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http://dx.doi.org/10.18271/ria.2016.226
REPORTE DE CASO
ISSN: 2306-8582 (Versión impresa)ISSN: 2313-2957 (Versión digital)
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nº 3: 365 - 373
http:huajsapata.unap.edu.pe/riaJulio - Setiembre
INFORMACIÓN DEL ARTÍCULO
Artículo recibido 01-06-2016Articulo aceptado 09-09-2016
On line: 21-09-2016
PALABRAS CLAVES:
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373 -365-
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Article received 01-06-2016Article accepted 09-09-2016
On line: 21-09-2016
KEY WORDS:
RESUMEN
La población en estudio carece de abastecimiento de agua potable, consumen agua de
pozos rústicos y contaminados, causando enfermedades gastrointestinales. Éste estudio
evaluó la cobertura de las viviendas rurales, para la captación del agua de lluvia con fines
de consumo humano y diseñar un sistema de captación, almacenamiento y bombeo del
agua de lluvia. Para ello se aplicó 82 encuestas de una población total de 209 viviendas,
durante el año del 2013, en la Comunidad de Vilca Maquera, del Distrito de Pilcuyo; se
realizó cálculos de la demanda de agua por familia, precipitación pluvial neta, cobertura
de captación, almacenamiento y bombeo del agua captada, considerando los recursos con
que cuentan las viviendas rurales y las especificaciones técnicas. Se obtuvo para un
promedio de cuatro integrantes de familia, un volumen de 73 m³, con una cobertura de 120
m2, consumiéndose 24.2 m³ en los meses de diciembre a marzo y el resto es almacenado
en una cisterna. La oferta de la precipitación neta durante los meses de lluvia alcanza
721.44 milímetros, siendo la sección transversal de la canaleta rectangular de 0.016 m2 y
la potencia de la bomba de 0.5 Hp. De la investigación se concluye, que el agua captada en
una superficie de 120 m2 es suficiente para cubrir los requerimientos de agua de la
población y los parámetros de la calidad de agua están dentro de los niveles permitidos por
los estándares nacionales de calidad ambiental.
ABSTRACT
The study population lacks drinking water, consume water from contaminated wells and
rustic, causing estomach diseases. This study evaluated the coverage of rural housing, for
capturing rainwater for human consumption purposes and design a system of collection,
storage and pumping of rainwater. For this 82 surveys of a total population of 209
households was applied during 2013, in the community of Vilca Maquera, the Pilcuyo
District; calculations of water demand per household, net rainfall, coverage collection,
storage and pumping of water collected was performed, considering the resources
available to rural households and technical specifications. Was obtained for an average
family of four, a volume of 73 cubic meters, covering 120 m2, consumed 24.2 m³ in the
months of December to March and the rest is stored in a cistern. The offer of the net
precipitation during the rainy months reached 721.44 mm, the cross section of the
rectangular trough of 0.016 m2 and the pump power of 0.5 Hp. Research concludes that
the water collected in an area of 120 m2 is sufficient to meet the water requirements of the
population and the parameters of water quality are within the levels permitted by national
environmental quality standards.
Gobierno Regional de Puno, 2 Facultad de Ingeniería Agrícola 3 Facultad de Ingeniería Económica 4 Universidad Nacional del Altiplano Puno PerúCorrespondencia: [email protected], [email protected]
Captación de agua de lluvia en cobertura de viviendas rurales para consumo humano en la Comunidad de Vilca Maquera, Puno-Perú
Capturing rainwater in coverage of rural housing for human consumption in the Community of Vilca Maquera, Puno-Peru
1 2,4 3,4Moisés Chino Calli, Edilberto Velarde Coaquira Julio Jesús Espinoza Calsín
agua de lluvia,
consumo humano,
captación,
almacenamiento,
calidad.
rain,human consumption,
collection,storage, quality.
© RIA - Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Nacional del Altiplano Puno Perú. Este es un artículo de acceso abierto distribuido
bajo los términos de la Licencia Creative Commons CC BY-NC-ND, https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Journal ofJournal ofHigh AndeanHigh AndeanResearchResearch
Journal ofHigh AndeanResearch
VOL 18 Nº 3VOL 18 Nº 3VOL 18 Nº 3
ccBY NC ND
INTRODUCCIÓN
La carencia de una política adecuada para la gestión y
uso de agua potable, en la Comunidad de Vilca
Maquera, del Distrito de Pilcuyo, provincia de El
Collao de la Región Puno, denota la carencia de
instalaciones de agua potabilizada, en tal sentido los
pobladores consumen agua de pozos rústicos y
c o n t a m i n a d o s g e n e r a n d o e n f e r m e d a d e s
gastrointestinales, morbilidad y mortalidad, éste
problema se agudiza más en épocas de estiaje (IV
Conferencia Latinoamericana de Saneamiento,
2016).
