................................ 7 
1.3.1.Objetivo general ................................................................................................... 7 
1.3.2. Objetivos específicos ............................................................................................ 7 
1.4. Marco legal .................................................................................................................. 8 
1.5. Estado de arte............................................................................................................. 11 
1.5.1. Sistema de recirculación de aguas lluvias .......................................................... 13 
1.5.2. Calidad de las aguas lluvias ................................................................................ 23 
vii 
 
Capítulo II. .............................................................................................................................. 26 
2. Diseño metodológico, formulación de encuestas, análisis de oferta-demanda y localización 
casa objeto de estudio ............................................................................................................. 26 
2.1. Diseño metodológico ................................................................................................. 26 
2.1.1. Hipótesis ............................................................................................................. 28 
2.1.2. Instrumentos ....................................................................................................... 29 
2.2. formulación de encuestas........................................................................................... 29 
2.2.1. Cálculo de la muestra representativa correcta para el proceso de validación de la 
información ................................................................................................................... 31 
2.2.2. Formato técnico de la encuesta ........................................................................... 33 
2.2.3. Resultados de la encuesta en las tres encuestas .................................................. 36 
2.2.3.1. Estrato 4 ....................................................................................................... 36 
2.2.3.2. Estrato 5 ....................................................................................................... 41 
2.2.3.3. Estrato 6 ....................................................................................................... 46 
2.2.4. Análisis de la encuesta ........................................................................................ 51 
2.3. Análisis de oferta-demanda ....................................................................................... 52 
2.3.1. Oferta .................................................................................................................. 52 
viii 
 
2.3.2. Demanda ............................................................................................................. 52 
2.4. localización casa objeto de estudio ............................................................................ 55 
2.4.1. Características de la zona ................................................................................... 55 
Capítulo III. ............................................................................................................................. 59 
3. Cálculo para los sistemas de recirculación ......................................................................... 59 
3.1. Recopilación de la información de consumo de agua potable en la vivienda objeto 
estudio de caso. ................................................................................................................. 59 
3.2. Antecedentes de precipitación de la zona y oferta-demanda de agua en la vivienda 
estudio de caso .................................................................................................................. 61 
3.2.1. Determinación de la precipitación ...................................................................... 61 
3.2.2. Demanda de agua en la vivienda estudio de caso ............................................... 63 
3.2.3. Oferta de agua en la vivienda estudio de caso .................................................... 68 
3.3. Determinación del volumen de almacenamiento del tanque en función de la 
precipitación ..................................................................................................................... 68 
3.4. Diseño de la trampa de grasas ................................................................................... 70 
3.4.1. Características de la trampa de grasas ................................................................ 73 
3.5. Diseño del filtro ......................................................................................................... 75 
ix 
 
3.6. Diseño del sistema de agua lluvia.............................................................................. 76 
3.6.1. Calculo de caudal de agua lluvia ........................................................................ 76 
3.6.1.1. Coeficiente de impermeabilidad o escorrentía ............................................ 77 
3.6.1.2. Intensidad de precipitación .......................................................................... 79 
3.6.1.2.1. Curva IDF ............................................................................................. 79 
3.6.1.3. Área de captación ........................................................................................ 81 
3.7. Tanque de almacenamiento ....................................................................................... 83 
3.8. Red de distribución .................................................................................................... 85 
3.8.1. Calculo de caudal................................................................................................ 85 
3.8.2. Sistema de bombeo ............................................................................................. 86 
3.8.2.1. Calculo de la tubería de succión .................................................................. 87 
3.8.2.1.1. Calculo de tubería de impulsión ........................................................... 89 
3.8.2.2. Cabeza dinámica del sistema ....................................................................... 89 
3.8.2.2.1. Cabeza dinámica de succión ................................................................. 90 
3.8.2.2.2. Perdida de carga unitaria en succión .................................................... 91 
3.8.2.2.3. Perdidas por fricción en la succión ....................................................... 91 
3.8.2.2.4. Perdidas por accesorios en la succión .................................................. 92 
x 
 
3.8.2.2.5. Sumergencia ......................................................................................... 93 
3.8.2.2.6. Cabeza dinámica de impulsión ............................................................. 93 
3.8.2.2.7. Perdidas de carga unitaria en impulsión ............................................... 94 
3.8.2.2.8. Perdidas por fricción en la impulsión ................................................... 94 
3.8.2.2.9. Perdida por accesorios en la impulsión ................................................ 94 
3.9. Potencia de la bomba ................................................................................................. 94 
Capítulo IV.............................................................................................................................. 96 
4. Estudio de factibilidad ........................................................................................................ 96 
4.1. Estudio funcional ....................................................................................................... 96 
4.2. Presupuesto técnico ...................................................................................................97 
4.2.1. Alternativa 1 ..................................................................................................... 100 
4.2.2. Alternativa 2 ..................................................................................................... 100 
4.2.3. Alternativa 3 ..................................................................................................... 101 
4.2.4. Alternativa 4 ..................................................................................................... 102 
4.2.5. Alternativa 5 ..................................................................................................... 102 
4.2.6. Alternativa 6 ..................................................................................................... 103 
4.3. Análisis económico ................................................................................................. 104 
xi 
 
4.3.1. Costo de las alternativas ................................................................................... 108 
4.4. Análisis financiero ................................................................................................... 109 
4.4.1. Información bancaria ........................................................................................ 109 
4.4.2. Valores históricos del índice del precio al consumidor (IPC) .......................... 110 
4.5. Ahorro respecto al consumo de agua potable .......................................................... 111 
4.6. Indicadores financieros ............................................................................................ 111 
4.7. Cuantificación de los costos de las alternativas propuestas .................................... 113 
4.7.1. Consolidado 1. Pago de contado ...................................................................... 113 
4.7.2. Consolidado 2. Pago de contado ...................................................................... 114 
4.7.3. Consolidado 3. Pago de contado ...................................................................... 114 
4.7.4. Consolidado 4. Pago financiado ....................................................................... 115 
4.7.5. Consolidado 5. Pago financiado ....................................................................... 116 
4.7.6. Consolidado 6. Pago financiado ....................................................................... 116 
Conclusiones ......................................................................................................................... 118 
Recomendaciones ................................................................................................................. 122 
Bibliografía ........................................................................................................................... 123 
Anexos .................................................................................................................................. 130 
xii 
 
Lista de tablas 
Tabla 1. Descripción de normas aplicables a construcción sostenible ................................... 8 
Tabla 2 Resultados del cálculo del tamaño de la muestra .................................................... 33 
Tabla 3. Viviendas por estrato socio económico de la ciudad de Bogotá ............................ 54 
Tabla 4. Información Complementaria del Barrio Prado Veraniego Sur. ............................ 56 
Tabla 5 Período de consumo en la vivienda objeto de estudio ............................................. 60 
Tabla 6 Promedio por período del consumo en la vivienda. ................................................ 60 
Tabla 7 Precipitación promedio mensual del mes “i” de todos los años evaluados. (mm/mes)
 .............................................................................................................................................. 62 
Tabla 8. Volumen de tanque de almacenamiento (opción 3-4) en función de la oferta y 
demanda ................................................................................................................................ 65 
Tabla 9. Volumen de tanque de almacenamiento (opción 1-2) en función de la oferta y 
demanda ................................................................................................................................ 66 
Tabla 10. Volumen de tanque de almacenamiento (opción 5-6) en función de la oferta y 
demanda ................................................................................................................................ 67 
Tabla 11. Volumen de tanque de almacenamiento (opción 1-2-5-6) en función de la oferta y 
demanda ................................................................................................................................ 67 
Tabla 12. Volumen de almacenamiento antejardín .............................................................. 69 
xiii 
 
