SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA FRÍA SANITARIA

Como ya se ha mencionado, el objetivo principal de este documento es el planteamiento de una vivienda autosuficiente. Por ello, se plantea la desconexión total de las redes de abastecimiento energético y de agua y de la red de saneamiento. Consecuentemente, para conseguir un abastecimiento continuado de agua en la vivienda, se hace necesario plantear un sistema de recogida, bien por medio de un pozo o bien por medio de recogida de aguas pluviales. En este caso, debido a las dificultades de la disposición de un pozo en un espacio urbano y a los impedimentos legislativos que ello conlleva, se plantea como solución la recogida de agua de lluvia y su adecuado tratamiento, para conseguir aportar el consumo total de la vivienda.

Si bien la legislación vigente aplicable; REAL DECRETO 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, como recoge en su Artículo 3, apartado F: “Todas aquellas aguas de consumo humano procedentes de un abastecimiento individual y domiciliario o fuente natural que suministre como media menos de 10 m3 diarios de agua, o que abastezca a menos de 50 personas” (Presidencia 2003a); exime del cumplimiento de la misma a la vivienda caso de estudio. Sin embargo, para garantizar la calidad y salubridad del agua, además de la recogida en sí misma, se someterán las aguas de lluvia a un proceso de potabilización, adoptando los criterios de calidad del agua impuestos por la legislación como plan de actuación para el tratamiento de dicha agua.

En esencia, el tratamiento de potabilización consistirá en imitar el proceso realizado en grandes plantas potabilizadoras, reduciéndolo a una escala doméstica; dichas plantas lleva a cabo la potabilización siguiendo 3 etapas: sedimentación, filtración y desinfección. Cada una de dichas

Figura 89.Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el interior de

edificios. Fuente:

https://www.andimat.es/storage/22-24.pdf

Figura 90.Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos calientes que discurren por el exterior de edificios. Fuente: https://www.andimat.es/storage/22-24.pdf

Figura 91.Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos

fríos que discurren por el interior de edificios. Fuente: https://www.andimat.es/storage/22-24.pdf

Figura 92.Espesores mínimos de aislamiento (mm) de tuberías y accesorios que transportan fluidos fríos

que discurren por el exterior de edificios. Fuente: https://www.andimat.es/storage/22-24.pdf

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etapas puede realizarse siguiendo diversos métodos que varían en función de las características de la fuente natural de agua y a su vez, de la composición química de la misma. Es por ello por lo que se hace necesario disponer de un estudio bioquímico del agua recogida, para conocer todas sus características (pH, relación conductividad/dureza, etc.) y adaptar las medidas a tomar en función de las necesidades reales del agua a tratar; sin embargo al tratarse este documento de un estudio enteramente teórico y, dado que la vivienda caso de estudio no se ha construido, dicho estudio tampoco se ha podido realizar, ya que se hace imposible la toma de muestras in situ para su posterior análisis bioquímico. Por ello, respecto a las medidas a tomar para la potabilización del agua de lluvia, se escogerán suponiendo que las condiciones del agua recogida requieren de diversos tratamientos, para paliar las posibles amenazas.

Teniendo clara la necesidad de un correcto estudio de las condiciones, tanto previas como posteriores a la potabilización del agua, para poder conseguir realmente el autoabastecimiento de agua, se ha de estudiar entonces las condiciones climáticas de la zona para conocer la intensidad pluviométrica de la misma. Los datos relativos a la lluvia se determinan a partir de los valores climatológicos normales de Oviedo, ofrecidos por la Agencia Estatal de Meteorología. Estos datos suponen una media aritmética de las condiciones climatológicas que se han dado en la ubicación seleccionada entre 1981 y 2010, por lo que se consideran una representación fiable de lo que pueda ocurrir en temporadas futuras (Agencia Estatal de Meteorología (AEMET). Gobierno de España 2010).

El conjunto de valores se resume en la tabla 13, donde aparecerá, por este orden: la temperatura media mensual/anual, la temperatura media mensual/anual de las temperaturas máximas diarias, la temperatura media mensual/anual de las temperaturas mínimas diarias, la precipitación mensual/anual media, la humedad relativa media, el número medio mensual/anual de días de precipitación igual o superior a 1mm, el número medio mensual/anual de días de nieve, el número medio mensual/anual de días de tormenta, el número medio mensual/anual de días de helada, el número medio mensual/anual de días despejados y el número medio mensual/anual de horas de sol [Tabla 39].

