Programas de sistemas de captación y aprovechamiento de...

Programas de sistemas de captación y

aprovechamiento de aguas lluvias, Brasil

Luiz Rafael Palmier Departamento de Ingeniería Hidráulica y Recursos Hídricos

Universidad Federal de Minas Gerais

Talca, Chile

22/abril/2014

Sistemas de captación y acumulación de aguas lluvias,

Scall; una alternativa sustentable de múltiples usos

1 . Introducción

2 . Contexto actual de la gestión de recursos hídricos

3. Aridez, escasez de agua y el contexto de la gestión de los

recursos hídricos

4. Captación de agua de lluvia: definiciones, clasificación y

ejemplos

5. Errores frecuentes en proyectos de captación de agua de lluvia

6. Captación de agua de lluvia en Brasil

6.1 zonas rurales

6.2 zonas urbanas

7 . Consideraciones finales

Programas de sistemas de captación y aprovechamiento de aguas lluvias, Brasil

El crecimiento de la población (95 % en los países en desarrollo) y efectos

potenciales del cambio climático demandan nuevas acciones en la gestión de

los recursos hídricos

La sociedad humana se ha enfrentado a dos problemas diametralmente

opuestos relacionados con el suministro de agua potable:

a) la utilización de grandes cantidades de agua (de buena calidad),

especialmente en las zonas urbanas y para el riego ; y

b) el “precario” oferta de agua de "peor" calidad a los estratos sociales más

pobres, especialmente en los países en desarrollo

Los sistemas de captación de agua de lluvia pueden ayudar a mitigar esos

problemas mediante el aumento de la oferta de agua

1. Introducción


Los sistemas de captación de agua de lluvia pueden, por consiguiente:

a) proporcionar clean water for all - que fue uno de los objetivos de la

International Drinking Water Supply and Sanitation Decade (1981-1990) para el

año 1990

b) proporcionar agua para alimentar a las generaciones futuras

Las técnicas de captación de agua de lluvia, de uso milenario, han sido

inventadas de forma independiente en varios lugares del mundo

Recientemente ha sido renovado el interés en el uso de esas técnicas (nuevas

o mejoradas) con materiales más modernos

1. Introducción


Entre las razones para el nuevo interés en el uso de esas técnicas se pueden

destacar:

a) potencial de crecimiento de la cantidad de superficies de captación debido

al uso, por ejemplo, de materiales de techos impermeables

b) muchos proyectos para el desarrollo de los recursos hídricos son caros y de

tecnología sofisticada, lo que puede hacerlos insostenibles

A pesar de los esfuerzos para difundir el uso de las técnicas de captación de

agua de lluvia, el éxito de los proyectos es menor de lo esperado

1. Introducción


2. Contexto actual de la gestión de recursos hídricos

Gestión de recursos hídricos (enfoque integrado): proyectos de desarrollo de

los recursos hídricos que cumplen con todas las necesidades de las

poblaciones humanas

Principales tareas:

i. Gestión de las ofertas (¿como obtener más agua?)

- Fuentes convencionales (superficiales y subterráneas)

- Transposición de cuencas

- Captación de agua de lluvia y las crecidas

- Desalinización

- Reducción de las pérdidas en los sistemas de suministro de agua

ii. Gestión de las demandas (¿como obtener un mayor uso del agua?)

- Uso eficiente del agua

- Reutilización

- Conservación


Principales tareas (continuación):

iii. Asignación del agua (¿como obtener una mayor cantidad de agua?)

- Usos concurrentes

- Cambios en la producción

- Racionamiento, suministro de forma intermitente

iv. Mantenimiento de la integridad del medio ambiente

- Protección de los recursos hídricos

- Control de la contaminación

Reto principal:

