5 Sistemas de aprovechamiento de aguas pluviales
5.3 Elementos, clases y diseño del sistema
5.3.1 Elementos del sistema
38
Filtro de entrada
Deflector o entrada anti-turbulencia
Rebosadero con sifón
Toma de agua flotante
Válvula antiretorno
Sistema de bombeo
Equipo de control de la bomba
Interruptor de flotador
Unidad de control del sistema
Vaso de expansión
Indicador del nivel del agua
Válvula solenoide con cámara de aire tipo AA para abastecimiento de reserva
Sistema modular
Depósito de almacenamiento
5.3.1.1 Filtro de entrada
Toda el agua que entra en un depósito de almacenamiento ha de ser filtrada para evitar la entrada de hojas, partículas nocivas, etc. El tipo y número de filtros utilizados dependerá normalmente del uso previsto de esta agua (uso interno o externo), el tamaño de la instalación y las condiciones de su localización (por ejemplo, número de árboles, condiciones de la superficie de captación de agua, etc.)
Hay 3 tipos de filtros de entrada
Filtro para bajante
Filtro de malla lineal
Filtro en espiral
a) Filtro para bajante
Los filtros de bajantes son utilizados frecuentemente para filtrar el agua recogida en una superficie de más de 100 m2 por bajante. El filtro mostrado enla figura 9 usa un proceso de filtrado de 2 etapas donde se retiene el mayor número de las particulas de grandes como hojas
39
y musgo, y son filtradas a través de un proceso en cascada donde las particulas más pequeñas se filtran a través de una malla de acero inoxidable.
b) Filtro de malla lineal
Los filtros de malla lineal son utilizados frecuentemente para filtrar el agua recogida en una superficie de más de 350 m2. Existe una gran variedad de este tipo de filtros, algunos como los filtros de malla lineal, como el mostrado en la figura 10, y otros, los filtros de malla cilíndricos. Los filtros de malla utilizan un
proceso de filtrado, donde las partículas de mayor volumen, como las hojas y el musgo, atraviesan el
filtro de superficie y pasan a un drenaje o a un desagüe, y las partículas más pequeñas son filtradas pasando a través del filtro de mallas y ya de ahí pasan a los tanques de almacenamiento. En los filtros de malla cilíndricos, el agua proveniente de los tejados pasa a través de la tapa del filtro y circula por un filtro de forma cilíndrica. Este tipo de filtros suelen ser autolimpiantes debido al flujo continuo de agua y la eliminación de los escombros que serán eliminados a través de un drenaje o un desagüe.
c) Filtro en espiral
En este tipo de filtros, el agua de lluvia discurre a través de las paredes de malla y posteriormente sale hacia el depósito de almacenamiento. Las partículas sólidas y contaminantes se mezclan con el agua restante y se eliminan a través del drenaje o desagüe. Normalmente, el 90-95% del volumen de agua
Figura 10: Filtro de malla lineal
Figura 11: Filtro en espiral
40
que entra utilizando este tipo de filtros llega al depósito de almacenamiento, alcanzando la capacidad permitida por el mismo. Mientras que el agua transcurre por el filtro, esta se ve enriquecida por oxígeno gracias a la corriente provocada por la espiral. Este proceso provoca que el agua dentro del tanque de almacenamiento sea de muy buena calidad.
Existen varios tamaños de filtros en espiral. Dependiendo del instalado, puede llegar a soportar un flujo precedente de superficies de más de 3000 m2.
5.3.1.2 Deflector o entrada anti- turbulencia
El agua de lluvia pasa a través del filtro de entrada al depósito de almacenamiento a través de la entrada anti-turbulencia que se encuentra en la base del mismo. Algunas partículas pequeñas pasan a través del filtro de entrada y se quedan depositadas al fondo del depósito. El diseño y el objeto de este tipo de dipositivos buscan evitar que la corriente pueda
arrastrar estas partículas y que se mezclen con el agua del depósito. Esto ayuda a mantener el agua transparente y sin olor y minimizar el riesgo de estancamiento del agua almacenada
5.3.1.3 Rebosadero con sifón
Aunque el filtro de entrada y la entrada anti-turbulencia son efectivos para ayudar a mantener el agua almacenada transparente e inodora, es inevitable que las partículas finas de baja densidad, tales como el polen de las flores pueda emerger a la superficie del agua almacenada y formar una fina superficie de sustancias de desecho.
El uso del rebosadero con sifón permite eliminar esta capa superficial. Al mismo tiempo el sifón previene a la instalación de malos olores y de animales pequeños, lo cual es particulamente importante cuando se está utilizando una red de evacuación. Algunos sistemas de rebosadero con sifón también incluyen dispositivos adicionales tales como una red para
Figura 12: Deflector o entrada
41
evitar la entrada de organismos nocivos y un dispositivo antiretorno, tal y como se muestra en la figura 14.
5.3.1.4 Toma de agua flotante
La mayoría de los sistemas de aprovechamiento de aguas pluviales hacen uso de una toma de agua flotante para hacer que el agua que entre en el sistema de bombeo venga de la zona que está aproximadamente a 100-150 mm por debajo de la superficie. Es en esta zona donde el agua es más transparente. Una toma de agua flotante es simplemente un filtro de malla con una conexión a una manguera que suele estar flotando
42
libremente en la superficie por medio de un balón de polipropileno (o un material similar).
El grado de filtración depende del nivel de filtración requerido. Este tipo de tomas están disponibles tanto para filtrado fino como para grueso. En el caso en el que el agua haya sido filtrada a la entrada del depósito, se suele usar un filtro de malla gruesa en el punto de extracción.