Mes _˚C T TM _˚C Tm _˚C R mm/m2 H % DR DN DT DF DH DD I Enero 8.3 12.0 4.6 84 76 10.7 1.4 0.7 4.9 2.9 3.4 115 Febrero 8.7 12.7 4.7 81 75 10.3 1.7 0.7 5.5 2.5 2.8 122 Marzo 10.5 14.9 6.1 78 74 10.4 0.8 1.1 5.6 0.8 3.2 153 Abril 11.3 15.7 6.8 100 76 12.2 0.3 2.1 7.2 0.1 1.7 160 Mayo 13.9 18.2 9.5 82 78 12.1 0.0 3.6 9.7 0.0 1.5 167 Junio 16.7 20.9 12.4 57 79 8.3 0.0 2.2 10.2 0.0 2.2 167 Julio 18.7 22.8 14.5 45 79 7.3 0.0 2.4 11.1 0.0 2.3 177 Agosto 19.1 23.3 14.8 56 80 7.8 0.0 2.5 11.1 0.0 2.5 176 Septiembre 17.6 22.1 13.1 66 78 7.9 0.0 1.5 9.7 0.0 3.1 166 Octubre 14.6 18.7 10.4 98 79 11.3 0.0 0.8 9.8 0.0 2.3 138 Noviembre 10.9 14.6 7.2 115 79 12.3 0.1 0.9 7.4 0.3 2.6 109 Diciembre 8.9 12.4 5.3 98 77 11.7 0.6 0.8 5.4 2.6 3.6 105 Año 13.3 17.4 9.1 960 78 122.3 5.0 19.4 97.6 9.1 31.3 1756

Como se puede observar en la tabla anterior, la oferta de lluvia anual es de 960l/m2 al año. Para recoger ésta cantidad de agua de lluvia, se dispone de la cubierta de la vivienda, de 50m2 y de la superficie pavimentada a cota 0 en la parcela, de 80m2. Dichas superficies pavimentadas han de disponer de unas condiciones libres de contaminantes que puedan elevar el grado suciedad que

Tabla 39. Valores climatológicos normales de Oviedo. Fuente: AEMET -

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puede arrastrar el agua de lluvia, equiparándose a la zona de la cubierta de la vivienda, por ello, se plantea una parte de la parcela, marcada en los planos, donde se limita el espacio apto para el aparcamiento de coches o zona de lavado de los mismos y, en definitiva, el espacio donde se deberán llevar a cabo las actividades que puedan ocasionar algún tipo de contaminantes como grasas, productos de limpieza, etc. El espacio es compartido para otras tareas debido a que en las calles que rodean la parcela hay espacio de estacionamiento para los vehículos de las residencias contiguas, por lo que el espacio para aparcamiento es elevado. Así pues, se disponen de 130m2 para recoger y canalizar el agua de lluvia que cae sobre la parcela.

Para conocer si la cantidad de agua de lluvia recolectada es suficiente para cubrir la demanda de la vivienda, es necesario establecer unos valores comunes a la vivienda en cuanto a consumo. Los valores medios de consumo diario se resumen en la tabla 40 en base a los consumos generales de cada aparato (Diputación de Barcelona. Área de Medio Ambiente. 2010).

L/uso Uso (nº veces) n. pers. total viv. (l)

Fregadero 30 3,5 1 (común) 105 Lavabo 2 3 3 18 Ducha 40 1 3 120 Wc doble descarga 6 3 3 54 Limpieza 6 1 1 6 Lavadora 50 0,4 1 20