La captación de agua de lluvia es un sistema ancestral
que ha sido practicado en diferentes épocas y
culturas; este sistema es un medio fácil de almacenar
agua y sensato de obtener agua para el consumo
humano y para el uso agrícola (Díaz, García, y Solís,
2000). En aquellos lugares del mundo con alta o
media precipitación y en donde no se cuenta con la
suficiente cantidad y calidad de agua para consumo
humano, se puede recurrir al agua de lluvia como
fuente de abastecimiento (Cajina, 2006). En
poblaciones rurales dispersas, la cosecha de agua para
consumo es una alternativa sustentable y sostenible,
puesto que permite mejorar la salud de la población,
es fácil de operar y tiene la acepción cultural; además,
se llega a proveer la energía gravitacional debido a
diferencia de altura entre el piso y el techo de
calamina, evitando el pago por consumo de energía
eléctrica. (Assayed, et al. 2013).
Los sistemas de abastecimiento de agua de lluvia son
utilizados intensivamente en muchas zonas del
planeta y es el resultado de las necesidades de
demanda de agua. Se implementan cuando no existe
una red de acueducto o el suministro es deficiente,
cuando no se dispone de los recursos, es decir, no
existe dinero para invertir y los materiales de
construcción son muy costosos, cuando la calidad de
agua es muy baja provocada por la contaminación,
cuando la disponibilidad de agua subterránea es muy
baja o por prácticas culturales y legislación vigente
(Herrera, 2010).
América latina cuenta actualmente con cerca de 621
millones de habitantes, se estima que de continuar con
los niveles de inversión y tendencias de coberturas
registradas en los últimos tres años, se alcanzaría el
acceso universal con saneamiento mejorado en el área
urbana durante el año 2022, pero en la zona rural
apenas llegaría a una cobertura del 88% en el año
2030. Las coberturas de agua potable y alcantarillado
en el ámbito rural son bajas, alrededor del 62% y 30%,
respectivamente (IV Conferencia Latinoamericana
de Saneamiento, 2016).
En la región de Puno, las precipitaciones pluviales son
alrededor de 700 – 800 mm por año (SENAMHI,
2012), cantidad suficiente para cubrir una demanda de
50 litros/persona/día, que permite realizar las
diferentes actividades, como: aseo personal,
p r epa rac ión de a l imen tos y en inodoros
(Organización panamericana de la salud – OPS,
2004).
Los pobladores de la comunidad de Vilca Maquera
extraen el agua de fuentes internas, como de acuíferos
y manantiales. Este modelo no está cumpliendo con la
demanda actual, ocasionando desabastecimiento de
agua potable a la población materia de estudio. El
agua, además, bajo este sistema de captación está
expuesta a mayor contaminación.
Por otro lado, la carencia de una política adecuada
para la gestión y uso de agua potable en la comunidad
de Vilca-Maquera, se evidencia en la necesidad de
recuperar el recurso hídrico producido por las
precipitaciones pluviales para el consumo humano.
Sin embargo, esta técnica no está siendo aplicada
integralmente, pese a que es una de las técnicas más
antiguas. Asimismo, la deforestación de las cuencas
hidrográficas, en las cuencas altas y medias, afecta
seriamente el recurso hídrico. Este problema, sumado
a la escasa precipitación media en cada cuenca,
agrava la disponibilidad del recurso hídrico
superficial, específicamente para el consumo
humano.