5.3.1.5 Válvula antiretorno
La normativa de construcción exige que se instale una válvula antiretorno en toda conexión de rebosadero conectado a un drenaje o desagüe para evitar la contaminación del agua almacenada en el caso de un retorno imprevisto. Este requisito se puede cumplir con la incorporación de un rebosadero con un dispositivo antiretorno (como se muestra en la figura 14) o a través de
la instalación de una válvula antiretorno exenta como se indica en la figura 16.
5.3.1.6 Sistema de bombeo
Las bombas usadas en la distribución del agua pluvial pueden ser de dos tipos:
sumergibles (Figura 17)
Aspiración (Figura 18)
Por la naturaleza del diseño y el objeto de las mismas, la bomba sumergible suelen estar en el interior del depósito de almacenamiento
Las bombas de aspiración usadas en el aprovechamiento de aguas pluviales son autoaspirantes, multietapa, y están ubicadas a la salida del depósito de almacenamiento, en un recinto específico para la ubicación del mismo o dentro del edificio.
43
5.3.1.7 Equipo de control de la bomba
El sistema de bombeo suele estar controlado por un equipo de control:
Acciona la bomba/s para cubrir la demanda
Protege a la bomba del trabajo en seco
Protege al motor del sobrecalentamiento y la sobrecarga
Incluye una función de parada manual
Dependiendo del fabricante, el equipo de control de la unidad de bombeo puede ser una unidad independiente o integrada con el sistema de control principal del depósito de reserva, a modo de unidad de control del sistema.
44
El funcionamiento del sistema de bombeo estará controlado o por un detector de flujo o por un detector de presión, esto dependerá del tipo de sistema.
5.3.1.8 Interruptor de flotador
Este dispositivo se usa en conjunto con el equipo de control de la bomba para evitar el trabajo en seco de la misma si el nivel de agua almacenada baja a un determinado nivel.
El interruptor de flotador se usa en conjunto con el sistema de control de la alimentación de reserva. Esta se activa cuando el nivel de agua del depósito de almacenamiento baja un determinado nivel.
Cuando se usa una bomba sumergible, se puede montar el dispositivo
de flotación en un soporte de fijación con un pivote de palanca para asegurar la fijación de la misma.
5.3.1.9 Vaso de expansión
Los vasos de expansion se usan a modo de vaso de presión/acumulador en algunos sistemas de bombeo de pluviales con el objeto de aumentar la vida útil de la misma reduciendo los arranca-para de la bomba.
5.3.1.10 Indicador de nivel de agua
Será necesario incluir un indicador de nivel de agua cuando el usuario final quiera controlar el volumen del agua almacenada.
En el mercado se encuentran disponibles tanto los medidores analógicos como los neumáticos digitales. El indicador mostrado en la figura 20 trabaja midiendo la presión hidrostática del líquido que actua sobre una
Figura 19: Interruptor de
flotador montado sobre soporte y pivote de palanca
Figura 20: Indicador de nivel
analógico neumático con bomba manual
45
membrana localizada en el fondo del tanque. La membrana de presión está conectada al indicador mediante un tubo capilar. Para obtener la medición, la presión se transmite a través del capilar activando la bomba manual que se encuentra en el calibre. Cuando la presión en el tubo capilar es equivalente a la presión hidrostática que actua en el fondo del depósito, la pantalla del indicador muestra la altura del líquido como un porcentaje.
5.3.1.11 Válvula solenoide controlada con cámara de aire tipo AA para la alimentación de reserva
Para que la alimentación de reserva se active mediante un dipositivo con cámara de aire tipo AA, se requiere una composición similar a la de la figura 21.
Este tipo de componentes se usan para proporcionar el agua de reserva a un depósito superficial o cisterna, o a un depósito enterrado a través de una red de tuberías. La válvula solenoide se activa a gracias a un interruptor de flotador que se encuentra en el depósito de almacenamiento o cisterna.
5.3.1.12 Sistema modular
Un Sistema modular es un conjunto de componentes montados en fábrica para el aprovechamiento de aguas pluviales que contendrá, como mínimo, los siguientes componentes:
Bomba (aspiración)
Sistema de control con protección en seco
Dispositivo antiretorno para alimentación de reserva con cámara de aire tipo AB
También puede contener un indicador del nivel de agua.
Figura 22: Sistema modular Figure 21: Válvula solenoide
controlada con cámara de aire tipo AA para la alimentación de reserva
46
5.3.1.13 Depósito de almacenamiento
El depósito de almacenamiento principal de un sistema de aprovechamiento de aguas pluviales debe estar hecho de un material estanco al agua y que impida la proliferación de microbios. Los materiales más frecuentes son los siguientes:
polipropileno
polietileno
acero recubierto por inmersión en caliente
plástico reforzado con fibra de vídrio
hormigón
En el mercado hay disponibilidad tanto de tanques superficiales como enterrados de diferentes formas y tamaños.
Todos los tanques de almacenamiento deberían contar con tapa empotrada y ventilación filtrada para minimizar el riesgo de contaminación del agua
almacenada.
Los tanques de almacenamiento y el resto de componenetes del sistema deberán ser capaces de resistir niveles de PH por debajo de 5 y el rango de temperaturas al que esté previsto que estén expuestos.
Figura 23: Depósito de almacenamiento enterrado de polietileno con capacidad de 1950 l. Figura 24: Depósito de almacenamiento superficial
47
Además, algunos fabricantes ofrecen conjuntos formados por el depósito y los diferentes componentes del sistema, montados en fábrica. Estos conjuntos están disponibles tanto para tanques superficiales como para enterrados. La figura 25 nos muestra
un ejemplo de un conjunto de tanque de almacenamiento superficial para ubicación en el interior.