Cómo dimensionar bien un depósito de pluviales
Cuando hablamos de la hidrología sostenible de un proyecto, la primera medida que a la gente se le viene a la cabeza, es el almacenamiento de agua de lluvia. Ya sea porque tenemos una larga relación histórica con este tipo de técnicas, ya sea porque todos vemos cuando llueve como esa gran cantidad de agua no se aprovecha. Es tanto así que “irse por la alcantarilla” es una expresión ampliamente utilizada para referirse algo que se “pierde”, que se “desperdicia”.
Dimensionamiento de un depósito
Si decidimos recoger agua de lluvia para reducir nuestro consumo de la red y queremos saber cuál es el tamaño ideal para nuestro proyecto, hay dos métodos para hacerlo:
Método uno
Cuando indagamos por la red en busca de un depósito de aguas pluviales, especialmente para vivienda, nos encontramos sencillas fórmulas que nos ofrecen los distribuidores y que nos permiten rápidamente calcular cual es el tamaño de depósito ideal, del estilo de:
Pros
- Facilidad de aplicación
Contras
- No tiene en cuenta la distribución de lluvias a lo largo del año.
- No tiene en cuenta la distribución de consumos del jardín a lo largo del año.
- No tiene en cuenta la optimización de la relación entre superficie de captación y volumen del depósito.
- Usa el concepto de tiempo de reserva (para cuanto tiempo tendremos agua disponible almacenada) como valor de referencia, obteniendo una pretendida garantía de reserva, como si de un embalse se tratara. Esto tendría algo de sentido si fuese el único suministro de agua.
- No ofrece información sobre el ahorro en volumen conseguido.
- No ofrece información sobre el ahorro económico conseguido.
- En resumen y sin entrar mucho más en sus deficiencias, su utilidad es más que discutible.
Método dos
Para tener en cuenta todo lo anterior y poder dimensionar un depósito de pluviales es necesario utilizar un modelo matemático un poco más complejo que una fórmula, pero no mucho.
Para ello cogemos los datos históricos de lluvia, de evapotranspiración (consumo de las plantas) y los consumos domésticos y hacemos un balance diario de agua a lo largo un periodo largo de tiempo. Esto consiste en contabilizar el agua que entra al depósito un día (lluvia) y el agua que sale (consumo), con esto vamos calculando cuánta agua tiene el depósito al final del día. Hacemos lo mismo al día siguiente y al otro, y al otro… Algo que con un ordenador es relativamente sencillo.
Con eso puedes obtener datos como el ahorro total a lo largo del tiempo, puedes modificar datos como la superficie de recogida fácilmente, hacer simulaciones con múltiples tamaños de depósito para compararlos y ver muy gráficamente cómo se comportará a lo largo del tiempo.
Si tenemos conocimientos de programación podremos construirnos nuestro modelo algo más complejo e introducir otras variables como las tarifas de agua, para no solo saber cuánta agua ahorramos sino cuánto dinero ahorramos. Pero ese será objeto ya de otro artículo.
La eficiencia de almacenar agua de lluvia en España
Hemos estado hablando de dimensionar un depósito de pluviales, pero puede que el tamaño óptimo del depósito sea de CERO m3, y lo pongo en letra para que nadie crea que es una errata, es posible que almacenar agua de lluvia no sea la solución ideal (eso una empresa que se dedica a vender depósitos para agua de lluvia difícilmente te lo dirá).
Como existen muchos tipos de proyecto y muchas variables a la hora de dimensionar un depósito para agua de lluvia, vamos a ver como un mismo proyecto, en este caso una vivienda unifamiliar, podrá aprovechar un depósito de pluviales de manera distinta, dependiendo en que zona de España se encuentre y para que se use el agua.
Simulación 1. Vivienda unifamiliar – agua para riego.
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Simulación 1. Datos del proyecto |
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| Tipología del proyecto | Vivienda unifamiliar aislada |
| Superficie de recogida | 100 m2 |
| Superficie de jardín | 200 m2 con plantas de consumo medio |
| Uso del agua recogida | Riego del jardín |
Si modelamos el comportamiento de una vivienda con estas características en diferentes lugares de España, podemos ver cómo afecta la climatología a la efectividad del almacenaje de aguas pluviales para el riego. Se han escogido capitales de provincia repartidas por todo el territorio con el objetivo de representar las diferentes climatologías sin recargar demasiado las gráficas.
En la primera vemos la efectividad anual de cada tamaño de depósito.
Una efectividad de por ejemplo un 200% para un tamaño de depósito de 10m3 significa que anualmente se ahorran 20m3 de agua (como media en todos los años de la simulación).
El punto crítico será el 100%, a partir del cual el tamaño del depósito es mayor que el ahorro medio anual conseguido. Destaquemos tres ciudades; Logroño (la curva mas alta), Málaga (una curva en la mitad) y La Coruña (la curva más baja).
Para ver mejor lo que ocurre a lo largo del tiempo vamos a ver como evoluciona un depósito de pluviales de 10m3 en esas tres ciudades. La clave de una buena eficiencia para un depósito de pluviales son los ciclos de llenado y de vaciado, cuantos más haya, más efectivo.