Cumplir con los objetivos sociales y económicos de manera

sostenible para evitar la degradación del medio ambiente

2. Contexto actual de la gestión de recursos hídricos


CONCEPTO DEFINICIÓN CALIFICACIÓN

AI, UNESCO AI = P/ETP hiperárido: < 0.,03

árido: 0,03 – 0,2

semiárido: 0,2 – 0,5

WSI WSI = WR/Pop suficiencia relativa: > 1700 m3/ano/hab

estrés hídrico: 1700 – 1000 m3/ano/hab

escasez hídrica: < 1000 m3/ano/hab

WScI, WMO WScI = UW/WR baja escasez : < 10%

moderada escasez: 10% – 20%

mediana a alta escasez: 20% – 40%

elevada escasez: > 40%

SWSI SWSI = suficiencia relativa: 0 – 9 hab.104/m3/ano

(104/WSI/HDI) estrese hídrico: 10 – 19 hab.104/m3/ano

escasez hídrica: > 20 hab.104/m3/ano


recursos hídricos


Hay regiones áridas en todos los continentes

Las cifras anteriores pueden no identificar problemas regionales y locales de

agua que ocurren en grandes extensiones continentales


recursos hídricos


Fonte : GWP; UNEP

% Território

Superfícies Áridas nos Países

Paraguai

Bolívia

Argentina

Colômbia

Equador

Brasil

Peru

Chile

Venezuela

México

Arid and semi arid zones in Latin America

Semi-árido

Árido


recursos hídricos

Conjunto de métodos de captación, concentración y almacenamiento de agua

que escurre por una superficie artificial o natural

En un sentido más amplio: captación de agua para el uso productivo de

inmediato o para la conservación y el uso productivo posterior

Componentes principales:

- Área de captación

- Depósito de almacenamiento

- Área de uso

4. Captación de agua de lluvia: definiciones, clasificación y ejemplos

Área de

almacenamiento (o

área de cultivo)

Área de captación


Las técnicas se han usado para:

restaurar la productividad de las zonas agrícolas en las regiones semiáridas

aumentar la productividad de la agricultura de secano

minimizar los riesgos en zonas propensas a la sequía

reducir la erosión del suelo

recarga de aguas subterráneas

luchar contra la desertificación mediante la reforestación y cultivo de frutas

aumentar el suministro de agua para el consumo doméstico

aumentar el suministro de agua para consumo animal

almacenar agua para emergencias (interrupción de suministro; incendios,

incluso forestales)

obtener agua de limpieza

obtener agua para uso industrial

reducir pico de crecidas

obtener agua para uso en laboratorios de hidráulica



Uso probable

Ejemplos:

Marruecos

Argelia

Egipto

Chad

Malí

Níger

Sudán

Etiopía

Somalia

Kenia

Tanzania

Zambia

Uso bien documentado

Otros países



Otros países

Uso probable


Yemen

Arábia Saudita

Irã

Índia

China

Paquistão

Afeganistão Síria

Jordânia

Oman



China

Tailândia

Vietnam Laos

Myanmar Índia

Cambodja Filipinas

Uso probable


Otros países



CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA

agua en el aire escurrimiento superficial agua subterránea

captación de agua de captación de captación de captación de

neblina y de rocío agua de lluvia agua de agua subterránea

crecida



Captación de agua de neblina

Chile: coletores de 48m2

(doble malla de polipropileno; 3 litros/dia/m2)



Escurrimiento superficial: captación de agua de lluvia (captación de agua de

techo)

tanque




lluvia en microcuencas)

Tres tipos de captación de agua

de lluvia en microcuencas




lluvia en macrocuencas)



Escurrimiento superficial: captación de agua de crecidas



Agua subterránea: captación de agua subterránea (presa subterránea)

Construción de una

presa subterránea:

• país: Chad

• longitud: 120 m

• anchura: 1,2 m

• altura: 2 m



Agua subterránea: captación de agua subterránea (Qanat)



Captación de agua de lluvia en las zonas rurales (uso doméstico)

- inicio del siglo XX: disminución en el uso de agua de lluvia por el gran

entusiasmo por presas, la explotación intensiva de las aguas subterráneas y el

uso de grandes sistemas de suministro de agua

- en muchas regiones de los países en desarrollo ha habido un renovado

interés en las técnicas para la captura de agua de lluvia, tanto en zonas en las

que tradicionalmente se han utilizado como en lugares donde era desconocido

- el número de tanques para captación de agua de lluvia con volúmenes

superiores a 1 m3 es del orden de varias decenas de millones alrededor del

mundo, la mayoría construida desde 1980, principalmente en las zonas rurales

de los países en desarrollo



Algunas de las razones de ese interés renovado:

- La rápida difusión de materiales impermeables para techos

- El desarrollo de tanques eficientes y de bajo costo

- Problemas con las fuentes superficiales o subterráneas, tales como:

salinidad, contaminación e suministro intermitente

- Aumento de la demanda de sistemas de abastecimiento de agua en las zonas

rurales en comparación con el crecimiento de la población

- Fracaso de los sistemas tradicionales de abastecimiento de agua en

comunidades pequeñas debido a la mala operación y mantenimiento

- La captación de agua de lluvia puede ser económicamente ventajosa en

comparación con otras fuentes - zonas aisladas y montañosas, con una

disponibilidad limitada de agua subterránea etc - o pueden ser la fuente más

rápida de nuevas áreas urbanas



Captación de agua de lluvia en las zonas rurales (agricultura):