Tabla 13. Volumen de almacenamiento jardín posterior ...................................................... 69 
Tabla 14 Unidades de gasto de los aparatos sanitarios que descargan a la trampa de grasa.71 
Tabla 15. Dimensiones trampa de grasa ............................................................................... 74 
Tabla 16. Coeficientes de impermeabilidad ......................................................................... 78 
Tabla 17. Calculo caudal ...................................................................................................... 82 
Tabla 18. Calculo tanque de almacenamiento ...................................................................... 84 
Tabla 19. Unidades de consumo por aparato sanitario ......................................................... 85 
Tabla 20. Caudal máximo de diseño .................................................................................... 86 
Tabla 21. Velocidad máxima aceptable en la tubería de succión, según el diámetro .......... 88 
Tabla 22. Red de bombeo. .................................................................................................... 95 
Tabla 23 Opción 1: Agua lluvia con panel solar ................................................................ 100 
Tabla 24: Opción 2: Agua lluvia sin panel solar ................................................................ 101 
Tabla 25: Opción 3. Aguas grises parciales con panel solar .............................................. 101 
Tabla 26 Opción 4. Aguas grises parciales sin panel solar ................................................ 102 
Tabla 27 Opción 5: Aguas grises parciales y aguas lluvia con panel solar ........................ 103 
Tabla 28. Opción 6: Aguas grises parciales y aguas lluvia sin panel solar ........................ 103 
Tabla 29 Aportes solidarios de estratos 5 y 6 de acueducto ............................................... 104 
xiv 
 
Tabla 30 Aportes solidarios de alcantarillado de estratos 5 y 6 ......................................... 105 
Tabla 31. Estructura tarifaria para los suscriptores atendidos en Bogotá D. C, por la empresa 
de acueducto. ...................................................................................................................... 106 
Tabla 32. Estructura tarifaria para los suscriptores atendidos en Bogotá D. C, por la empresa 
de acueducto, Alcantarillado .............................................................................................. 106 
Tabla 33 Valor bimensual del acueducto y alcantarillado por estratos .............................. 107 
Tabla 34. Resumen con respecto al porcentaje de incidencia ............................................ 108 
Tabla 35 Costo de implementar los sistemas con respecto al área de las viviendas .......... 108 
Tabla 36 Información Bancaria .......................................................................................... 109 
Tabla 37. Índice del precio al consumidor (IPC) desde el año 2002 .................................. 110Tabla 38. Índices del precio al consumidor ........................................................................ 110 
Tabla 39.Información por dimensión del tanque, Volumen de agua ahorrada y su costo 
aproximado en el acueducto ............................................................................................... 111 
 
 
 
 
xv 
 
Lista de ilustraciones 
Ilustración 1 Zona de estudio estrato 4 (Barrio Mandalay) .................................................. 30 
Ilustración 2 Zona de estudio estrato 5 (Barrio Prado Veraniego) ....................................... 30 
Ilustración 3 Zona de estudio estrato 6 (Barrio Santa Bárbara Alto) ................................... 31 
Ilustración 4. Ubicación Zona Suba en Bogotá. ................................................................... 55 
Ilustración 5. Ubicación de la casa objeto de estudio. .......................................................... 57 
Ilustración 6. Detalle de la casa objeto de estudio. ............................................................... 58 
Ilustración 7. Grafica de la Precipitación promedio mensual ............................................... 63 
Ilustración 8. Curva IDF estación contador .......................................................................... 81 
 
 
 
 
 
 
 
 
xvi 
 
Glosario 
Estudio de Factibilidad 
El estudio de factibilidad es una herramienta que se utiliza para la toma de decisiones en la 
evaluación de un proyecto a ejecutar. En este se realiza una recopilación de información, un 
análisis de la información, por último, una evaluación con el propósito de identificar si la 
propuesta planteada es viable o no. 
Si un proyecto es factible, se piensa en diseñar un plan para su ejecución y de esa forma poner 
en marcha la elaboración de la idea, para así convertirla en una unidad productiva de un bien 
o servicio planteado, por ende, es esencial definir su rentabilidad. 
Factibilidad Económica 
La factibilidad económica determina el presupuesto de los costos, recursos técnicos, 
humanos y materiales para la implementación de un proyecto. En general se puede decir que 
la factibilidad económica muestra si la inversión realizada en un proyecto es justificada por 
las ganancias que generara. Además, esta ayuda a realizar el análisis costo-beneficio, con lo 
cual permite decidir si es factible desarrollar económicamente el proyecto. 
“La evaluación económica se define como la cuantificación y valoración de los cambios que 
los objetivos científico-técnicos y las hipótesis de trabajo pretenden introducir, lo que no es 
más que definir el efecto, beneficio neto o conveniencia económica de su realización.” 
(Collazo, 1995, p.8). 
 
xvii 
 
Estudio de mercado 
El objetivo principal del estudio de mercado es identificar si existe un número representativo 
de clientes que debido a ciertas circunstancias representan la demanda que justifican la puesta 
en marcha de un bien o servicio. 
Según Malhotra en su libro investigación de mercados y citado por Monar: 
“El estudio de mercado define la cuantía de la demanda e ingresos de operación, como los 
costos e inversiones implícitas. El estudio de mercado es más que el análisis y determinación de 
la oferta y demanda o de los precios del proyecto. Metodológicamente, tres son los aspectos que 
se deben estudiar: el consumidor y las demandas del mercado y del proyecto, la competencia y 
las ofertas del mercado y del proyecto y, la comercialización del producto.” (2011, p.19) 
Sistema de captación de agua lluvia 
Un sistema de captación de agua lluvia consiste en el aprovechamiento de las aguas lluvia 
como técnica o procedimiento que tiene como finalidad de forma conjunta o individual con 
otros sistemas implementados, aumentar la disposición de agua para uso doméstico, por 
medio de un sistema alterno al convencional en funcionamiento con el que cuenta un hogar 
tradicionalmente construido, que al ser mejoradas con la puesta en marcha de sistemas 
alternos como el de recirculación contribuye al mejoramiento y optimización de los espacios 
de una edificación, como son sus techos y azoteas. El agua pluvial es en teoría pura, debido 
a que contiene bajas concentraciones de contaminantes ya que no se manipula. (Huerta, 
Jiménez & Prado, 2011, p.10) 
 
 
xviii 
 
Energía Solar 
La principal fuente de energía con que cuenta la tierra es el sol. Sin su luz, sería imposible 
que se generara vida en nuestro planeta. El impacto que se genera al pensar en la posibilidad 
de utilizar la energía solar en forma controlada, ha desarrollado sistemas completos de 
transformación, almacenamiento y distribución. 
El interés general por la energía solar se ha acrecentado en los últimos años. Se trata de la 
más atractiva de las fuentes energéticas alternativas del futuro, no solo por ser limpia y gratuita, 
sino también por su abundancia y su carácter inagotable a escala humana. 
La energía del sol es eternamente renovable y fácilmente almacenable. La gran variedad de 
formas de almacenamiento y características particulares de cada una de ellas permiten su 
utilización con gran versatilidad, desde la pequeña escala de una granja hasta la interconexión 
con redes nacionales de energía eléctrica. (Luna, s.d). 
Este sistema es una fuente de energía que a través de la utilizacion de celdas fotovoltaicas 
convierte la energía producida por el Sol en energía eléctrica. Sus principales ventajas al 
incorporarse en una casa son: No consume combustible, no produce contaminacion, es 
silencioso, tiene una vida útil de mas de 20 años, es resistente a condiciones climáticas 
externas, no posee partes mecanicas y permite aumentar la potencia instalada mediante la 
incorporación de nuevos módulos. Sus principales componentes son: Paneles o módulos de 
celdas fotovoltaicas, soportes para su empleo, regulador de cargas de baterias, banco de 
baterias y el inversor de corriente, necesario para equipos eléctricos domésticos. 
 