Esta investigación, tiene como objetivos: 1). Evaluar
la cobertura de las viviendas rurales para la captación
de agua de lluvia con fines de consumo doméstico, en
la comunidad campesina de Vilca Maquera–Pilcuyo,
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373-366-
1Moisés Chino Calli; Edilberto Velarde Coaquira; Julio Jesús Espinoza Calsín
y 2 ) . D i s e ñ a r u n s i s t e m a d e c a p t a c i ó n ,
almacenamiento y bombeo del agua de lluvia para el
consumo humano, en las viviendas rurales de la
comunidad campesina de Vilca Maquera-Pilcuyo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Este estudio está ubicado en la Comunidad de Vilca
Maquera, del Distrito de Pilcuyo, provincia de El
Collao de la Región Puno; en las coordenadas
16º06'17” de latitud Sur y 69º32'54” de longitud
Oeste, a 3,836.00 m.s.n.m., la aplicación de la
encuesta fue realizada en el mes de mayo del 2013. En
el área de estudio, sólo una vivienda se abastece con
agua tratada para consumo humano, y el resto de
familias se abastecen de pozos. En la zona de estudio
el 27% de las viviendas son de material de bloqueta,
72 % son de adobe y el 1% de madera, con techos
calamina galvanizada. En cuanto al sistema de
alcantarillado en el área de estudio, el 2% hace uso de
pozos sépticos, 94% de pozo ciego o negro, y un 4%
no cuenta con dicho servicio. En mayoría cuentan con
el servicio de energía eléctrica.
La gran proporción de los habitantes se dedica a
actividades agropecuarias y comercio. Las viviendas,
en la zona de experimento, en mayor proporción,
están conformadas por tres habitaciones, entre
dormitorio principal, un dormitorio secundario,
cocina y sala multiusos, haciendo un área total de
recolección promedio de 120 m². Cabe mencionar
que los techos de las viviendas no presentan óxido, lo
que garantiza la captación del agua de buena calidad
(Organización Panamericana de la Salud, 2004).
Población y muestra
La comunidad cuenta con 836 habitantes, con 209
familias, 4 miembros por familia, en promedio; por
dedicarse a actividades agropecuarias y por estar
dispersas las viviendas son consideradas como
poblaciones rurales. El cálculo del tamaño de la
muestra, conociendo la población, fue de 82 unidades
de vivienda, de una población de 209 viviendas, con
un nivel de confianza de 95%.
a) Procedimiento para determinar la cobertura de las
viviendas rurales para captación de agua de lluvia .
Estimación de la demanda
La expresión matemática para calcular la demanda de
agua es la siguiente:
Dj =Nu ∗ Dot ∗ Ndj
1000
Dj = Demanda de agua en el mes j, m³/mes /población.
Nu = Número de beneficiarios del sistema.Dot = Dotación, en 1/persona/día.Ndj = Número de días del mes.
Danual= Demanda de agua para la población.
j = Número del mes (j=1,2,3,….12)1000 = Factor de conversión en litros en m³
Estimación de la precipitación pluvial
La fórmula para estimar la precipitación neta es:
PNijk = Pijk * ηcaptación
Donde: PNijk = Precipitación neta del día i, mes j y año k, mm.
Pijk = Precipitación Total del día i, mes j y año k, mm.
ηcaptación = Eficiencia de captación del agua de lluvia, 0.765
En caso de que no exista el área de captación del
sistema de captación de agua de lluvia, se diseñará en
función de la demanda anual de los habitantes a
beneficiar y de la precipitación pluvial neta anual.
Aec = Danual
PNj12j=1
j = No. del mes con lluvia, j = 1, … ,12
Donde:Aec = Área de captación necesaria para abas
tecer la demanda de agua , en m²
D anual = demanda de agua anual que necesitauna población.
PNanual12j=1 = Suma de las precipitaciones netas
medios mensuales mm
Los parámetros de los límites máximos permisibles
de la composición de agua de lluvia captada es
comprobada en Laboratorios B&C S.A.C.
b) Procedimiento para diseño de sistema de
captación, almacenamiento y bombeo del agua de
lluvia
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373 -367-
Captación de agua de lluvia en cobertura de viviendas rurales para consumo humano en la Comunidad de Vilca Maquera, Puno-Perú
El agua pluvial captada en techos y áreas de
escurrimiento debe ser conducida al sistema de
almacenamiento, mediante canaletas de lámina
galvanizada y tubería de PVC (Organización de las
Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación, 2000). Cuando la pendiente es mayor
al 10% y se trata de laderas colectoras del agua de
lluvia, es necesario contar con un dispositivo
hidráulico o un sedimentador para reducir la
velocidad del agua y al mismo tiempo sedimentar los
sólidos en suspensión contenidos en el escurrimiento
del agua del área de captación. También, se tiene en
cuenta el volumen del sedimentador o trampa de
sólidos, que es un proceso físico que consiste en la
separación, por la acción de la gravedad, de las
partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor
que el del agua.