- Áreas de riego: 20% de las áreas cultivadas

75% del consumo mundial de agua

40% de la producción mundial de alimentos

- La agricultura de secano tiene, y seguirá tiendo, un importante papel en la

producción de alimentos

- El uso del agua es muy ineficiente tanto en la agricultura de secano como en

la de regadío

- Técnicas de captación de agua de lluvia: aumento de la humedad del suelo y

base para el uso de riego suplementario

- Investigaciones: el uso de sistemas de captación de agua de lluvia puede

aumentar en dos o incluso cuatro veces la productividad agrícola



Captación de agua de lluvia en las zonas urbanas

Hay restricciones en el uso de sistemas de captación de agua de lluvia en las

zonas urbanas, especialmente para el suministro doméstico:

- Los altos niveles de contaminación del aire en las grandes ciudades pueden

tornar a agua de lluvia inadecuada para el consumo directo y la preparación de

alimentos

- En particular en las grandes ciudades, los problemas de baja disponibilidad y

altos costos de suelo pueden hacer que la instalación de tanques de

acumulación de agua de lluvia cara y poco práctica

- El suministro de agua en las zonas urbanas está asociado a grandes

economías de escala, haciendo que el precio unitario del agua sea

relativamente bajo, lo que permite el uso de agua de fuentes distantes



Captación de agua de lluvia en las zonas urbanas (continuación)

Beneficios de la difusión de la captación de agua de lluvia en las zonas

urbanas:

- Reducir el consumo de agua potable (el agua de lluvia se puede utilizar para

el riego de jardines, lavado de vehículos etc)

- Control de inundaciones

- Reducir la contaminación de los ríos

- Combatir la sobreexplotación de las aguas subterráneas

- Reducción sustancial de la infraestructura de sistemas de drenaje

- Uso de agua de lluvia en los incendios y emergencias (terremotos)



Limitaciones que deben ser consideradas:

- La eficiencia depende de las condiciones climáticas

- Los sistemas pueden ser costosos

- Puede ser difícil obtener una zona del techo a prueba de agua por persona

para llegar a la cantidad mínima de agua recomendada por la OMS (es decir, la

cantidad de agua puede ser insuficiente para los períodos de sequía)

- Las características químicas y físicas del agua captada de los techos son a

menudo buenas y el sabor es aceptable; todavía, la tarea es ardua para

obtener el nivel de "cero CF por 100ml' (aunque su calidad sea generalmente

superior a de la fuente alternativa en las zonas rurales de los países en

desarrollo)



5. Errores frecuentes en proyectos de captación de agua de

lluvia

Las razones por las cuales los esfuerzos de aplicación de técnicas para la

captación de agua de lluvia no pueden llegar a sus objetivos potenciales son

numerosas y se pueden dividir en diferentes tipos:

institucionales

técnicas

económicas

sociales


La falta de conocimiento acerca de la existencia y la importancia de esas

técnicas (por parte de los políticos y de la sociedad civil en general)

La mayor parte de las actividades relacionadas con la aplicación de esas

técnicas se realizan en relativo aislamiento y/o sin una coordinación

interinstitucional y multidisciplinaria

Algunas tecnologías pueden resultar inadecuadas para una región ya que los

diseños pueden basarse en suposiciones incorrectas

La falta de un conocimiento hidrológico adecuado es un factor limitante para el

desarrollo de sistemas de captación de agua de lluvia


lluvia


El monitoreo y evaluación de proyectos de captación de agua de lluvia son

prácticamente inexistentes

Eso, contribuye a las dificultades en el intercambio de información sobre las

experiencias exitosas y las causas de los fracasos

Aunque manuales que describen la mayoría de las técnicas han sido

publicados recientemente, por lo general no se presentan guías para

seleccionar la técnica más adecuada para uso en una determinada región


lluvia


Región semiárida brasileña

Superficie: casi 1.000.000 km2

Precipitación media anual: 750 mm (valores

mínimos cercanos a 400 mm); concentrada

en unos pocos meses del año

Evaporación potencial: hasta 2.000mm/ano



Región semiárida brasileña

Roca basal: 70% de la superficie

Bajo potencial hidrogeológico: 4 m3/h

Capa de suelo poco espesa



Índice de Desarrollo Humano

(IDH) em la región semiárida

1.135 municipios

Población total:

Alrededor de 21 millones hab.