 
 
xix 
 
5 Sistema Hidráulico (Manejo de Aguas Grises) 
Según Cristian Mauricio Espinal Velásquez y su equipo de trabajo, en su investigación en la 
Universidad Tecnológica de Pereira afirman: 
Es de vital importancia y necesario empezar a desarrollar sistemas o dispositivos 
que permitan preservar el agua, teniendo en cuenta que aun con el avance tecnológico 
que se tiene en estos días, todavía hay población que no puede acceder al servicio de 
agua potable en el lugar donde viven, y personas que por el contrario lo tienen y 
desperdician este líquido vital en grandes cantidades, por esto es tan importante 
concientizarse ya que el agua es un recurso no renovable, y por ende se debe comenzar 
a hacer un uso eficiente de esta para lograr un equilibrio entre el gasto y lo que realmente 
se necesita consumir. (Velasquez, Acosta, & Rojas, 2014). 
Es así, que para el tratamiento de aguas grises su implementación puede ser industrial y 
doméstica, en consecuencia, la diferencia entre estas dos opciones es la cantidad de agua que 
se puede tratar. Las aguas grises son aguas en el hogar sobrantes del proceso de bañeras, 
lavadoras, fregaderos, etc. A diferencia de las aguas negras, las aguas grises no contienen 
bacterias escherichia coli. 
Para poder tratar las aguas grises es necesario que la vivienda disponga de dos 
sistemas hidráulicos independientes: por un lado, el de las aguas grises, es decir, el de 
las aguas que proceden de los lavados, las duchas y baños, y por otro lado el resto de los 
desagües de la casa. Estas aguas son recogidas y enviadas al sistema de tratamiento de 
aguas grises, pasando por una serie de filtros y procedimientos, que permitirán tratar 
estas aguas. (2014, p.16). 
Después de realizar todos estos procedimientos, el agua tratada puede ser utilizada en 
diversos usos, a todos aquellos que no sea necesariamente obligatorio que sea agua potable, 
es decir, beber, cocinar lavar o tomaruna ducha. Por consiguiente, el tratamiento de dichas 
xx 
 
aguas resulta conveniente para la sociedad en general y para el medio ambiente. Algunos de 
los sistemas que se utilizan a nivel mundial son BRAC – Systems Central / Sur América es 
una empresa de Fuentes Calientes S.A. con sede en Costa Rica; GreyWaterNet y Soliclima 
en España. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xxi 
 
Resumen 
La investigación busca, por medio de sistemas de recirculación de aguas lluvias y aguas 
grises, disminuir el consumo de agua potable que se genera en casas construidas, haciendo 
que el volumen registrado disminuya y con ello el monto a pagar, puesto que las actividades 
como el lavado de ropa, aseo, descarga de inodoros y riego de jardines puede ser suplido por 
las aguas captadas de las lluvias y el último ciclo del lavado de ropa. Se comenzará con una 
recopilación de información sobre sistemas de ahorro de agua potable, como lo son la 
recirculación de aguas lluvias y aguas grises para vivienda, teniendo como referente principal 
la construcción sostenible “Green Building”. Seguido a esto se realizarán una serie de 
encuestas a usuarios que cumplan con las características que delimitan esta investigación 
como son: habitantes de casas ubicadas en la cuidad de Bogotá, en barrios de estrato 4, 5 y 
6, interesados en disminuir el valor de la factura del agua. Después de recopilar la 
información de los posibles “clientes”, se realizará un pre diseño de estos sistemas ofreciendo 
6 alternativas, las cuales están descritas en la factibilidad técnica de este informe, además de 
planos arquitectónicos e hidrosanitarios. Por último, se realizará la validación de los datos 
históricos de las facturas con las proyecciones futuras de consumo, creando varios escenarios 
económicos y, a partir de la simulación de ellos, facilitar la toma de decisiones basadas en el 
beneficio económico a futuro. 
 
 
 
 
 
xxii 
 
Abstract 
The research seeks, through systems of rain waters and gray waters recirculation, to diminish 
the consumption of drinkable water that is generated in constructed houses, doing that the 
registered volume diminishes and with it the amount to paying, since activities like the wash 
of clothes, bathroom, unload of waterclosets and irrigation of gardens can be replaced by it 
by the caught waters of the rains and the last cycle of wash of clothes. It will be begun by a 
summary of information about systems of saving of drinkable water, since they it are the 
water recirculation rains and gray waters for housing taking as a principal modal the 
sustainable construction "Green Building". Followed to this a series of surveys will be 
realized to users who expire with the characteristics that delimit this investigation they are: 
inhabitants of houses located in her take care of Bogota, in neighborhoods of stratum 4, 5 
and 6, interested in diminishing the value of the invoice of the water. After compiling the 
information of the possible "clients" a pre will realize design of these systems offering 6 
alternatives which are described in the technical feasibility of this report, besides architectural 
planes and hidrosanitary. Finally, there will be realized the validation of the historical 
information of the invoices by the future projections of consumption creating several 
economic scenes and from the simulation of them to facilitate the capture of decisions based 
on the economic benefit to future. 
 
 
 
xxiii 
 
Introducción 
La construcción sostenible implica la combinación de recursos y conocimientos en los 
diversos aspectos de la construcción, la ingeniería, la ciencia, la tecnología y la arquitectura, 
retomando los mejores avances de cada una de estas disciplinas con el objetivo de crear día 
tras día productos que contribuyan al cuidado y mejora de los recursos ambientales con los 
que todavía contamos, pero ¿Qué medios nos permiten a la sociedad contribuir con el cuidado 
y promoción de un mejor medio ambiente? Es aquí, donde se involucra las buenas prácticas 
de reciclaje de residuos sólidos, a través de su clasificación según el material del cual está 
hecho, pudiendo ser estos orgánicos o inorgánicos, como también la puesta en 
funcionamiento de pequeños sistemas de ahorro de agua potable en nuestros hogares, que 
permitirá la posterior recolección de aguas grises para ser reutilizada en otras actividades 
como lavado de ropa, en cisternas o incluso, el riego de jardines y pequeñas huertas presentes 
en ciertas casas; en fin, son múltiples las formas en las que, dentro de las viviendas o 
edificaciones, se puede ayudar al cuidado del medio ambiente y con ello, paralelo a esta 
buena acción, generar una retribución que se verá reflejada en la disminución del cobro en el 
servicio del agua; si se optase por la opción de paneles solares para la alimentación de energía 
en una casa, la retribución se vería representada en la disminución del costo de la energía 
eléctrica. 
Según Holcim Ecuador el concepto de construcción sostenible es el siguiente: 
La construcción sustentable constituye una manera de satisfacer las necesidades de 
vivienda e infraestructura del presente sin comprometer la capacidad de generaciones 
futuras para satisfacer sus propias necesidades en tiempos venideros. Lo anterior refleja, 
en pocas palabras, la definición del Programa de las Naciones Unidas para el Medio 
xxiv 
 
Ambiente (PNUMA) de la construcción sustentable como "una manera de la industria 
de la construcción de actuar hacia el logro del desarrollo sostenible, tomando en cuenta 
aspectos medio ambientales, socioeconómicos y culturales. Específicamente, implica 
cuestiones tales como diseño y administración de edificaciones, construcción y 
rendimiento de materiales y uso de recursos - todas, dentro de la órbita más amplia del 
desarrollo y la gestión urbanos". (Holcim Ecuador, 2016). 
Teniendo en cuenta que es la ingeniería civil, aquella disciplina que se faculta para la 
implementación de cualquier sistema que permita la reversión de tantos efectos negativos al 
ambiente, la construcción sostenible es aquella que lleva a la realidad todos estos propósitos, 
bajo el cumplimiento satisfactorio de aspectos socioeconómicos, legales, financieros y 
demás, aplicados en el diseño, la construcción en cuanto a los métodos constructivos propios 
de la buena praxis de una ingeniería vista al futuro e inclusive los materiales utilizados, al ser 
considerados desde el punto de vista ambiental. 
Ahora, específicamente hablando de lo que comprende este trabajo de investigación, los 
sistemas de ahorro de agua potable son dispositivos estratégicamente ubicados, que en su 
funcionamiento recolectan, transportan y disponen aguas grises, provenientes de aparatos 
como la lavadora para su posterior reutilización en actividades que no impliquen el consumo 
humano. También es pertinente hablar de sistemas de recolección de aguas lluvias, siendo 
estos un conjunto de tuberías que conducen aguas provenientes de las cubiertas de cualquier 
tipo de estructura, para su posterior almacenamiento en tanques, que luego serán reutilizadas 
en actividades, que al igual que en el sistema de aguas grises, no sean para el consumo 
humano o animal. Por consiguiente, este trabajo buscará por medio de un diseño de 
recolección de aguas grises (lavadora) y un sistema de recolección de aguas lluvia, averiguar 
su factibilidad económica, haciendo un paralelo que se verá identificado entre el antes y el 
xxv 
 
después de haber implementado los sistemas, incluyendo costos, estrato de la vivienda 
intervenida utilizada como estudio de caso, hábitos de lavado de ropa y uso de sanitarios, 
entre otros. 
 