Por o t ra par te , se cons t ruye depós i to de
almacenamiento del agua de lluvia, que consiste en
depositarla dentro de cisternas, para abastecer a una
población considerada durante los meses de sequía y
los de no sequía. Los materiales de construcción de la
cisterna son de concreto, tabique o revestimiento con
geomembrana (Anaya, 2009). Ésta resulta más
económica, impermeable y proporciona agua segura
para uso doméstico y consumo humano. Una vez
determinadas las dimensiones del sistema de
almacenamiento del agua captada y del sedimentador,
de acuerdo a la demanda de agua por familia, se
realiza un análisis de estabilidad de taludes o paredes,
los cuales están en función del valor de los
coeficientes del volteamiento y deslizamiento. Para
calcularlos, se considera el peso volumétrico del
terreno natural, la presión del líquido sobre la
superficie plana, centros de presión y momentos
segundos para una superficie plana.
Además, se debe de bombear el agua de lluvia
almacenada, que consiste en extraer el agua
almacenada y captada en los meses con precipitación
pluvial mediante un sifón o un equipo de bombeo. Los
componentes son: pichancha, línea de conducción,
motobomba y un tanque de almacenamiento previo al
tren de tratamiento de purificación (Unidad de Apoyo
Técnico en Saneamiento Básico Rural, 2009).
Finalmente, se evalúa la calidad del agua, si es o no
apta para consumo humano.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
De la cobertura de las viviendas rurales para
captación del agua de lluvia
Se ha determinado que en la comunidad, en promedio,
cada persona consume agua 42 litros/día; en tanto que
el Ministerio de Salud y la Organización Mundial de
la Salud (García, 2009) han demostrado que en la
sierra del Perú el promedio de consumo por persona
es de 50 litros/día en zonas rurales. La mayoría de los
hogares rurales obtienen el agua de diversas fuentes,
entre ellas destacan significativamente las fuentes no
tratadas (pozos rústicos).
Tomando en consideración el consumo promedio de
agua de cada persona en las zonas rurales de la sierra
del Perú (50 litros/día), de acuerdo a la OMS y el
Ministerio de Salud (García, 2009), se estima que el
consumo total de una familia compuesta de 4
miembros es de 73 m3 anual, tal como se puede
apreciar en el siguiente tabla y figura.
Tabla 1: Demanda de agua mensual para una persona.
Volumen mensualizado por persona al año (m³)
Meses Ene Feb Mar Abr
Nº de días 31 28 31
Volumen(m³) 1,55 1,4 1,55 1,5
Volumen total de agua requerida en un año (m³)
Fuente: Elaboración en base al consumo promedio
May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Total
30 31 30 31 31 30 31 30 31 365
1,55 1,5 1,55 1,55 1,5 1,55 1,5 1,55 18,25
18,25
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373-368-
1Moisés Chino Calli; Edilberto Velarde Coaquira; Julio Jesús Espinoza Calsín
Por otra parte, a fin de determinar la precipitación
pluvial, se ha hecho seguimiento al volumen de
precipitación en la zona de estudio, para lo cual se ha
instalado un pluviómetro, y la medición se ha
efectuado entre diciembre de 2012 a marzo de 2013,
en forma diaria.
Figura 1: Pluviómetro instalado en la zona de estudio.
Los resultados de la medición muestran que, entre
diciembre y marzo, es el período de precipitación
regular en la zona, alcanzando una precipitación neta
es de 721.44 mm, tal como muestran el cuadro y
figura siguientes.
Tabla 2: oferta de precipitación pluvial neta entre
diciembre 2012 y marzo 2013.
Mes Dic-2012 Ene-2013 Feb-2013 Mar-2013 Total
Precipitación (mm) 220,00 233,60 177,44 90,40 721,44
Días del mes 31 31 28 31 121
Fuente: Registros diarios entre diciembre 2012 y marzo 2013.
Durante el proceso de precipitación sobre los techos,
se produce pérdidas por factores de salpicamiento,
velocidad del viento, evaporación, fricción, tamaño
de gota, etc.; a la pérdida por escurrimiento, se define
como la cantidad de agua de lluvia que queda a
disposición del sistema de captación de agua de lluvia
(SCALL), se ha considerado un coeficiente de
escurrimiento de 0.8 por tratarse de calamina.