Población rural:

Alrededor de 9.000.000 hab.



Iniciativa más relevante: Programa 1 Millón de Cisternas (P1MC), cuyo objetivo

es proporcionar a las familias de la región semiárida agua para consumo

directo, para preparación de alimentos para higiene personal

Está a cargo de organizaciones no gubernamentales y financiado por el

gobierno federal, el sector privado y las organizaciones internacionales;

después de 10 años, se construyeron un poco más de 500 mil cisternas

Investigaciones financiadas por el gobierno federal: algunos problemas

relacionados con la construcción de las cisternas y la cantidad y calidad del

agua

Varios estudios se han desarrollado en las universidades y los problemas de

calidad del agua almacenada y de construcción de las cisternas también se

han detectado

A pesar de los problemas, los beneficiarios están muy satisfechos (“la calidad

del agua captada es mejor que de la fuente anterior”)


6.1 zonas rurales



6.1 zonas rurales


Agua: calidad, cantidad (camión de aljibe)

Costo

Financiamiento

Nuevos materiales


6.1 zonas rurales



6.1 zonas rurales



6.1 zonas rurales

El marco jurídico del P1MC sólo recientemente ha sido sancionado por la Ley

nº 12.873, de octubre de 2013. Por lo tanto, el Gobierno Federal,

reconociendo los tanques como herramientas eficaces para la promoción de la

convivencia con el semiárido, tiene como objetivo reducir la burocracia en la

contratación y transferencia de fondos para la construcción de las cisternas



6.1 zonas rurales



6.1 zonas rurales

Presas subterráneas se han utilizado en la región semiárida, pero de una

manera no sistemática; hay indicios de problemas en su uso

Las ONG han fomentado, de forma independiente, la construcción de cisternas

y represas subterráneas

Actualmente también se discute la aplicación del Programa de Tierras y Agua 2

1 (P1 +2)


P1 + 2

Água para consumo humano

Água para produção


6.1 zonas rurales



6.1 zonas rurales

Cisterna “calçadão”

Volumen: 52 m3

Área de captación: 200 m2

Costo: R$ 7.500,00



6.1 zonas rurales

“Barraginha”

Volumen: ? m3

Área de captación: ? m2



6.1 zonas rurales


Es relativamente incipiente el uso de las técnicas de captación de agua de

lluvia en zonas urbanas

La creación de las subvenciones para fomentar la captación de agua de lluvia

es un tema de debate en varias ciudades

Se han aprobado leyes municipales que requieren que sean construidos

reservatorios de almacenamiento del agua de lluvia en las nuevas

edificaciones, públicas y privadas, si el lote supera una determinada área (por

ejemplo, 500 m2 en la ciudad de Río de Janeiro)

Fue aprobada recientemente por la ABNT una Norma Técnica relativa a la

captación de agua de lluvia

En algunos edificios en varias ciudades se empezaron a construir sistemas de

captación de agua de lluvia, lo que anunciado como un punto positivo para

facilitar la venta


6.2 zonas urbanas



6.2 zonas urbanas


A pesar de enormes esfuerzos, aún queda mucho por hacer en cuanto a la

implementación de los sistemas de captación del agua de lluvia en Brasil

Con el P1MC el reto es aprovechar la experiencia adquirida para intentar

implantar acciones que visen la mejoría de la calidad del agua consumida

En cuanto al P1MC y al P1 +2, aspectos adicionales de la gestión del agua

pueden contribuir al éxito general de ambos

7. Consideraciones finales


Los proyectos de captación de agua de lluvia se pueden mejorar con una

mayor investigación sobre los siguientes temas:

- Desarrollo de métodos para evaluar el potencial beneficio del uso de las

técnicas de captación de agua de lluvia en una dada región

- Aplicación de los Sistemas de Información Geográfica para identificar sitios

potenciales para el uso de sistemas de captación de agua de lluvia

- Desarrollo de métodos para evaluar la eficiencia de los sistemas de captación

del agua de lluvia

- Desarrollo de métodos para ayudar a seleccionar la técnica más adecuada

para captar el agua de lluvia para una dada región

7. Consideraciones finales


¡MUCHAS GRACIAS!

[email protected]


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