1 
 
Capítulo I. 
1. Justificación 
Desde hace varios años en Colombia se viene hablando sobre construcción sostenible, 
diseñando y construyendo estructuras que sean más amigables con el sitio intervenido,optimizando adecuadamente los recursos energéticos e hídricos, al igual que los materiales 
de construcción de un modo eficiente, tal que provean confort y salud a sus usuarios; de esta 
manera se aprovechan los recursos naturales de la mejor forma posible. 
Uno de ellos es el de las tecnologías limpias, a través de las cuales se ponen en marcha 
procesos tecnológicos que favorecen el cuidado del planeta. En qué consiste Las tecnologías 
limpias tienen la gran ventaja de que permiten reducir la contaminación en el ambiente natural 
y la producción de desechos, además de incrementar la eficiencia de la utilización de recursos 
naturales, como el agua y la energía. (Portafolio, 2007, p.1) 
Esta premisa ha incrementado su importancia con el pasar de los años, generando conciencia 
tanto en los constructores como en los compradores acerca de los beneficios que trae una 
edificación sostenible, ya sea desde el punto de vista económico o ambiental. Pero ¿qué pasa 
con las estructuras que ya están construidas y habitadas? 
Con esta propuesta se investiga el beneficio económico que representa la implementación de 
sistemas de ahorro de agua potable, llevando a cabo un pre diseño de seis alternativas de 
instalación para sistemas de recirculación de aguas lluvias y aguas grises parciales en casas 
construidas de estratos 4, 5 y 6 en la ciudad de Bogotá. A hora bien, teniendo en cuenta los 
beneficios económicos, como lo es la reducción en el pago de la factura del agua, que en caso 
de Bogotá incluye los servicios de agua, alcantarillado y aseo, al implementar las nuevas 
instalaciones, se disminuirá el valor relacionado al consumo de agua y de alcantarillado, y el 
2 
 
propietario de la casa se encargará de pagar en su totalidad el servicio aseo que presta la 
empresa. 
En consecuencia, la instalación de estos sistemas ahorradores de agua podría generar 
plusvalía al lugar, en comparación a la casa funcionando con los sistemas convencionales, 
siendo en Colombia reconocidas las casas o edificaciones que implementen estos sistemas 
ahorradores, con certificaciones que demuestran que contribuyen al medio ambiente. Este 
certificado es emitido y aprobado por el Consejo Colombiano de Construcción Sostenible 
(CCCS) como lo explica en su página oficial, así: 
El proceso considera una pre-certificación en la cual se establecerá una hoja de ruta 
específica mediante la definición de cada proyecto, sus objetivos, alcance y la configuración 
para la medición y seguimiento de las métricas clave. Una vez registrado el proceso, el Green 
Building Certification Inc. (GBCI) revisará y aprobará la fase de certificación final. Para obtener 
certificación LEED para ciudades o comunidades se deberá cumplir con una puntuación mínima 
de 40, la cual está basada en el desempeño y el registro en la Plataforma arc de métricas clave 
en cinco categorías: i) energía, ii) agua, iii) residuos, iv) transporte, v) experiencia humana; y 
cuatro subcategorías: i) educación, ii) prosperidad, iii) equidad, iv) salud y seguridad. (2016, 
p.5). 
 
 
 
 
 
 
3 
 
1.1. Descripción del Problema: 
El contexto económico mundial cada día enfoca sus esfuerzos en el desarrollo sostenible y la 
preservación de los recursos naturales. En Colombia y específicamente en la ciudad de 
Bogotá, el alto costo del metro cúbico de agua potable es una realidad, haciendo que los 
usuarios o propietarios de casas ubicadas en sectores de estratos altos (4, 5 y 6), se planteen 
la pregunta de ¿cómo sería posible reducir el costo del agua potable reflejado en sus recibos? 
Otra parte del problema consiste en la falta de información o investigaciones similares 
enfocadas a las viviendas construidas; en este momento la información de sistemas de ahorro 
está dirigida a la construcción nueva y más específicamente a las edificaciones verticales. 
Por otra parte, la legislación ambiental cada vez es más exigente en el sector de la 
construcción y es por ello, que a través del tiempo han venido surgiendo iniciativas 
tecnológicas que se encuentran a la vanguardia con el cuidado del medio ambiente y 
principalmente enfocadas hacia la conservación de los recursos hídricos que 
consecuentemente proporcionarían un beneficio económico a quienes las lleven a cabo en 
sus hogares. “Si los bogotanos supieran lo que cuesta llevar un litro de agua hasta el grifo de 
sus casas, lo pensarían dos veces antes de malgastarla lavando el carro, regando el jardín o 
dejando la llave abierta más del tiempo requerido. Es como botar la plata por el sifón. El 
servicio de agua potable en la ciudad cuesta... y mucho. En el Distrito se sigue pagando el 
metro cúbico más caro del país: 2.210 pesos” (El tiempo, 2010, p.1). En consecuencia, 
estudiar la posible relación costo-beneficio que representa la implementación de los sistemas 
de ahorro de agua potable en viviendas construidas de estratos 4, 5 y 6, a partir de la 
recirculación de aguas lluvias y aguas grises, por medio de los planos arquitectónicos, e 
4 
 
hidráulicos, se fomenta un ahorro del recurso hídrico que se reflejará en la economía de los 
hogares bogotanos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
1.1.1. Delimitación del proyecto 
Para el desarrollo de esta propuesta se realizará un estudio de mercado que permita la 
identificación de los posibles usuarios que están dispuestos a realizar la modificación 
hidrosanitaria convencional por sistemas de recirculación de aguas lluvias y aguas grises 
parciales en sus casas. Este trabajo de investigación se enfoca en casas construidas de estratos 
4, 5 y 6 de la ciudad de Bogotá únicamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
1.2. Formulación del problema 
¿De qué manera se puede evidenciar la relación costo-beneficio que representa transformar 
una casa convencional con sistemas de recirculación de aguas lluvias y aguas grises? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
1.3. Formulación de objetivos 
 1.3.1. Objetivo general 
Evidenciar la relación costo beneficio que representa la implementación de sistemas de 
ahorro de agua potable en casas construidas en estrato 4, 5 y 6 en la ciudad de Bogotá, a partir 
de la recirculación de aguas lluvias y aguas grises parciales. 
1.3.2. Objetivos específicos 
Recopilar información referente a sistemas de ahorro de agua potable en viviendas 
construidas por medio del reúso de aguas lluvia y aguas grises y su contribución al medio 
ambiente. 
Realizar un estudio de mercado en la población en la población objetivo con el fin de 
recopilar información sobre la demanda de la investigación. 
Realizar el diseño de 6 alternativas de sistemas de ahorro de aguas lluvias y aguas grises 
parciales tomando como base una casa (muestra representativa). 
Realizar el análisis económico que evidencie la viabilidad de implementar cada uno de los 
sistemas de ahorro planteados exponiendo la relación costo beneficio y el periodo de 
recuperación de la inversión para quien lo realice. 
 
