CAPTACIÓN Y USO DEL AGUA DE LLUVIA FUNDAMENTOS TEORICOS

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Captación de agua de lluvia 
La captación de aguas de lluvia, es un medio fácil para obtener agua para el 
consumo humano y usos domésticos. El agua de lluvia como fuente de 
abastecimiento se aprecia en muchos lugares del mundo con alta o media 
precipitación y donde no se dispone de agua en la cantidad y la calidad necesarias 
para cubrir las necesidades del consumidor o para contribuir con la disminución en la 
explotación de los recursos naturales del planeta. 
Para tal efecto, el agua de lluvia es interceptada, colectada y almacenada en 
depósitos para su uso posterior. En este tipo de captación de aguas de lluvia, el cual es 
con fines domésticos, se acostumbra a utilizar una superficie de techo como área de 
captación; conociéndose a este modelo como SCAPT (Sistema de captación de agua 
pluvial en techos), teniendo como beneficios adicionales además de su ubicación a la 
minimización en la contaminación del agua y que también se pueden usar los 
excedentes de agua en el sistema de captación para la producción de algunos 
alimentos. 
Ventajas de la captación de agua de lluvias 
1. Alta calidad físico química del agua de lluvia. 
2. Sistema independiente y por lo tanto ideal para comunidades dispersas 
y alejadas. 
3. Empleo de mano de obra y materiales locales (En muchos de los casos) 
4. No requiere de energía para la operación del sistema. 
5. Fácil de mantener. 
6. Comodidad y ahorro de tiempo en la recolección del agua. 
Desventajas de la captación de aguas de lluvia 
1. Alto costo inicial, lo cual puede impedir su implementación por parte 
de las familias con bajos recursos económicos. 
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2. La cantidad de agua captada depende de la precipitación del lugar y del 
área de captación. 
Factibilidad de diseños para la captación de aguas de lluvia 
En el diseño de un sistema de captación de agua de lluvia, es necesario 
considerar los factores técnicos, económicos y sociales. 
Producción u oferta de agua para la captación 
Se relaciona directamente con la precipitación pluvial en la zona y durante el 
año, con las variaciones estacionales de la misma. Por esto se hace necesario contar 
con datos suministrados por la autoridad competente del país o de la región donde se 
pretende ejecutar el proyecto. 
Demanda de agua 
La demanda de agua depende de las necesidades de los interesados, de quienes 
se beneficien del sistema y del uso que estos le quieran dar al agua. 
Componentes del sistema de captación de aguas de lluvia. 
El sistema de captación de agua de lluvia en techos se compone de los 
siguientes elementos: Captación, recolección y conducción, interceptor y 
almacenamiento. 
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Figura 1. Componentes del Sistema de Captación de Aguas de Lluvia. 
Fuente: Organización Panamericana de la Salud (2.004) 
Captación 
Está conformada por el techo de la edificación, este mismo deberá contar con 
superficie y pendiente adecuadas para facilitar el escurrimiento del agua de lluvia 
hacia el sistema de recolección. En los cálculos se debe considerar la proyección 
horizontal del techo. 
Materiales para la construcción de techos que serán usados para captar 
aguas de lluvia 
Los materiales que por lo general se usan en la construcción de techos para la 
captación de agua de lluvia son: La plancha metálica ondulada, tejas de arcilla y la 
paja. 
Tejas de arcilla 
Las tejas de arcilla tienen buena superficie y suelen ser más económicas y de 
menor gasto en su proceso de fabricación, aunque requieren de una buena fuente de 
arcilla y combustible para su cocción. También son pesadas y para instalarlas y para 
instalarlas es necesaria una buena estructura en la edificación. 
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Sistema de recolección y conducción 
Esta parte del sistema está conformada por las canaletas, que van adosadas en 
los bordes más bajos del techo, donde el agua tiende a acumularse antes de caer. 
Deben estar hechas de materiales livianos, resistentes al agua y ser fáciles de unir 
entre sí, a fin de reducir las fugas de agua. Se pueden emplear materiales como el 
bambú, metal, madera o PVC. 
Mientras que para el caso de las primeras aguas es necesario contar con un 
dispositivo de descarga, ya que constituyen una posible fuente de contaminación. 
Interceptor de las primeras aguas 