Málaga
Podemos observar claramente como el depósito de lluvia se llena en invierno, pero permanece lleno porque la misma lluvia está regando el jardín. Cuando llega finales de abril aproximadamente, comienza el calor, las lluvias se detienen y vaciamos el depósito regando nuestro jardín, que permanece vacío hasta el siguiente otoño-invierno que empiecen de nuevo las lluvias. Esto nos proporciona una baja efectividad pues prácticamente solo tenemos un ciclo de llenado y vaciado en la mayoría de los años, arrojando una efectividad media para 10 m3 del 141%.
La Coruña
En este caso vemos como incluso en los primeros años de la simulación, el depósito permanece completamente lleno. Esto se debe a que en esos años la lluvia, abundante y distribuida a lo largo del año, es suficiente para mantener el jardín, por lo que el depósito no hace ninguna función.
Logroño
Esta ciudad tiene una mejor distribución de lluvias que Málaga pero con unas necesidades hídricas mayores que en La Coruña, lo que provoca más ciclos de llenado y vaciado, como podemos ver en las gráficas. Cuántos más subidas y bajadas sufra nuestro depósito, más efectivo será.
La clave de un depósito es usar su agua lo más posible, dejando así espacio para que en la próxima lluvia pueda almacenarse más agua. Pero usarla para algo útil obviamente, algo para lo que habitualmente usemos agua de la red.
A parte del jardín el agua de lluvia se puede usar sin mayores problemas para recarga de cisternas de sanitarios, limpieza de la vivienda e incluso para la lavadora. Sería posible incluso ducharos con ella y hasta beberla, pero eso implicaría un mayor control sanitario.
Simulación 2. Vivienda unifamiliar – agua para recarga de WC.
En la simulación anterior nuestro consumo era irregular, el riego del jardín. ¿Qué pasaría si utilizo el agua de lluvia solo para recargar los inodoros? Este consumo es muy constante a lo largo del año, todos los días vaciaré un poco el depósito y dejaré espacio para la próxima lluvia.
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Simulación 2. Datos del proyecto |
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| Tipología del proyecto | Vivienda unifamiliar aislada |
| Superficie de recogida | 100 m2 |
| Uso del agua recogida | Recarga de cisternas de WC |
| Estimación de consumo de WC | 30% del consumo medio según INE, 142l/hab/día |
| Número de habitantes | 4 |
Como sospechábamos, la eficiencia del depósito aumenta considerablemente con un consumo regular, pero este decrece muy rápidamente para valores altos de capacidad. Ahora La Coruña es la curva más alta, Almería es la más baja y tanto Logroño como Málaga se quedan en medio.
Si miramos las gráficas de los depósitos, veremos a que se deben las diferencias.
Se observan principalmente dos cosas, que hay más ciclos de llenado y vaciado, pero también que hay años que, excepto en La Coruña, ni siquiera se llena el depósito por completo, por lo que en esos casos estaría sobredimensionado.
En el caso del riego de jardín, una superficie de recogida más grande no hubiera repercutido mucho en el resultado, ya que los depósitos se llenaban relativamente fácil. Si usamos el agua para rellenar las cisternas, cabría preguntarse si aumentar la superficie de captación sería una buena medida. Esta es otra variable que podríamos tener en cuenta, pero no vamos a complicar el artículo demasiado.
Y la siguiente pregunta lógica sería, ¿y si usamos el agua para regar el jardín y para el WC? La respuesta lógica es, como hemos visto antes, que cuanta más agua de lluvia usemos, más eficiente será el depósito, pero ¿cuánto más eficiente?
Simulación 3. Vivienda unifamiliar – agua para el jardín y recarga de WC.
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Simulación 3. Datos del proyecto |
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| Tipología del proyecto | Vivienda unifamiliar aislada |
| Superficie de recogida | 100 m2 |
| Superficie de jardín | 200 m2 con plantas de consumo medio |
| Estimación de consumo de WC | 30% del consumo medio según INE, 142l/hab/día |
| Número de habitantes | 4 |
| Uso del agua recogida | Riego del jardín y recarga de WC |
Si comparamos esta gráfica con la de la simulación 2 veremos que es muy muy parecida (se aprecia la diferencia en la curva de La Coruña). Esto se debe a que para cuando el jardín necesita riego, el gasto periódico del inodoro ha conseguido vaciar el depósito y por lo tanto no provoca ningún ahorro.
Por lo que en este caso alimentar el sistema de riego con agua de lluvia es una inversión inútil, si ya lo usamos para el relleno del WC. Las gráficas de los depósitos son prácticamente calcadas por lo que no tiene sentido ponerlas aquí.
Y si…
¿Y si aumentamos mucho el área de captación? ¿y si tenemos especies vegetales que demanden mucha agua? ¿y si tenemos una piscina que podríamos rellenar con agua de lluvia? ¿y si tengo además un sistema de reutilización de aguas grises?…
Muchas son las variables que pueden afectar al ahorro potencial ligado al almacenamiento de agua de lluvia y que una simple fórmula apenas atisba a abarcar. Se pone de manifiesto la necesidad de un dimensionado preciso y personalizado, mediante modelos matemáticos que nos permitan estudiar cada caso a fondo y con garantías.
