Una captación de manantial protegido está diseñada para recolectar, almacenar y transportar agua de manantial al tiempo que se evita la contaminación de la fuente. Si se dispone de manantiales, la tecnología es adecuada para todas las fases de respuesta.

Los manantiales surgen como resultado de la coincidencia de la hidrogeología y la topografía y pueden ser de conducción por gravedad o de naturaleza artesiana, pueden emanar de un punto definido (un ojo de manantial) o de una zona de filtración difusa, y pueden ser estacionales o permanentes (véase S.6 ). Las obras de protección de manantiales incluyen proteger la zona que los rodea de la contaminación, encontrar medios para transportar el agua hasta donde se necesite, almacenarla (no siempre es necesario) y suministrarla convenientemente. Los manantiales protegidos pueden desarrollarse como fuente de una red de distribución o utilizarse directamente para la recolección de agua.

Consideraciones de diseño

Las construcciones de manantiales varían considerablemente, y las obras concretas dependen del tipo de manantial, el rendimiento, el nivel de los ojos del manantial en relación con otras características topográficas, la proximidad a la población y el tiempo y los materiales disponibles para las obras. La zona por la que el agua sale de la superficie del suelo debe protegerse de la contaminación, lo que en su forma más sencilla consiste en un recubrimiento de piedras que, o bien se cubre con piedras/baldosas planas y se cubre con 100 mm de arcilla compactada y se rellena (sencillo, barato, rápido, replicable y puede construirse sobre una base de arcilla), o bien se cubre con una losa de hormigón con un muro de mampostería en uno de los lados, como se muestra más arriba (requiere más gastos, habilidades y tiempo, y debe haber una base sólida sobre la que construir el muro). En algunos diseños, esta estructura hace las veces de caja de almacenamiento, pero esto debe analizarse con mucho cuidado, ya que algunos ojos de manantial pueden desaparecer si se alteran demasiado (por ejemplo, si se excava demasiado la capa impermeable). Por lo tanto, generalmente se recomienda canalizar/proteger la fuente y luego transportar el agua lejos del manantial a una estructura de almacenamiento más grande donde se evite dañar el ojo del manantial. Un rebosadero con rejilla en el manantial garantiza que el agua fluya siempre y que no se produzca una contrapresión que pueda provocar que el manantial se desvíe a otro lugar. El manantial también debe protegerse de la contaminación mediante una valla y un canal de drenaje a una distancia mínima de 10 m cuesta arriba del ojo del manantial para desviar la escorrentía superficial. Para garantizar que esta tarea menos atractiva se lleve a cabo, puede ser útil programarla al principio de las obras, ya que el entusiasmo de la comunidad disminuye hacia el final de la construcción. A continuación, se debe transportar el agua hasta el lugar donde se va a tratar (si es necesario), almacenar o utilizar.

El agua puede transportarse en distancias cortas por medio de tuberías de plástico (evite las tuberías metálicas si el pH del agua es <5) o una trinchera rellena de piedras (piedras cubiertas de arcilla y con relleno).
En distancias más largas, será necesario un diseño adecuado de las tuberías con un número suficiente de válvulas de purga en los puntos bajos y válvulas de liberación de aire en los puntos altos (véase también S.7 , D.6 ).

El almacenamiento puede ser necesario en función de los tiempos de espera, los cuales dependen a su vez de los caudales de la estación seca y de la demanda de agua de la población. El Manual Esfera propone un caudal mínimo de 0,125 l/s por salida, con un máximo de 250 personas por cada una. Si el caudal medido es inferior o hay más personas por salida, es necesario almacenar agua para un suministro eficaz. En estos casos, el flujo de salida del sistema en las horas punta será mayor que el de entrada, por lo que el volumen necesario del depósito debe diseñarse en función de ello (véase D.5 , D.6 ). Los tanques de almacenamiento requieren una válvula de purga para el desarenado y un rebosadero con rejilla. El agua se distribuye normalmente en un muro de contención, el cual debe ser más alto y fuerte cuanto más cerca esté del ojo del manantial. El acceso al brocal debe ser seguro, y deben contemplarse escalones y pasamanos para los caminos resbaladizos.

Materiales

Para los puntos de captación de manantiales protegidos, se pueden utilizar materiales locales, como piedras, arcilla, mampostería de piedra u hormigón, además de tuberías y tanques de plástico.

Aplicabilidad

Los puntos de captación de manantiales protegidos son adecuados para todas las fases de respuesta cuando se dispone de manantiales. En la fase de respuesta inmediata, la mejora de la estructura de protección de un manantial existente puede lograrse rápidamente, y el agua de un manantial no protegido puede tratarse fácilmente y transportarse en camión a otro lugar a corto plazo. La construcción adicional de tuberías de almacenamiento y transporte (hasta un punto de recolección alejado) puede llevar más tiempo. En este caso, se pueden necesitar varias semanas para instalar los puntos de captación del manantial, además del tiempo necesario para localizar la fuente y realizar los estudios topográficos y los análisis del rendimiento del manantial (que deberían llevarse a cabo al comienzo de la estación de lluvias).

Operación y mantenimiento

Se necesita poca O&M, ya que el agua fluye de los manantiales por gravedad (es decir, poca necesidad de bombeo). El aumento de la turbiedad del agua tras lluvias intensas podría indicar contaminación por escorrentía superficial. Cuando esto ocurre, se debe revisar la valla y el canal cuesta arriba del manantial. Asimismo, se recomiendan controles microbiológicos anuales de la calidad del agua. Si el caudal disminuye, es posible que el punto de captación esté obstruido y sea necesario volver a excavar el ojo del manantial. En tal caso, los marcadores colocados durante la construcción pueden ayudar a indicar la posición del ojo del manantial en una fecha posterior. La sedimentación puede producirse en la tubería que transporta el agua desde el manantial hasta el depósito o en el propio tanque de almacenamiento, y ambos deben desarenarse anualmente mediante el lavado de las tuberías y la limpieza/drenaje de los tanques. Cuando la turbiedad inicial es alta, un tanque de sedimentación instalado antes de que el agua entre en las tuberías puede reducir la sedimentación.

Salud y seguridad

El agua de manantial suele ser de buena calidad, aunque debe comprobarse si presenta contaminación microbiológica o química cuando la zona de captación esté contaminada, cuando el agua no sea verdaderamente subterránea (escorrentía predominantemente subterránea) o cuando el paso del agua por el subsuelo sea rápido (por ejemplo, en terrenos kársticos). Los senderos de acceso a los manantiales situados cerca de la parte inferior de las pendientes pueden ser resbaladizos, y a veces se necesitan escalones y pasamanos.

Costos

La mejora de los manantiales puede ser relativamente barata. Los costos suelen oscilar entre USD 200 y 3.500, según la envergadura de las obras.

Consideraciones medioambientales y sociales

Los manantiales suelen ser bien aceptados por la población como fuente de agua y pueden ser más fáciles de gestionar, ya que la comunidad puede ver de dónde procede el agua. Sin embargo, los manantiales suelen tener usuarios que no desean que se utilicen para otros fines, por lo que se requiere una comprensión clara del acceso, la propiedad y la responsabilidad.
Los manantiales pueden secarse o cambiar de posición según la estación, lo que puede acentuarse con el cambio climático.