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Como diseñar una vivienda sostenible en el uso del agua

En los últimos años se ha desarrollado una sensibilidad por la sostenibilidad en la edificación, la eficiencia energética ya se incluye en muchos proyectos y existen másteres y especializaciones en arquitectura bioclimática. El siguiente paso es el agua.

Pero aún son muy desconocidas las medidas, los métodos y las herramientas que nos permitirán conseguir un proyecto sostenible en el uso del agua.

A todos los proyecto de edificación, urbanización e industriales se le pueden y deben aplicar medidas para un adecuado uso del agua, pero para empezar a hacernos una idea, usaremos como ejemplo una vivienda unifamiliar con jardín, ya que nos permite estudiar a pequeña escala un buen número de las medidas que se podrían implantar en un proyecto.

La vivienda

Se trata de una vivienda unifamiliar aislada en la costa de Málaga de 850m2 de parcela y 120m2 de planta para cuatro habitantes. Cuenta con zonas verdes de especies variadas y una piscina de 7×4 metros.

Plano_situación

Plano de la vivienda en planta.

Posibles medidas a adoptar

A modo de resumen, recapitulemos las posibles medidas a adoptar en este proyecto para un uso más racional del agua.

  • 1. Optimización de la red de fontanería.
  • 2. Diseño del jardín y optimización del riego.
  • 3. Control de la evaporación de la piscina.
  • 4. Aprovechamiento de aguas pluviales.
  • 5. Reutilización de aguas tratadas.
  • 6. Drenaje aplicando Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible.

Otras medidas se descartan desde un principio en este proyecto como; captación de aguas subterráneas, superficiales, la desalinización a pequeña escala, inodoros de compostaje, depuración de aguas residuales por métodos extensivos y muchas otras.
 

      1. Optimización de la red de fontanería

Se diseñará un trazado de red eficiente y se instalarán en toda la fontanería de la casa dispositivos para el ahorro.

  • Aireadores en grifos y duchas.
  • Cisternas de doble descarga.
  • Urinarios masculinos para el hogar.
  • Recirculación del agua caliente sanitaria (ACS). Esta medida es especialmente necesaria debido al emplazamiento de las placas térmicas que calientan el agua, situadas relativamente lejos de los puntos de consumo. Se ha calculado que el gasto de agua por cada ducha esperando a que tenga la temperatura adecuada es de 18 litros.

 

      2. Control de la evaporación en la piscina

La vivienda cuenta con una piscina de 29m2 de planta y un volumen de 43 m3. Se ha evaluado la efectividad, sobre la evaporación de la piscina, de la instalación de una cubierta en los meses que no se utiliza. Además se ha estudiado la posibilidad de recoger el agua de lluvia sobre la cubierta de la piscina para rellenarla en épocas de más evaporación. En algunas zonas, como Cataluña, es obligatorio almacenar el agua de rebose de las piscinas para su reutilización, pero en Málaga, debido a su clima, que la piscina rebose es muy poco frecuente si no se dispone de una cubierta que evite la evaporación durante el invierno.

En su diseño deben evitarse en la medida de lo posible características como el uso de materiales oscuros tipo pizarra para el recubrimiento del vaso, ya que aumenta la temperatura del agua y favorece la evaporación. También evitaremos las piscinas desbordantes y colocarla en zonas de mucho viento.

La evolución del gasto de la piscina para los tres escenarios estudiados nos permite observar la importancia de la evaporación, que a menudo se desprecia.

Evap_piscina
 

Un buen asesoramiento sobre el tratamiento adecuado nos permitirá ahorrar tiempo, productos químicos y mucha agua en operaciones de limpieza y renovación de agua, teniendo un agua más saludable.
 

      3. Optimización del jardín y la red de riego

El jardín es uno de los mayores gastos de agua de la vivienda, de modo que una optimización de la red de riego y un estudio de las necesidades hídricas de las plantas es básico y muy efectivo. Realizando un balance de agua en el suelo podemos caracterizar los consumos y el agua disponible de modo que solo utilicemos la necesaria. En este caso, por la optimización del riego se estima un ahorro de más de un 30%.

El problema habitual en los jardines es la mezcla de especies con diferentes necesidades hídricas, lo que suele provocar una baja eficiencia en el riego. Cuando llueve, el suelo recibe el agua uniformemente, pero si el consumo es mayor en unas plantas que en otras, nos encontraremos con un problema. O regamos cuando las de mayor consumo no tengan ya agua, sobreregando así a las  plantas que aún tienen, o esperamos y sometemos a las plantas que más consumen a un estrés hídrico. Para eso se diseñan las hidrozonas, que son sectores de riego con especies de un consumo parecido.

Se ha diseñado una red de riego por goteo que cubre las necesidades hídricas de cada zona del jardín de una manera muy eficiente. Existe una superficie de césped de 59 m2 que se regará mediante goteo enterrado, aumentando mucho la eficiencia con respecto a la aspersión.

red-riego-jardin
Plano de la red de riego por goteo.

 

Otra causa de poca eficiencia en el uso del agua para el jardín son las operaciones de riego, habitualmente utilizando frecuencias y tiempos de riego basados en la intuición y en la observación (a menudo de gente poco experta). El calendario de riego personalizado permite conocer mejor el comportamiento del jardín y sirve de orientación en las operaciones de riego. Para controlar el riego se instalarán electroválvulas y un programador digital con sistema de interrupción en caso de lluvia.
 