 
 
8 
 
1.4. Marco legal 
En la Tabla 1 se presenta una recopilación de las normativas que son aplicables en el 
desarrollo de una casa sostenible: 
Tabla 1. Descripción de normas aplicables a construcción sostenible 
Norma Resumen Aplicación 
Ley 23 de 1973 
Artículo 1 
“Controla la contaminación del 
medio ambiente y busca su 
mejoramiento, restauración y 
conservación de los recursos 
naturales, con el fin de defender 
la salud y bienestar de todos los 
colombianos” (1973, parr.1). 
Por medio de los 
sistemas a diseñar se 
pretende conservar los 
recursos hídricos. 
Artículo 2 
“El medio ambiente es un 
patrimonio común, por ende, el 
estado y los particulares deben 
participar en su mejoramiento y 
conservación” (1973, parr.2). 
Los recursos hídricos 
son un bien común de 
los colombianos, por 
tanto, es necesario 
implementar sistemas 
de ahorro para su 
conservación, como 
los utilizadosen la 
tesis. 
9 
 
Ley 9 de 1979 
Artículo 
175 
“Las instalaciones interiores de 
las edificaciones se deberán 
diseñar y construir de modo que 
preserve la calidad del agua y 
garantice su suministro sin ruido, 
en cantidad y presión suficientes 
en los puntos de consumo” 
(1979, Parr.217). 
Con los sistemas de 
captación y de 
recirculación del agua 
garantizamos el 
suministro del recurso 
hídrico para la 
utilización en 
actividades donde no 
se requiera su 
potabilización. 
Artículo 
179 
“Ningún aparato sanitario podrá 
producir en su funcionamiento 
polución por contraflujo” (1979, 
Parr.221). 
Se garantiza el 
correcto diseño de los 
diferentes sistemas a 
utilizar. 
Artículo 
182 
“La conservación de la 
instalación sanitaria interna, a 
partir del registro o dispositivo 
de regulación, corresponde al 
usuario de la misma” (1979, 
Parr.224). 
Los equipos existentes 
requieren una 
modificación para la 
nueva instalación, el 
cual, el usuario de la 
propiedad se 
encargará del cuidado 
de la misma. 
10 
 
CONSTITUCIÓN 
POLÍTICA DE 
COLOMBIA 
1991 
Artículo 95 
“Son deberes de la persona y del 
ciudadano: Proteger los recursos 
culturales y naturales del país y 
velar por la conservación de un 
ambiente sano”. (p.46) 
Por medio del diseño 
de sistemas de ahorro 
de agua se pretende 
conservar los recursos 
hídricos. 
LEY 373 de 1997 Artículo 5 
“Las aguas utilizadas 
(superficial, subterráneo o 
lluvias), deberán ser reutilizadas 
en actividades primarias y 
secundarias cuando el proceso 
técnico y económico así lo 
ameriten y aconsejen según el 
análisis socio-económico y las 
normas de calidad ambiental” 
(1997, parr. 12). 
Con los sistemas de 
recirculación de aguas 
lluvias y aguas grises 
parciales, se 
reutilizará las aguas en 
actividades como 
lavado de ropa, aseo, 
descarga de inodoros y 
riego de jardines. 
Ley 697 de 2001 
Artículo 2 
“Promover el uso de energías no 
convencionales dentro del 
programa de Uso Racional y 
Eficiente de la Energía y demás 
formas de Energía no 
Convencionales (PROURE), 
estudiando la viabilidad 
Se usará como energía 
alternativa, el uso de 
paneles solares para 
suplir la energía que 
requiera la bomba de 
agua. 
11 
 
Tecnológica, ambiental y 
económica” (2001, parr.18). 
Referencia: Fuente propia 
 
1.5. Estado de arte 
A continuación, se hace una recopilación de información con respecto a sistemas de 
aprovechamiento de aguas lluvias, aguas grises y generación de energía por medio de paneles 
solares, incluyendo a su vez temas de orden genérico como ventajas de su utilización, 
problemáticas mundiales con respecto a la escasez de recursos y la postura de entidades no 
gubernamentales frente a esta situación. 
El término de Construcción Sostenible es definido por primera vez en 1994 en la primera 
conferencia internacional de construcción sostenible, celebrada en la ciudad de Tampa, Estados 
Unidos, en la cual, Kibert citado por Jiménez, Sierra & Bedoya dice que la construcción 
sostenible es “el crear usando un ambiente sano, empleando los recursos eficientemente con base 
en principios ecológicos” (2 011, p.129) 
En este mismo orden de ideas los autores citan a Lanting quien considera que “la construcción 
sostenible se dirige hacia la reducción de los impactos ambientales causados por la 
construcción, uso y derribo de los edificios y por el ambiente urbanizado” (p.129) 
Tal como se menciona en la revista Física y Sociedad, para el Spain Green Building Council 
la construcción sostenible -Consejo Construcción Verde España- es aquella que respeta y 
tiene un compromiso con el medioambiente, involucrando el uso eficiente de energía y agua, 
los recursos y materiales no perjudiciales para el medioambiente, reduciendo así los impactos 
ambientales. (2002, p.30) Este término no solo abarca a las edificaciones sino también cuenta 
con el entorno y la manera de cómo se integran para la formación de ciudades. 
12 
 
Para el Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS) esta se entiende como 
aquellas edificaciones que mejoren la práctica de diseñar, construir y operar íntegramente su 
construcción durante el ciclo de vida de la misma, para así producir una huella positiva en el 
medio ambiente y en el sector de la construcción, a los usuarios y a la comunidad, 
minimizando las emisiones de gases de efecto invernadero, el consumo de recursos y la 
pérdida de la biodiversidad. 
El hecho de tener claridad en la definición, permite retomarla como un sistema constructivo 
que promueve alteraciones en el entorno, con el fin de realizar mejores prácticas durante todo 
el ciclo de vida de las edificaciones (diseñar, construir y operar), capaces de atender las 
necesidades del hombre, preservando el medio ambiente, los recursos naturales y la 
biodiversidad, garantizando la calidad de vida para las generaciones actuales y futuras. 
En el desarrollo de una construcción sostenible es necesario asociar tres aspectos 
fundamentales: reducir, conservar y mantener, los cuales, según Kibert, se podrán alcanzar 
realizando los siguientes principios: 
▪ Conservación de recursos. 
▪ Reutilización de recursos. 
▪ Utilización de recursos Reciclables y Renovables en la construcción. 
▪ Consideraciones respecto a la gestión del ciclo de vida de las materias primas 
utilizadas, con la correspondiente prevención de residuos y de emisiones. 
▪ Reducción en la utilización de la energía. 
▪ Incremento de la calidad, tanto en lo que atiende a materiales, como a edificaciones 
y ambiente urbanizado. 
13 
 
▪ Protección del Medio Ambiente. 
▪ Creación de un ambiente saludable y no tóxico en los edificios (p.130) 
En la construcción sostenible hay que tener en cuenta los aspectos fundamentales 
mencionados anteriormente, y es de gran importancia destacar los beneficios que genera 
dicha edificación desde el punto de vista ambiental y económica. De acuerdo con la 
información del CCCS estos son: 
Beneficios ambientales: 30 % menos en el consumo de energía, 35 % menos de emisiones 
de carbono, un 30 a 50 % menos de consumo de agua y un 50 a 90 % menos de generación de 
desechos. 
Beneficios económicos: 7.5 % del aumento del valor de la edificación, un 8 a 9% en la 
reducción de costos de operación (eléctrica, agua, y gas), un 3% en el aumento del precio de 
renta, un 6.6 % en el incremento en el retorno de la inversión y un 3.5 % en el aumento de la 
tasa de ocupación. (2011, pp.13-14). 
 