Se plantea la propuesta de efectuar los sistemas de
captación de agua de lluvia en 82 viviendas
construidas con techos apropiados de calamina
galvanizada considerando que esta propuesta es de
vital importancia para una adecuada gestión del
recurso hídrico carente en épocas de estiaje, para
mejorar la calidad de vida del poblador rural.
Del sistema de captación, almacenamiento y
bombeo del agua de lluvia
La captación de agua de lluvia es considerada, en este
estudio, como una tecnología utilizada para habilitar
los techos y los pisos, o bien, otras áreas
impermeables de las construcciones, para luego
almacenarlo en diversos tipos de cisternas; en este
sentido, se tiene que el sistema de captación de agua
de lluvia en techos requiere una serie de componentes
de fácil instalación y disposición; los componentes de
los sistemas de captación de agua de lluvia están
compuesto de: área de captación, recolección y
conducción, interceptor y almacenamiento. El área de
captación está conformada por el techo de la vivienda,
el mismo que debe tener la superficie y pendiente
adecuadas para que facilite el escurrimiento del agua
de lluvia hacia el sistema de recolección. Los
materiales empleados en la construcción de techos
para la captación de agua de lluvia son la plancha
metálica ondulada, tejas de arcilla, paja, etc.; cuando
llueve, existen pérdidas de agua en el techo debido a
infiltraciones, por evaporación del agua que
humedece la superficie y por salpicaduras, debido a
fuertes vientos; estas pérdidas se representan en los
diferentes materiales utilizados como un coeficiente
de escurrimiento (Ce) y es un número entre 0 y 1
(Unidad de Apoyo Técnico en Saneamiento Básico
Rural – UNATSABAR, 2001).
La recolección y conducción es un componente
esencial de los sistemas de captación de agua pluvial
en techos, ya que conducirá el agua recolectada por el
t e c h o d i r e c t a m e n t e h a s t a e l t a n q u e d e
almacenamiento. Está conformado por las canaletas
que van adosadas en los bordes más bajos del techo,
en donde el agua tiende a acumularse antes de caer al
suelo. El material de las canaletas debe ser liviano,
resistente al agua y fácil de unir entre sí, a fin de
reducir las fugas de agua. Al efecto, se puede emplear
materiales, como el bambú, madera, metal o PVC.
Las canaletas de metal son las que más duran y menos
mantenimiento necesita, sin embargo son costosas.
Las canaletas confeccionadas a base de bambú y
madera son fáciles de construir pero se deterioran
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373 -369-
Captación de agua de lluvia en cobertura de viviendas rurales para consumo humano en la Comunidad de Vilca Maquera, Puno-Perú
rápidamente. Las canaletas de PVC son más fáciles
de obtener, durables y no son muy costosas
(Velázquez, 2012).
El interceptor, conocido también como dispositivo de
descarga de las primeras aguas provenientes del
lavado del techo y que contiene todos los materiales
que en él se encuentren en el momento del inicio de la
lluvia, es un dispositivo que impide que el material
indeseable ingrese al tanque de almacenamiento, y de
este modo minimizar la contaminación del agua
almacenada y de la que vaya a almacenarse
posteriormente. En el diseño del dispositivo se debe
tener en cuenta el volumen de agua requerido para
lavar el techo y que se estima en un litro por m² de
techo (Unidad de Apoyo Técnico en Saneamiento
Básico Rural - UNATSABAR). El volumen de agua
resultante del lavado del techo debe ser recolectado
en un tanque de plástico. Este tanque debe diseñarse
en función del área del techo, para lo cual se podrán
emplear recipientes de 40, 60, 80 ó 120 litros, y para
áreas mayores de techo se utilizarían combinaciones
de estos tanques para captar dicho volumen. Todo
esto debe garantizar la calidad del agua apta para
consumo, aunque dependerá del uso.
El almacenamiento es la obra destinada a almacenar
el volumen de agua de lluvia necesaria para el
consumo diario de las personas beneficiadas con este
sistema, en especial durante el período de sequía; la
unidad de almacenamiento debe ser duradera y debe
cumplir con las especificaciones técnicas requeridas
(Unidad de Apoyo Técnico en Saneamiento Básico
Rural - UNATSABAR).
Área de captación del agua de lluvia.