También se conoce con el nombre de dispositivo de descarga de las primeras 
aguas, las cuales provienen del lavado del techo. En este quedaran contenidos todos 
los materiales que se encuentren en el techo al momento en el que se inicien las 
lluvias 
. 
Figura 2. Interceptor de las primeras aguas de lluvia. Fuente: Organización 
Panamericana de la salud (2.004) 
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Este dispositivo impide el ingreso de material indeseable al tanque de 
almacenamiento y minimiza la contaminación que pueda existir en el agua 
almacenada y la que se almacenara posteriormente. Para la realización de su diseño se 
debe tener en cuenta el volumen de agua requerido para lavar el techo y que esta 
estimada en 1 litro por metro cuadrado de techo (1 L/m2). 
Obra de almacenamiento 
Es la obra que está destinada a almacenar el volumen de agua de lluvia 
necesaria para el consumo diario, especialmente durante el periodo de sequía. Esta 
unidad debe ser duradera y cumplir con las siguientes especificaciones: 
1. Debe ser impermeable, para evitar la pérdida de agua por goteo o 
transpiración. 
2. De no más de dos metros (2 m) de altura para poder minimizar las 
sobrepresiones. 
3. Con tapa para impedir el ingreso de polvo, insectos y de la luz solar. 
4. Disponer de una escotilla con tapa sanitaria, que sea lo suficientemente 
grande para permitir el ingreso de una persona para limpieza y reparaciones. 
5. La entrada y el rebose deben contar con mayas para evitar el ingreso 
de insectos y animales. 
6. Debe estar dotado de dispositivos para el retiro de agua y drenaje. 
Para tales efectos, los tipos de tanque para almacenar el agua de lluvia que se 
pueden emplear en el medio rural pudieran ser construidos con los siguientes 
materiales: 
- Mampostería, para los volúmenes de 100 y hasta 500 litros (Volúmenes 
menores). 
- Ferro cemento para cualquier volumen. 
- Concreto para cualquier volumen. 
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Tratamiento del agua captada 
Si el agua proveniente del sistema va a ser usada par el consumo directo de las 
personas, es necesaria que sea tratada antes de su ingesta. Este tratamiento debe 
dirigirse a remover las partículas que no fueron retenidas por el dispositivo de 
intercepción y al acondicionamiento bacteriológico del agua para su posterior 
consumo. El tratamiento debe efectuarse por medio de filtro en mesa de arena y a 
continuación se le realiza al agua una desinfección con cloro. 
Bases del diseño del sistema de captación de aguas de lluvia 
Antes de comenzar con el diseño es necesario tener en cuenta los siguientes 
aspectos: 
- Precipitación en la zona.Se deben conocer los datos pluviométricos de al 
menos los últimos diez años e idealmente de los últimos 15 años. 
- El tipo de material del cual estará construida la superficie de captación. 
- La cantidad de personas que se beneficiaran con el sistema. 
- La demanda de agua. 
Criterios del diseño para el sistema de captación de aguas de lluvia 
El método que se presenta es conocido con el nombre de "Calculo del volumen 
del tanque de almacenamiento" y toma como base los datos de las precipitaciones 
durante los últimos diez o quince años en un lugar o región determinada. Por medio 
de este método se determina la cantidad de agua que es capaz de recolectarse por cada 
metro cuadrado de superficie de techo y a partir de esto se determina en un primer 
caso el área del techo necesaria y la capacidad del tanque de almacenamiento o en un 
segundo caso el volumen de agua y la capacidad del tanque de almacenamiento para 
una determinada área de techo. 
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Para tales efectos, los datos complementarios que se utilizan para este diseño 
son: 
- El número de usuarios.- El coeficiente de escorrentía: Tejas de arcilla = 0,8 - 0,9 
- La demanda de agua. 
Atendiendo a estas consideraciones, los pasos a seguir para diseñar el sistema 
de captación de agua de lluvias son: 
- Determinación de la precipitación promedio mensual: 
Partiendo de los datos de la precipitación promedio mensual, durante los 
últimos diez o quince años se obtiene el valor promedio mensual de la precipitación 
para el total de años evaluados, este valor se puede expresar en mm/mes o L/ (m2 x 
mes) capaces de ser recolectados en por la superficie horizontal de techo. 
De acuerdo con esto, la manera de realizar este cálculo es la siguiente: 
𝑃𝑝𝑖 =
∑ 𝑃𝑖𝑖=𝑛
𝑖=1
𝑛
 
