Un sistema de recolección de agua de lluvia mediante superficie elevada utiliza una superficie elevada para canalizar el agua de escorrentía a un tanque de almacenamiento que se encuentra bajo o sobre el suelo. Puede proporcionar un acceso práctico al agua en caso de emergencia, cuando las fuentes alternativas son escasas, los sistemas de suministro de agua de emergencia aún no existen, las poblaciones están dispersas o para mitigar la escasez estacional de agua.

Las superficies elevadas suelen ser artificiales. El ejemplo más común es el techo de un edificio residencial o comunitario, aunque cualquier superficie elevada puede utilizarse para construir puntos de captación de agua de lluvia más sencillos (por ejemplo, sistemas de recolección con lonas en situaciones de emergencia). La principal ventaja de las superficies elevadas es que suelen contaminarse menos que la superficie del suelo, por lo que la calidad del agua suele ser mejor. Las superficies elevadas artificiales suelen ser inorgánicas (como las planchas de hierro galvanizado de los techos), lo cual evita cambios de sabor y color. Una vez recolectada, el agua debe almacenarse en un tanque cubierto.

Consideraciones de diseño

El sistema consta de una superficie elevada (por ejemplo, el techo) y una canaleta para conducir el agua a un tubo de bajada conectado a un tanque de almacenamiento. Debe incorporarse un dispositivo de primera descarga en el tubo de bajada para desviar la primera descarga de agua lejos del depósito, lo que impide la entrada de polvo y residuos de la superficie. El tamaño de la canaleta debe corresponder al caudal de agua previsto (una regla general es 1 cm² de sección transversal de canaleta por cada 1 m² de superficie de techo) Los dispositivos antisalpicaduras ayudan a dirigir la escorrentía hacia la canaleta. Las canaletas mal instaladas o rotas son el principal punto débil de muchos sistemas de recolección de agua de lluvia de los techos, lo que supone una gran reducción de la eficiencia. Por ejemplo, las canaletas suelen estar mal fijadas, deformadas o rotas, y a menudo están mal colocadas, de modo que el agua de lluvia rebasa la canaleta. Una pendiente irregular también puede provocar que el agua se desborde del tanque y se formen charcos y aguas estancadas que pueden favorecer la proliferación de mosquitos. Los tanques subterráneos o elevados pueden utilizarse para almacenar agua de lluvia y deben cubrirse para evitar la entrada de insectos, suciedad y luz solar, ya que esto último puede provocar la proliferación de algas en los tanques. Los principales parámetros de diseño son la cantidad y el patrón de precipitaciones, la superficie de recolección, el coeficiente de escorrentía y el volumen de almacenamiento en relación con la demanda de agua. El coeficiente de escorrentía es la relación entre el volumen de agua de lluvia que escurre por la superficie del techo y el volumen de agua de lluvia que cae sobre esa superficie (varía entre 0,5-0,9). El coeficiente muestra las pérdidas de agua (es decir, un coeficiente de 0,8 significa que el 80 % se escurre mientras que el 20 % se pierde) debido a las salpicaduras, la evaporación, el viento, el desbordamiento de las canaletas y las fugas en las tuberías de recolección y los dispositivos de primera descarga. El volumen de agua suministrado por el sistema puede estimarse al multiplicar los parámetros de precipitaciones, la superficie del techo y el coeficiente de escorrentía de cada mes. Cuando la precipitación anual recolectada es superior a la demanda anual, hay agua suficiente para satisfacer las necesidades, aunque se necesitará un almacenamiento considerable para tener en cuenta las variaciones entre la oferta y la demanda. Esto depende de la cantidad de lluvia que pueda recogerse al mes, la cual varía, en comparación con la demanda mensual de agua potable (que es más constante y depende del número de personas y de los litros/mes/persona). Al comparar la oferta y la demanda mensuales a lo largo de un año, un gráfico de equilibrio puede mostrar las necesidades de almacenamiento, donde el almacenamiento máximo está indicado por la mayor diferencia entre picos o valles en el gráfico. Cuanto más larga sea la estación seca, mayor será el almacenamiento necesario En cambio, cuando las precipitaciones anuales son inferiores a la demanda, se debe ajustar la demanda/expectativa (si no se puede modificar la zona de recolección existente) o aumentar la zona de recolección. En este contexto, las operaciones comunitarias de captación de agua de lluvia pueden ser difíciles de gestionar; en ausencia de una gestión adecuada, la gente puede tomar más de la cantidad de demanda utilizada en los cálculos de diseño y el tanque se vaciará más rápido de lo previsto.