CONSUMO TOTAL DE LA VIVIENDA PLANTEADA 323 l

Sin embargo, la Organización Mundial de la Salud establece que, si se llevan a cabo buenas prácticas en la vivienda por medio de pautas de sostenibilidad y ahorro de agua, el consumo medio de agua por persona será de 100l de agua como máximo. Esto se conseguirá con una serie de pautas que se establecen en la Guía del Usuario para el ahorro de agua doméstica, basada en las sugerencias de la OMS. Así pues, llenando las lavadoras, evitando el uso continuado de éstas con poca ropa puesto que con la misma cantidad de agua se limpia menos cantidad de ropa y favoreciendo las lavadoras de bajo consumo de agua; adquiriendo aparatos dotados de sistemas de ahorro de agua como grifos con caudales más pequeños o instalando reductores de caudal en los grifos de la vivienda; y optando por un cambio en la forma diaria de consumir el agua en la vivienda, como sustituir los baños y duchas prolongadas por duchas cortas de 5 o 10 minutos o llevar un control en la apertura de los grifos y evitar pérdidas por goteos incontrolados en los mismos, se podrán conseguir los parámetros establecidos por la OMS (Diputación de Barcelona. Área de Medio Ambiente. 2010).

Por ello, se establece la demanda en 100L/persona, previendo que se dispondrán de los sistemas necesarios para conseguir dicho ahorro y que los usuarios de la vivienda harán un consumo responsable del agua de la misma (Diputación de Barcelona. Área de Medio Ambiente. 2010).

Estos sistemas comprenderán la instalación de grifería de bajo consumo en ducha, lavabo y fregadero, así como la utilización de una lavadora de bajo consumo, tanto energético como de agua. Además, se propone la ubicación de un inodoro de doble descarga, con lo cual el ahorro por descarga es notable.

Por ello, se selecciona el grifo de cocina monomando KARIM DUE ECO de la marca Galindo, el grifo de lavabo monomando L20 de la marca Roca y el set de ducha Crometta Vario Green de la marca Hansgrohe, todos ellos con un consumo de caudal de 6 l/min a 3 bares de presión.

Tabla 40. Consumo de agua de la vivienda. Fuente: Elaboración propia en base a Guía del usuario. Ahorro de agua doméstica - https://www1.diba.cat/uliep/pdf/49525.pdf

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Además, se selecciona la lavadora WTE 6511 BW de la marca Beko con una eficiencia energética A+++ tanto en ahorro energético como de agua y el inodoro Inspira Round de la marca Roca, con una cisterna de doble descarga de 4,5/3 l con alimentación inferior.

Las fichas técnicas de cada uno de los aparatos planteados anteriormente se adjuntan en el apartado ‘Anexos: Sistema de abastecimiento de A.F.S.’.

La elección de aparatos y grifos reductores del consumo, permiten suponer el ahorro de 23l/día en el consumo para cumplir con el máximo establecido por la OMS de 100l/pers día. Además, el ahorro sería mayor si en la vivienda se siguiesen las pautas de comportamiento establecidas por la OMS para el ahorro de agua, sin embargo, tan solo se plantea la reducción de 23l/día puesto que las pautas de comportamiento no se pueden prever y dependerán enteramente de los inquilinos de la vivienda.

Así pues, el consumo de agua de la vivienda será de 300L/día, mientras que la demanda anual supondrá los 109500L/año.

La oferta de agua disponible para hacer frente a ese consumo dependerá de la cantidad de lluvia, la superficie de recogida disponible y un factor de corrección en función de la superficie. Así pues, la oferta de agua viene dada por la siguiente expresión (Asociación Española de Empresas de Tratamiento y Control de Aguas (AQUA ESPAÑA) 2016):

𝑂𝑓𝑒𝑟𝑡𝑎 = 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑔𝑖𝑑𝑎 · 𝑃𝑙𝑢𝑣𝑖𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟í𝑎 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 · 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒

Así pues, con una superficie de 130m2, una pluviometría anual de 960m2 y un factor de 0,9 se podrán conseguir 112320 litros de agua anuales. Como la Oferta supera a la demanda, se podrá llevar a cabo el autoabastecimiento de la vivienda y se establece el volumen del depósito en base a la misma.

El volumen del depósito vendrá dado por el valor de la demanda, los días de autonomía del mismo y un factor del 20% más del volumen total debido a la sedimentación que se producirá en el fondo de los elementos que logren traspasar el primer filtro de gruesos a la entrada del depósito (Asociación Española de Empresas de Tratamiento y Control de Aguas (AQUA ESPAÑA) 2016).