Dónde: 
n = Número de años evaluados 
Pi = Valor de la precipitación mensual para el mes "i" (mm) 
Ppi = Precipitación promedio mensual del mes "i" de todos los años evaluados 
(mm/mes) 
- Determinación de la demanda de agua: 
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A partir de la dotación necesaria para el consumo de agua y por persona, se 
calcula la cantidad necesaria de agua para atender las necesidades de la familia o las 
familias a ser beneficiadas en cada uno de los meses. 
Para la realización de este cálculo se utiliza la siguiente expresión: 
𝐷𝑖 =
𝑁𝑢 × 𝑁𝑑 × 𝐷𝑜𝑡
1.000
 
Donde: 
Nu = Numero de usuarios beneficiados por el sistema. 
Dot = Dotación (L/ (Persona x Día)) 
Di = Demanda mensual (m3) 
- Determinación del volumen del tanque de abastecimiento: 
Tomando los valores promedios mensuales de precipitación de todos los años 
evaluados, el material del techo y su coeficiente de escorrentía, se determina la 
cantidad de agua captada para diferentes áreas de techo y por mes. 
 Para la realización de este cálculo se utiliza la formula a continuación: 
𝐴𝑖 =
𝑃𝑝𝑖 × 𝐶𝑒 × 𝐴𝑐
1.000
 
Donde: 
Ppi = Precipitación promedio mensual (L/m3) 
Ce = Coeficiente de escorrentía 
Ac = Área de captación (m2) 
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Ai = Oferta de agua para el mes "i" (m3) 
De acuerdo con esto y con base en los valores obtenidos en la determinación de 
la demanda mensual de agua y en la oferta mensual de agua de lluvia se calcula el 
acumulado de cada uno de ellos mes a mes, encabezados por el mes de mayor 
precipitación u oferta de agua. Seguidamente a esto se calcula la diferencia de los 
valores acumulados de oferta y demanda de cada uno de los meses. 
En efecto las áreas de techo que arrojen diferencias acumulativas en alguno de 
los meses del año se descartan, porque no son capaces de captar la cantidad de agua 
necesaria para cubrir la demanda de los interesados. El área mínima de techo para la 
edificación, corresponde al análisis que proporcione una diferencia acumulativa 
próxima a cero (0) y el volumen de almacenamiento necesario para el tanque 
corresponde a la mayor de las diferencias acumulativas. 
Mientras que, las áreas de techo que superen el mínimo darán mayor seguridad 
para poder abastecer a los beneficiarios. 
En cuanto al acumulado en la oferta y la demanda del mes "i", este podrá 
determinarse con las dos expresiones siguientes: 
I.-𝐴𝑎𝑖 = 𝐴𝑎(𝑖 − 1) +
𝑃𝑝𝑖×𝐶𝑒×𝐴𝑐
1.000
 
II.-𝐷𝑎𝑖 = 𝐷𝑎(𝑖 − 1) +
𝑁𝑢×𝑁𝑑𝑖×𝐷𝑑𝑖
1.000
 
Donde: 
Aaí = Oferta acumulada en el mes "i" 
Dai = Demanda acumulada al mes "i" 
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Explican además los autores que, el volumen del tanque de almacenamiento 
necesario para cada mes se calcula así: 
𝑉𝑖(𝑚3) − 𝐷𝑖(𝑚3) 
Donde: 
 Vi = Volumen del tanque de almacenamiento necesario para el mes "i" 
Ai = Volumen de agua captada en el mes "i" 
Di = Volumen de agua demandada por los usuarios para el mes "i". 
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