Materiales

Estos sistemas pueden fabricarse con materiales locales. Para la superficie del techo, se puede utilizar cualquier material duro que no absorba la lluvia, por ejemplo, tejas, láminas metálicas y plásticos. Para la canaleta y las tuberías, los materiales adecuados son el cloruro de polivinilo (PVC) resistente a los rayos UV, el metal (por ejemplo, aluminio), el bambú o la madera. El depósito de almacenamiento puede estar hecho de distintos materiales, como polietileno (PE), ferrocemento, arcilla u hormigón. En caso de emergencia, los tanques de almacenamiento de agua temporales elevados D.5 también pueden ser de lona con una estructura de soporte de bambú o subterráneos con un agujero excavado y revestimiento de lona.

Aplicabilidad

En situaciones de emergencia, la recolección de agua de lluvia tiende a ser una respuesta a corto plazo para complementar las fuentes de agua existentes, o para poblaciones dispersas donde los suministros de agua centralizados son costosos. También puede utilizarse específicamente para el agua potable cuando otras fuentes son de baja calidad, como el agua salobre S.4 . Las precipitaciones anuales deben ser de al menos 300 mm. Cuando las precipitaciones superan los 1.000 mm, suele haber opciones de fuentes de agua más económicas a mediano y largo plazo.

Operación y mantenimiento

La O&M es mínima y puede realizarla el propio usuario. La calidad del agua de los sistemas de recolección de agua del techo debe controlarse a través del desvío de las primeras descargas y la limpieza ocasional del techo y las canaletas. También incluye inspecciones periódicas, limpieza del tanque y reparaciones ocasionales.

Salud y seguridad

Sin rejillas en el conducto de entrada/salida de los tanques para que los mosquitos no pueden reproducirse en ellos. Si el agua se utiliza para beber, como ocurre con muchas fuentes de agua, se recomienda desinfectarla para eliminar cualquier microorganismo.

Costos

Para los sistemas individuales a pequeña escala que pueden construirse con material y mano de obra locales, los costos de inversión son relativamente bajos. En el caso de los sistemas a gran escala, los costos de capital pueden llegar a ser relativamente altos en comparación con las opciones alternativas de suministro de agua, aunque los costos corrientes tienden a ser más bajos. Los costos presupuestados suelen oscilar entre los USD 50 y 1.000 y a menudo solo incluyen el costo del tanque y las tuberías, pero no el de la captación propiamente dicha, que suele aprovechar la disponibilidad de una estructura existente, como un techo. El costo por metro cúbico de almacenamiento puede oscilar entre USD 25 y 100. Los costos operativos de inspección, limpieza, desinfección y mantenimiento también son bajos, pero deben tenerse en cuenta al calcular los costos a largo plazo.

Consideraciones medioambientales y sociales

Los sistemas de recolección de agua de lluvia suelen ser bien aceptados en la mayoría de las culturas. Sin embargo, si no se planifica o gestiona adecuadamente, el agua de lluvia puede desarrollar un sabor y un olor perceptibles durante su almacenamiento (véase D.5 , D.6 ), lo cual puede afectar a su aceptación como fuente de agua potable. Los sistemas de recolección de agua de lluvia requieren el compromiso y la responsabilidad individual de cada hogar, lo que debe tenerse en cuenta y comunicarse claramente en el proceso de toma de decisiones. El uso del agua de lluvia es también un aspecto clave de las técnicas de adaptación al cambio climático y de las actividades de mitigación de la sequía.