Calendario de riego2

 

      4. Aprovechamiento de aguas pluviales

Con una superficie de recogida de cubiertas+terrazas de 189 m2 tenemos un volumen medio potencial de 104.000 m3 al año. Es un volumen bastante grande, pero debido a la irregularidad intranual de las lluvias, para poder tener un buen porcentaje de aprovechamiento de esa agua es necesaria una alta capacidad de almacenamiento. Para su correcto dimensionamiento es necesario tener en cuenta todas las medidas a incluir como ya vimos más extensamente en este artículo: “Cómo dimensionar bien un depósito de pluviales”.

dimensionado-deposito-pluviales

Ahorro para diferentes tamaños de depósito de aguas pluviales. Uso de agua almacenada: riego.

 

      5. Reutilización de aguas tratadas

Regenerar y reutilizar el agua procedente de baños y cocina es una medida que puede ahorrar un gran consumo de agua. Mediante la instalación de un sistema de tratamiento compacto podemos devolverle al agua unos niveles de calidad adecuados para ciertos usos como la recarga de las cisternas, riego de jardines y limpiezas. Se contemplan dos posibilidades:

  • La regeneración de aguas grises (procedentes del lavabo y la ducha). Poco contaminadas por lo tanto requieren un tratamiento más sencillo. Se usarían para la recarga de las cisternas ahorrando un 30 % del consumo interior de la casa y podrían usarse también para el riego del jardín.
  • La regeneración de aguas residuales (procedentes del váter y del fregadero). Aunque en cuestión de volumen si sería interesante, la necesidad de una mayor depuración y las restricciones sanitarias que impone el RD de vertidos, con análisis semanales, hacen esta opción desaconsejable en este proyecto.

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Depuradora biológica para aguas negras.

 

6. Drenaje aplicando Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible

En lugar de un sistema de drenaje convencional, se ha diseñado una red que incorpora Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS). Estos sistemas en lugar de llevar el agua al sistema de evacuación de la ciudad, procurará infiltrarla en el jardín, evitando que pase por zonas contaminadas con aceites y gasolinas de coches, y para recargar los acuíferos. El objetivo es que el terreno donde se emplaza la vivienda se comporte hidrológicamente igual antes y después de la construcción.

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Efecto de la impermeabilización de las ciudades que cambian el comportamiento hidrológico natural.

 

Se han proyectado dos zanjas de infiltración y dos pozos de infiltración de modo que toda el agua de lluvia que caiga sobre la vivienda se infiltre en el terreno. Esto solo se instalará si se decide no acumular las aguas pluviales. En el caso de que se recojan las aguas de lluvia para almacenarlas, se instalará un pozo de infiltración que drenará los excedentes de agua cuando el depósito esté lleno.

Plano-SUDS
Plano de drenaje mediante SUDS.

 

Evaluación de las medidas

Se ha estudiado por separado las diferentes opciones para ahorrar agua, pero en conjunto formarán un sistema interdependiente y es necesario estudiarlo desde un punto de vista integral.

Gota-integral-agua

Para evaluar el conjunto de medidas se ha realizado una simulación matemática del comportamiento de todos los factores que intervienen en el sistema, a escala diaria durante ocho años. Para ello se han usado una serie de herramientas informáticas de desarrollo propio, pues no existen en el mercado.

 

modelo-hidrologia-sostenible_captura

 

Combinando las diferentes medidas a implantar se puede observar su efecto a largo plazo y asegurar su eficacia. Esto nos permite tener una visión integral del ciclo del agua en la vivienda bajo condiciones reales.

 

resultados-modelo-hidrologia-sostenible
 

Medidas implementadas

A la vista de los datos revelados por la simulación se han decidido las siguientes actuaciones.

  • Utilizar aireadores en los grifos de ducha y lavabos.
  • Usar cisternas de doble descarga e instalar urinarios masculinos.
  • Instalar un sistema de recirculación para el agua caliente sanitaria.
  • Instalar una cubierta desmontable para la piscina.
  • Implementar un sistema de riego optimizado.
  • Instalar un sistema de reciclaje de aguas grises, que alimente a las cisternas de los inodoros.
  • Instalar una red de recogida de aguas pluviales junto con un depósito de almacenamiento de las mismas para riego con un volumen de 10m3.

 

Beneficios económicos del proyecto

Con el uso sostenible del agua se obtienen no solo beneficios medioambientales, sino también económicos. Aplicando las tarifas de agua vigentes en la ciudad de Málaga, se ha calculado el gasto de agua que se tendría si no se tomara ninguna medida y el que habría de acuerdo a lo dispuesto en el proyecto.

Estos ahorros, calculados con tarifas actuales, se verán incrementados en el futuro debido al aumento de los precios del agua que todos los organismos especializados prevén. El periodo de amortización previsto en este proyecto es de 6 años.

MHS_manual_resultados
 

Objetivos alcanzados

    • Hacer un uso mucho más eficiente del agua, reduciendo nuestra demanda de recursos hídricos en más de un 43 %.
    • Minimizar la carga sobre la red general de distribución y tratamiento de aguas residuales, contribuyendo a su mejor rendimiento.
    • Reducir el volumen de agua de lluvia y los picos en la red de drenaje, recargando los acuíferos con más de 80.000 litros anuales.
    • Reducir la contaminación de las aguas de escorrentía.
    • Reducir las emisiones de CO2 asociadas al ciclo integral del agua, luchando así contra el cambio climático.
    • Mejorar el vigor de las plantas induciendo un mejor estado hídrico y aumentar el aporte de nutrientes al suelo de una forma natural.
    • Ahorrar dinero, un 55 % en la factura del agua.

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