 1.5.1. Sistema de recirculación de aguas lluvias 
Según una serie de estudios realizados por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) 
en el año 2008, se logró demostrar que más del 50 % de la población mundial reside en zonas 
urbanas, provocando que en muchas de estas áreas la demanda de agua sea mayor a la oferta 
disponible (FAO, 2000). A consecuencia del consumismo insostenible, la escasez hídrica, 
diversos problemas de sobrepresión en la prestación del servicio de agua potable por parte 
del acueducto, la contaminación y el cambio climático, el aprovechamiento de las aguas 
provenientes de la lluvia se convierte en un tema interesante y práctico visto desde el punto 
de vista ambiental y económico. Luego también, la implantación de sistemas de recirculación 
de aguas lluvia para viviendas construidas, contribuye en la mitigación de los problemas 
relacionados con la acumulación de caudales pico en eventos de altas precipitaciones en la 
14 
 
ciudad, demostrando que dichos sistemas son una oportunidad para transformar un problema 
en una oportunidad de aprovechamiento de este recurso como alternativa de suministro para 
actividades como lavado de ropa, descarga de sanitarios, entre otras actividades que no 
involucren la ingesta humana. 
Pero el problema más grave radica en el modelo que se ha impuesto de que el agua se concibe 
como un bien desechable y contaminable,lo que ha conllevado a la sobre explotación por 
parte de las sociedades actuales. Es así que a lo largo del tiempo han surgido alternativas que 
pueden mitigar este problema, como es el caso de la desalinización de las aguas marinas 
como lo afirman en su tesis Estupiñán y Zapata: … “Frente a esta situación, existen varias 
alternativas para reducir la sobrecarga hídrica, entre ellas la desalinización de las aguas 
marinas y el aprovechamiento de fuentes no convencionales, las cuales pueden reducir las 
presiones sobre los recursos hídricos pero que a su vez presentan algunas limitaciones 
técnicas, económicas y geográficas para ser explotadas de manera sistemática en los países 
en vías de desarrollo…” (Perdomo & Zapata, 2010). 
Ahora otra alternativa que surge es el aprovechamiento de las aguas lluvia, que hasta hace 
poco tiempo era un problema del cual las estructuras buscaban salir rápido, pero debido a la 
escasez del recurso se ha transformado de un problema a una posible solución, involucrando 
positivamente en la factibilidad económica y algunos aspectos ambientales principalmente. 
En nuestro país, dichas aguas no son consideradas como un recurso, haciendo que las 
estructuras de drenaje urbano cumplan con el objetivo de recolectar y conducir el agua a 
zonas fuera del área urbana lo más rápido posible, sin pensar que estas podrían ser utilizadas 
por la sociedad. 
15 
 
En Colombia, las aguas pluviales urbanas actualmente son subutilizadas debido a que no 
se encuentran comprendidas como un recurso; pero en cambio, sí representan un problema para 
su evacuación, debido a que el drenaje urbano tradicionalmente ha sido concebido para agrupar 
ligeramente el agua lluvia y conducirla fuera de las zonas urbanas; los cauces urbanos han sido 
canalizados y el alcantarillado diseñado para recolectar toda el agua producto de la escorrentía 
superficial, originando en los sistemas hídricos la pérdida de la riqueza natural y su capacidad 
de respuesta ante las crecientes presentadas. Así mismo, por el aumento de las superficies 
impermeables en las ciudades, los sistemas de drenaje resultan ser incapaces para infiltrar los 
volúmenes de agua circulantes, generando con mayor frecuencia las inundaciones (Hernández, 
et al., 2006; Sánchez & Caicedo, 2004). 
Frente a esta problemática ya se ha venido evolucionando en la construcción de drenajes 
sostenibles por medio de la propensión de sistemas de drenajes integrales, bajo el concepto 
de desarrollo sostenible; tal como lo afirma en su informe Perales y su equipo de trabajo del 
GRUPO TRAGSA en Madrid España: 
La expansión de los núcleos urbanos conlleva una progresiva impermeabilización del suelo 
con incidencia directa y negativa en el ciclo hidrológico natural del agua. Los sistemas de drenaje 
convencionales cada vez son mayores y requieren depurar un agua de lluvia que, en su origen, 
era limpia. Este hecho conlleva la necesidad de afrontar la gestión de las aguas pluviales desde 
una perspectiva que combine aspectos hidrológicos, medioambientales y sociales, dando así 
cabida a los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS), también conocidos como BMP’s 
(Best Management Practices). La filosofía de los SUDS es reproducir en la medida de lo posible 
el ciclo hidrológico natural previo a las actuaciones antrópicas. De este modo se cumple el 
objetivo de disminuir la cantidad y la calidad de la escorrentía y se maximiza la integración 
paisajística y el valor social y ambiental de la actuación. Esta comunicación resume el estado 
del arte, define las tipologías de SUDS más utilizadas a nivel mundial y algunos proyectos 
españoles y sus expectativas de expansión para así integrar esta alternativa innovadora, eficiente 
y más sostenible de gestionar el agua de lluvia. (Perales, Doménech, & Fernández, 2016). 
Estos sistemas de drenaje urbano a su vez contribuyen a la solución de un amplio espectro 
de problemáticas urbanas desde su diseño, planeamiento y gestión, respecto al manejo las 
16 
 
aguas pluviales teniendo en cuenta aspectos ambientales, sociales, hidrológicos e 
hidrogeológicos. “Pero la utilidad de estas medidas va más allá de la gestión de las 
escorrentías urbanas en tiempo de lluvia. El sistema concebido inicialmente para resolver 
problemas en tiempo húmedo, es además útil para gestionar otros tipos de escorrentía 
superficial en tiempo seco, como la producida por sobrantes de riego, baldeo de calles, 
vaciado de fuentes y estanques ornamentales, etc.” (Perales, Doménech, & Fernández, 2016). 
A nivel mundial, el aprovechamiento de las aguas lluvias se ha convertido en un incentivo 
en materia de gestión y uso eficiente del agua, en los casos en que la oferta del recurso hídrico 
representa un problema vital y en las zonas donde siendo suficiente, su suministro o 
potabilización representa costos socioeconómicos inalcanzables. (Perdomo & Zapata, 2010). 
De esta manera el agua está siendo utilizada para necesidades como descarga de sanitarios, 
orinales y riego de jardines. Haciendo de esto una práctica común en países de todo el mundo 
como lo afirma Perdomo y Zapata basados en Coombes, Argue y Kuczera del año 2000: 
“Estados Unidos, Suecia, China, Japón, Australia, Indonesia, Alemania, España, Francia, 
Nigeria y Sudáfrica figuran como los países líderes en prácticas de aprovechamiento de aguas 
lluvias, mediante concepciones técnicas, científicas, normativas y socioeconómicas, 
asociadas a procesos de construcción sostenible”. 
En la realidad colombiana, la sociedad practica mediante métodos tradicionales, la captación 
de agua por medio de vasijas, canecas e incluso pozos artesanales, construidos en las 
viviendas con el propósito de recoger las aguas lluvias, para luego conducirlas y almacenarlas 
y posteriormente utilizarlas en usos que no requieran potabilización. “Las pocas experiencias 
tecnificadas han surgido a partir de la ratificación del protocolo de Kioto por medio de la Ley 
629 de diciembre de 2001, en la cual, el país se incorporó a la filosofía de sostenibilidad 
17 
 
ambiental. Como respuesta, el agua lluvia ha empezado a tenerse en cuenta para el 
mejoramiento o la ejecución de sistemas de suministro…” (Perdomo & Zapata, 2010). De 
igual forma países como México, Brasil y Chile son pioneros en Latinoamérica en prácticas 
para usos no potables en edificaciones, como conjuntos residenciales, escuelas, estaciones de 
servicio, parques, sistemas de riego, etc. (May, 2004). 
En Ciudad de México por ejemplo, se realizó la construcción de un prototipo de 
aprovechamiento de agua lluvia y de reutilización de aguas grises en una vivienda en la 
ciudad de Xalapa, realizado por la Ing. Sandra Colorado. Su trabajo de investigación 
consistió en lo siguiente: El área del prototipo para la captación de aguas lluvias fue de 2𝑚2, 
con un diseño ergonómico y de fácil operación, se diseñó de tal forma que fuese estético, con 
elementos de almacenamiento con capacidad mayor a 450L; los materiales utilizados en la 
construcción del prototipo son materiales naturales o reutilizados en un 15%. La 
implementación del sistema se realizó por encima del suelo, dicho sistema tiene 
independencia total, respecto al de la infraestructura de la vivienda y no se utilizó ningún 
sistema de bombeo. 
Con respecto a la reutilización de aguas grises, diseñaron una trampa de grasas en función de 
los artefactos sanitarios de una casa convencional; con el objetivo de reducir y remover la 
carga de contaminantes, diseñaron un humedal de flujo superficial, para el cual utilizaron 
como material filtrante grava media y juncos como especies vegetales para la depuración de 
las aguas. Con una relación largo- ancho 2:1, cuyo largo es de 1m y ancho de 0.5m. 
El trabajo elaborado por Colorado se desarrolló en tres fases principales: 
18 
 