Se establece un periodo de reserva de 23 Días porque en los meses de verano, los más desfavorables, llueve una media de 7 días por lo que hay que conseguir la autonomía para el resto de días del mes. Así pues, se calcula el volumen del depósito en función de la expresión (Asociación Española de Empresas de Tratamiento y Control de Aguas (AQUA ESPAÑA) 2016):

𝑉𝑑 = 𝐷 · 𝐹𝑑 · 𝑃

En base a la fórmula antecitada, se determina que el depósito ha de tener un volumen mínimo de 8280 litros. Por ello, se selecciona el modelo CARAT XL de 8500L de la marca comercial GRAF [Fig.93], cuyas características técnicas se detallas en el ‘Anexos: Sistema de abastecimiento de A.F.S.’.(GRAF 2019b).

Dónde:

Vd: Volumen del depósito en L

D: Volumen de agua para la cual ha de tener capacidad el depósito (en este caso la Oferta antes calculada) en L Fd: Factor de sobredimensionado del 20%

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Previamente al depósito, se prevé la ubicación de una malla en los canalones y bajantes para evitar la entrada de animales y objetos gruesos a las canalizaciones que llevan al mismo. Además, en la entrada del depósito se colocará un primer filtro, el filtro autolimpiante Optimax [Fig.94] de la marca GRAF, que evitará el paso de gran cantidad de sustancias gracias a su malla de 0,35mm y su conformación por medio de tres capas de filtrado: un filtro de acero inoxidable, una capa intermedia de filtrado y una última capa de superficie de recogida (GRAF 2019b).

Como la vivienda caso de estudio no desarrollará una dotación de agua elevada, el proceso de depuración y potabilización empieza en el propio tanque de recogida y almacenaje; donde éste además de servir para la recogida, desempeñará la etapa de decantación (floculación- sedimentación), en la cual los sólidos en suspensión aún presentes, se irán depositando en el fondo del tanque. Durante esta etapa inicial, es recomendable añadir una serie de compuestos químicos (Hipoclorito de calcio, sulfatos ferrosos, etc.) con el fin de provocar una floculación más eficaz (proceso por el cual a través de compuestos químicos, provoca que los sólidos en suspensión en un líquido se junten y al hacerlo, se depositen en el fondo del recipiente contenedor) (Weber 1979).

Además de todo ello, también es necesario destacar que respecto al mantenimiento del tanque recolector-decantador, éste cuenta con una válvula situada en la parte inferior, donde periódicamente se evacuarán el agua y los sedimentos depositados en el fondo, con el fin de evitar la putrefacción de los sedimentos y favorecer una mayor limpieza del mismo.

Figura 93. Depósito GRAF CARAT XL. Fuente: https://www.grafiberica.com/depositos-soterrados.html

Figura 94. Filtro GRAF Optimax autolimpiante. Fuente: https://www.grafiberica.com/depositos- soterrados.html

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Como se ha explicado anteriormente, la instalación de recogida de pluviales cuenta con dos depósitos, uno para la recogida y decantación y un segundo depósito para la acumulación del agua potabilizada, que será el que abastezca la vivienda. El transporte del agua desde del tanque recolector-decantador al de almacenamiento se llevará a cabo mediante una bomba sumergible. Sin embargo, no sólo basta con eliminar las partículas que flotan en el agua, sino que se hace imperativo desinfectar el agua recogida y eliminar cualquier elemento patógeno presente (Yolanda y Cárdenas [sin fecha]).

La siguiente etapa necesaria para la potabilización del agua es la desinfección, donde se eliminarán todos los posibles patógenos presentes. Si bien no es necesario utilizar ambos sistemas, se han seleccionado la cloración y la eliminación de patógenos por exposición a rayos ultravioletas para asegurar una desinfección total del agua (DAVID CASERO RODRÍGUEZ, 2007). Para ello se colocará el filtro de rayos ultravioletas a la salida del tanque recolector- decantador, de tal forma que a la entrada del agua al depósito de consumo o acumulación, el nivel de patógenos sea mínimo, favoreciendo así la no proliferación de microorganismos en el tanque de almacenamiento. Sin embargo para alcanzar unos niveles excelentes de salubridad y calidad para el agua, se añadirá un sistema más sensible para la cloración, donde una bomba dosificadora de cloro analizará la composición del agua almacenada y la concentración de cloro, de tal forma que en se mantenga una concentración constante e imposibilite la formación de microorganismos en el depósito (CECIBEL IDROVO 2009).