Fase I: Realizaron el dimensionamiento de los componentes del prototipo (Selección de las 
instalacionesy obtención de datos de diseño) 
Fase II: Realizaron el modelado de cada dispositivo empleado en SolidWorks (Cotización y 
selección de materiales a utilizar, elaboración de los diseños en 3D y elaboración de una 
maqueta a escala) 
Fase III: Construcción del prototipo (Compra de materiales para la construcción del sistema 
y construcción) 
Respecto a la fase de diseño, para la implementación óptima del mismo, se tuvieron 
diferentes variables en su elaboración, como lo son: “precipitación media anual de la zona, 
intensidad de lluvia, temperatura media anual, consumo per cápita de agua, coeficiente de 
escurrimiento de diversos materiales, consumo de agua en las diferentes actividades 
domésticas, composición de los tipos de agua, características de materiales filtrantes, entre 
otros.” (Colorado, 2015, p.52). 
Algunas de las conclusiones obtenidas en el trabajo son: los sistemas de captación de estas 
aguas son totalmente dependientes de la estructura de la vivienda, por tanto, los materiales 
con que está construida la vivienda no son los adecuados para la captación, en comparación 
con los sistemas utilizados para el nuevo prototipo. La reutilización de algunos materiales 
utilizados en la construcción del modelo, le permitió la reducción del costo. El diseño y 
ejecución de los sistemas de captación de agua lluvia y reutilización de aguas grises, 
constituye una ayuda en combatir la crisis hidráulica y de esta manera promueve la 
innovación tecnológica en la elaboración de nuevos sistemas. 
19 
 