Llegados a este punto, casi se habrían conseguido una calidad y salubridad óptimas, acordes a los estándares recogidos en el RD 140/2003 por el que se regula la calidad del agua para consumo humano, en el Anexo I, en los apartados A y B. Sin embargo, con la finalidad de regular otros aspectos sobre la composición del agua como la turbiedad o el pH, teniendo en cuenta que con los procesos anteriores de potabilización se encontrarían dentro los niveles aceptados, también se incluirá un filtro de carbón activado granular, justo entre el filtro de rayos uva y la bomba dosificadora de cloro, situada en la entrada del tanque de almacenamiento. La razón de añadir un filtro de carbón activo, a pesar de que no elimina bacterias, virus, hongos o patógenos biológicos, se basa en contrarrestar posibles contaminantes que pueda contener el agua de lluvia como puedan ser metales pesados; como el radón, plomo, cadmio o hierro, procedentes de la descomposición de tuberías; mercurio, cobre o manganeso, provenientes de la actividad humana en el medio; o una amplia gama de químicos como compuestos volátiles (combustibles, bifenilos policlorados, dioxinas y desechos radioactivos, clorurados, trihalometanos, pesticidas, herbicidas, etc.), nitratos, minerales disueltos etc.; de tal modo que según el agua fluya a través del filtro, toda sustancias nocivas y contaminantes que no hayan sido eliminados en la etapa de desinfección por el filtro de rayos ultravioletas y la bomba dosificadora de cloro, se absorberá o

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se adherirá a la superficie de los millones de micro poros de los gránulos de carbón activado (Yolanda y Cárdenas [sin fecha]). Otras ventajas fundamentales de colocar un filtro de estas características, son sin duda mejorar tanto el color como el sabor del agua a consumir, a pesar de que a priori no serían necesarios para la vivienda caso de estudio (DAVID CASERO RODRÍGUEZ, 2007; Yolanda & Cárdenas, s. f.).

Por último, es necesario destacar que en función de la dureza del agua, en determinadas zonas también es necesario añadir un tratamiento para paliar la escasez o la sobre abundancia de minerales, ya que la falta de éstos ha de ser garantizada y la sobre abundancia debe reducirse, ambos por motivos biológicos. Dicha dureza puede conocerse realizando un análisis del agua tomando una muestra in situ, estudio que como se explicó anteriormente, no se dispone del mismo, es por ello por lo que no se propone ninguna medida de actuación, aun así, tratándose de recogida de aguas pluviales no debería necesitarse ninguna medida de actuación respecto a la dureza del agua (Yolanda y Cárdenas [sin fecha]; CECIBEL IDROVO 2009; DAVID CASERO RODRÍGUEZ 2007).

Como depósito de agua potable, necesario para el almacenamiento del agua depurada, se seleccionó el deposito Platin de la marca GRAF de 1500L [Fig.97], que permite una autonomía de 5 días, al cual irá llegando paulatinamente el agua depurada conforme se va consumiendo la que ya está presente en el depósito (GRAF 2019a). Se evitaron los depósitos demasiado grandes para evitar el estancamiento del agua durante muchos días.

Las bombas necesarias para mover la totalidad del caudal de agua que se ha de consumir en la vivienda, tanto entre depósitos como hacia el interior, son todas del mismo modelo. Se seleccionó el modelo de bomba sumergible Integra INOX de la marca GRAF [Fig.98], apta para caudales de hasta 3000l/h y capaz de suministrar la presión necesaria para la vivienda, calculada a continuación, puesto que puede suministrar hasta 4 bares de presión.

Figura 97. Depósito de agua potable GRAF Platin 1500l. Fuente: https://www.grafiberica.com/agua- potable/depositos-soterrados/platin-agua-potable.html

Figura 98. Bomba sumergible GRAF Integra INOX. Fuente: https://www.grafiberica.com/depositos- soterrados.html

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Para la etapa de desinfección (cloración y eliminación por rayos ultravioletas) se escogerán equipos que no solo cumplan su función, sino que además sean eficientes eléctricamente para no sobre exigir a la instalación fotovoltaica. Para la bomba dosificadora de cloro, se ha