En el municipio de San juan del Rio, Barrio El Rosario, se realizó el diseño de los sistemas 
eléctricos e hidráulicos para el desarrollo de una casa ecológica autosuficiente por parte de 
ingenieros Max Alonso Baena Garza, Juan Carlos Gonzales Aranda y Vicente Núñez, y su 
trabajo consistió en lo siguiente; Proponen implementar diferentes tecnologías no 
contaminantes con el objetivo de aplicarlas en una “casa ecológica autosuficiente”, cuyo 
propósito es aprovechar y optimizar los recursos naturales de dicha región, satisfaciendo las 
necesidades de energía eléctrica, agua y climatización de las personas que la habitan. 
Es de vital importancia mencionar que la comunidad del Barrio el Rosario ubicada en México 
D.F. no cuenta con los servicios de agua, ni electricidad de forma óptima, por tal razón, este 
proyecto implementa tecnologías amigables al medio ambiente, satisfaciendo las necesidades 
de iluminación, refrigeración, climatización y consumo de agua, sin alteraciones de gran 
envergadura en las instalaciones actuales y sin modificar los hábitos de uso. 
En ese proyecto en particular se implementaron las siguientes tecnologías: instalaciones 
hidráulicas para la captación de aguas pluviales obtenidas por los techos horizontales e 
inclinados presentes en el sector residencial y con ello la optimización de las instalaciones 
hidráulicas necesarias para el desarrollo adecuado del sistema y su recirculación; de igual 
forma se implementó el calentador solar de placa plana y además se instaló el sistema de 
paneles solares para la disminución de la corriente que permitiera la alimentación directa de 
las luminarias. 
Por consiguiente, del proyecto se infiere que las tecnologías implementadas son de una 
variedad alta debido a las condiciones geográficas, haciendo que fluctúe el costo y las 
condiciones del sistema a utilizar. También se considera viable la incursión del sistema 
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fotovoltaico en la casa, para el abastecimiento de energía dentro de la misma; sin embargo, 
el sistema de aguas pluviales no lo es, ya que su puesta en marcha requiere de un amplio 
estudio y aplicación de infraestructura compleja y de alto costo. La correcta orientación de 
la vivienda con respecto a la traslación del Sol en el trascurso del día permite reducir el uso 
de aire acondicionado dentro de la misma. 
Colombia no se queda atrás en proyectos donde se involucre la recirculación de aguas grises 
para el abastecimiento de una vivienda, tomando como referencia un proyecto realizado en 
San Andrés, para el sector de El Cove, donde se realiza una alternativa sostenible para el 
abastecimiento y manejo de aguas en una vivienda de interés social rural; esta investigación 
en particular tiene como finalidad, generar criterios de diseño hidrosanitario, como propuesta 
de abastecimiento y manejo sostenible del recurso hídrico, para un modelo de Vivienda de 
Interés Social (VIS) rural en el archipiélago de San Andrés barrio El Cove. De igual forma 
estudiaron la factibilidad del sistema propuesto en el proyecto. 
El desarrollo del proyecto se llevó a cabo mediante la implementación del modelo para las 
VIS por medio de la realización de una red hidráulica, propuesta en función de la 
sostenibilidad ambiental y económica, obteniendo como resultado un sistema de distribución, 
mediante el empleo de la fuerza gravitatoria, a través de un tanque elevado con una capacidad 
de 1000 litros, impulsado por un dispositivo de ariete. De igual forma, se implementaron 
sistemas propios para aguas grises, los cuales cuentan con una red de recirculación y un 
proceso de tratamiento para las mismas; con respecto al manejo de aguas negras, cuenta con 
un sistema de descarga que lleva a un tanque séptico, cuya función es la recepción y 
procesamiento de las aguas negras. 
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Este proyecto logró demostrar que, a nivel nacional, los proyectos de vivienda de interés 
social en su gran mayoría no tienen en cuenta ningún tipo de sistema hidrosanitario con la 
capacidad de reutilizar los efluentes. También demostraron que, para el proyecto en el sector 
el Cove, hay una reducción del consumo de agua potable debido a que el aparato sanitario 
cuenta con un sistema de tratamiento y recirculación de aguas grises y de esa manera reduce 
la contaminación de los suelos y cuerpos de agua. Por último, se dio como resultado la 
aceptación del proyecto a nivel financiero y de los beneficios que genera su puesta en marcha. 
En Colombia esta práctica ha sido poco utilizada principalmente debido a su 
desconocimiento como recurso aprovechable y a la abundancia de fuentes de suministro 
superficiales. A pesar de ello, la mayoría de los proyectos de este tipo puestos en marcha han 
logrado reducir los costos por consumo de agua potable, facturando menores volúmenes por 
concepto de saneamiento básico (Duarte & Echeverry, 2004; Ramírez, 2009), pero en ausencia 
de técnicas certificadas y de normatividad explícita, muchos de ellos se encuentran diseñados 
mediante técnicas empíricas donde predomina el desconocimiento de la calidad necesaria para 
que el agua proveniente de la lluvia satisfaga cada uno de los usos previstos. (Perdomo & Zapata, 
2010). 
Sin embargo, no todos los proyectos de sistemas de recirculación de aguas lluvias y aguas 
grises va dirigido a poblaciones marginales o carentes de servicios públicos; tal es el caso del 
estudio de alternativas para el aprovechamiento y reúso de aguas en edificaciones 
residenciales en la ciudad de Bogotá, para estratos socio económicos 3 y 4, estudio realizado 
por los ingenieros Dayan Lizeth Parra Astudillo, Luis Javier Carrillo Puerto y Edder 
Alexander Velandia Durán. El estudio realizado tuvo como premisa inicial, que la ciudad 
cuenta con servicio garantizado de este efluente de calidad, sin embargo, esta propuesta 
enfoca sus esfuerzos en reducir el consumo a la empresa de servicios públicos y con ello la 
disminución en la tarifa tradicional de acueducto en comparación con el precio del metro 
cúbico de agua potable, mediante la instalación de sistemas de ahorro de agua, como lo es la 
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recirculación de aguas grises en edificaciones nuevas de estratos socioeconómicos 3 y 4, en 
la ciudad de Bogotá. 
El reúso de las aguas grises en edificaciones amplía la disponibilidad del recurso agua en 
un sistema de abastecimiento municipal, al atender una población con menor demanda de aguay, por ende, menor infraestructura. De igual manera, al reducirse la producción de aguas 
residuales, se genera un menor uso de la capacidad del sistema de alcantarillado sanitario y se 
disminuye el impacto ocasionado por las continuas descargas de agua residual a los cuerpos de 
agua, especialmente cuando los municipios no cuentan con plantas de tratamiento de aguas 
residuales. (Astudillo, Puerto, & Durán, 2015) 
Para que la realización de un sistema de recirculación de aguas grises sea viable, es necesario 
que la población objeto de estudio presente ciertas características como son: edificaciones de 
propiedad horizontal en altura y construcciones comunes en los estratos referidos, diseño 
arquitectónico respecto al tamaño de la población habitante dispuesto entre 12 y 16 torres, 9 
y 16 pisos por torre, 4 apartamentos por piso. Adicional a esto, cada unidad de apartamento 
debe contar con una cocina con lavadero, conexión para lavadora y dos baños con ducha y 
por último, el conjunto debe contar con espacios comunes como parqueaderos, zonas verdes 
y áreas entre 28 y 40 m2, destinadas para la instalación y operación del sistema propuesto. Se 
tomaron muestras representativas cada 10 viviendas, completando un total de 40 muestras 
compuestas de diferentes unidades familiares, con volúmenes provenientes de la descarga 
del lavamanos, ducha, lavaplatos y lavadora. Posteriormente se generó una muestra integrada 
de cada 10 viviendas; a cada una de las muestras se les efectuaron los ensayos de laboratorio 
a cargo de Antek SAS, Analquim y la Universidad de La Salle. (2015, p. 126). 
Este trabajo de investigación encontró que, para las características fisicoquímicas de las 
aguas provenientes de estos aparatos sanitarios, se adoptaron tres sistemas de depuración y 
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manejo de aguas grises, que cuentan con sistemas de bombeo, almacenamiento, trampa de 
grasas y sistema alterno interior en la edificación, que permite la recirculación de las aguas 
tratadas. 
Los resultados del estudio demostraron que la producción de aguas a recircular es superior a 
la demanda que solicita el edificio donde se implementó. 
Mientras más alto sea el estrato socioeconómico del usuario, mayores serán los ahorros 
mensuales en el pago del consumo facturado de acueducto y alcantarillado. De esta manera, 
proyectar la implementación de un sistema de aprovechamiento y reúso de agua gris en estratos 
5 y 6 beneficiarían al usuario en un ahorro monetario superior al estimado para el estrato 4. Una 
vez implementadas las alternativas de reúso de agua gris, la demanda de agua potable y 
alcantarillado por usuario se reduce mensualmente, lo cual, además de beneficiarlo 
económicamente, garantiza que la EAAB optimice la oferta de sus servicios. (2015, p.141). 
En términos generales, del proyecto se infiere que la propuesta de reutilización de aguas 
grises, independiente de la viabilidad económica, es recomendada para el estrato 4, con un 
número de habitantes que oscilen entre los 800 y 1000 habitantes, con una rentabilidad del 
24% durante la vida útil del proyecto y con un período de retorno de la inversión de cuatro 
años. 
 1.5.2. Calidad de las aguas lluvias 
El agua de lluvia pura es difícil de encontrar, debido a que el nivel de contaminación es 
dependiente de los componentes presentes en la atmósfera local, debido a que allí 
habitualmente se concentran partículas, microorganismos, metales pesados y sustancias 
orgánicas, los cuales se precipitan inmersos en las gotas de lluvia. “Lo anterior, sumado a la 
acumulación de contaminantes en las zonas de captación que son lavados durante los eventos 
de lluvia y a la gama de materiales constitutivos como infraestructura de aprovechamiento o 
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drenaje, permiten justificar por qué la calidad del agua lluvia es tan variable”. (Perdomo & 
Zapata, 2010). La entrada de contaminantes, tales como metales y no metales, en sistemas de 
recolección de aguas lluvias, puede ocurrir directamente de las precipitaciones con 
contribuciones de superficies de recolección, residuos acumulados y lixiviados de sistemas 
de almacenamiento, tuberías y grifos. (Morrow, Dunstan, & PJ, 2010). 
“La deposición atmosférica no contribuyó de manera importante a la carga de contaminantes 
de las aguas pluviales. Sin embargo, se demostró que los materiales de tubería contribuyen 
significativamente a la carga elemental total en algunos lugares”. (Morrow, Dunstan, & PJ, 
2010), La variabilidad de elementos que se pueden encontrar en el agua recogida de la lluvia, 
van desde la inclusión de potasio, zinc, manganeso, bario, cobre, vanadio, cromo y arsénico. 
De igual forma, se debe tener en cuenta la contaminación generada por las aves y su materia 
fecal, mamíferos y hasta reptiles que tienen la posibilidad de circundar las zonas de captación 
de aguas pluviales, lo que produce la reproducción de vectores patógenos y microbianos. 
Es así, que dependerá del uso y de los recursos económicos del receptor del agua en 
tratamiento, puesto que su eso excesivo de forma inapropiada generará problemas de 
diferente índole, bien sea salubres por falta de tratamiento o quizás por la falta de recursos 
en la gestación del sistema, lo que condujo a una ineficiencia en la remoción de agentes 
patógenos para la salud. 
Generalmente los procesos de tratamiento dependen de la calidad del agua y de los usos 
que ésta pueda tener (agricultura, paisajismo, industria, usos urbanos no potables, recreación y 
ambiente, recarga de aguas subterráneas, agua potable, usos directos e indirectos, etc.). En la 
actualidad los procesos de tratamiento se enfocan al análisis de la calidad del agua lluvia de 
acuerdo a las normas establecidas por reconocidas organizaciones, como la Organización 
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Mundial de la Salud y entes territoriales que condicionan su utilización de acuerdo a parámetros 
físicos (pH, Color, Temperatura, partículas), químicos (Cloruros, sodio, Metales pesados, 
contenido orgánico), Microbiológicos (coliformes totales y fecales, bacterias varias) y 
biológicos-orgánicos (Descarga Bioquímica de Oxígeno DBO, Descarga Química de Oxígeno 
DQO, Compuestos Orgánicos Volátiles VOC‟s) (Perdomo & Zapata, 2010). 
Actualmente, en Colombia la única norma para el aprovechamiento de agua es la norma 
establecida mediante el Decreto 1594 de 1984 de la Republica de Colombia, llamada “Por el 
cual se reglamenta parcialmente el Título I de la Ley 09 de 1979”, así como el Capítulo II 
del Título VI - Parte III - Libro II y el Título III de la Parte III Libro I del Decreto 2811 de 
1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos. Este decreto presenta los contenidos 
máximos de sólidos suspendidos totales (SST) y (DBO’s) presentes en el agua lluvia, como 
también define la turbiedad máxima del agua que no debe ser superior a 5 NTU para consumo 
humano. Con esto, el gobierno de Colombia restringe el uso de este efluente en actividades 
como riego de cultivos, usos ornamentales y el consumo como agua potable, claro está que 
no cumple con los estándares básicos allí mencionados. 
 
 
 
 
 
 
 
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Capítulo II. 
2. Diseño metodológico, formulación de encuestas, análisis de oferta-demanda y 
localización casa objeto de estudio 
2.1. Diseño metodológico 
De acuerdo al planteamiento de los objetivos y de la metodología a seguir en este trabajo de 
investigación, se debe tener en cuenta que, para el pre dimensionamiento y cálculo de todos 
los elementos que se involucran en el diseño de un sistema de recirculación de aguas lluvia 
y aguas grises y la posible puesta en funcionamiento de la alimentación de energía eléctrica 
por parte de un sistema de paneles solares, se debe contar con un conocimiento teórico 
respecto a estos temas, adquirido a lo largo de la carrera y complementado con el trabajo de 
investigación realizado por parte de los investigadores. 
 Es así, que la metodología a seguir va a ser desarrollada