El área de captación de la vivienda es de 120 m², las
cuales son de tres techos, cada uno de 40m². Para
comprobar si el área de captación de la infraestructura
existente es suficiente, se utiliza la expresión que
relaciona la demanda mensual y la precipitación neta
de los meses más lluviosos, como es de diciembre a
marzo.
Aec =73 m³
721.44mm= 101.18m²
El área de captación para el abastecimiento del agua en la vivienda de una familia de 4 personas para todo el año es de 101.18 m².
Diseño del sistema de conducción del agua captada.
Longitud del cauce : 10 mCota máxima : 3.5 mCota mínima : 2.40 m²
2Superficie de captación :60m²=0.000060Km Precipitación máximaregistrada diaria : 47 mmDuración de la precipitaciónpluvial neta : 90 minutos 1.5 hrs (del pluviómetro)La pendiente mediaconsiderada : 0.06
Resultados:
a) tiempo de concentración del agua
tc = 0.0003258.50.77
0.0600.385= 0.0049h
b) Estimación del tiempo en que ocurre el máximo escurrimiento con el empleo del tiempo de concentración.
tp = 2 0.0049 + (0.6 ∗ 0.0049) = 0.14294h
Conociendo el tiempo de duración de la precipitación
pluvial máxima, se obtiene el tiempo en que ocurre el
máximo escurrimiento, D = duración de la
precipitación efectiva.
tp = 0.5D + 0.6 tc
tp = 0.5 1.5h + 0.6 0.0049 = 0.75294 h
c) Tiempo para drenar todos los escurrimientos
El tiempo que se necesita para drenar los
escurrimientos se calcula con la siguiente expresión:
tb = 2.67 tp
Reemplazando en los dos casos
tb = 2.67 0.142 = 0.3816 h
tb = 2.67 0.7529 = 2.0103h
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373-370-
1Moisés Chino Calli; Edilberto Velarde Coaquira; Julio Jesús Espinoza Calsín
( (( (
d) El gasto máximo esperado para el área indicada es:
Qp =0.278 ∗ 47mm ∗ 0.000060km²
0.143h= 0.0104m³/s
Qp =0.278 ∗ 47mm ∗ 0.000060km²
0.211hr= 0.00371m³/s
El gasto esperado es de 10.49 lts/s.
e) Estimación del área transversal de una canaleta
rectangular y circular para conducir 10.49 lts/seg ,
V=1.2m/s y la pendiente es 6%, entonces el área será:
A =0.0104m³/s
1.2m/s= 0.0086 m2
Tabla 3: Elementos hidráulicos y geométricos del sistema de captación.
Forma Áreahidráulica
Altura tirante
Perímetro mojado
Radio hidráulico
Observaciones
Rectangular 0,016m² 0,08m 0,12m 0,025 b = 0.12
y = 0.16
Fuente: Elaborado en base a resultados.
Diseño del sistema de almacenamiento del agua de
lluvia captada
El volumen a acumular alcanza:
V = 5.30 X 5.30 X 1.80m = 50.562m³
Diseño del sistema de bombeo de agua de lluvia
almacenada
Calculo del bombeo
K = 1.3, coeficiente tomado de acuerdo a la región.
X = Nº Hrs de bombeo continuo (horas)
Qb = Caudal del bombeo
Qmaxd = caudal máximo diario
Nh = número de horas
Qb =
(
0.003)(24)
0.5= 0.144 l/seg
D = 1.30.5
24
0.25
0.000144 = 0.0059m ≅ 0.6cm())
)
Considerando diámetro de la tubería ½ pulgada.
Pb =HDT ∗ Qb ∗ γ
75η
Pb = potencia de la bomba y del motor (Hp)Qb = Caudal de bombeo en (m³/s)HDT= Altura dinámica (m)
= Eficiencia de la bomba= peso específico del agua
El resultado de la potencia de bomba y del motor es
de:
Pb =8 0.000144 1000
75 0.80= 0.02 ≅ 0.5 Hp
Figura 2: Diseño de línea de impulsión (2013).
Potencia es de 0.35 Kw/hConsumo diario de energía 0 35kw/h 0 5h 1/2 hp = 0 87
Numero de bombeo = 3 veces al mes.Entonces, el consumo es = (0.87)*(3)=2.61El consumo mensual será de S/. 2.61 soles.Y durante todo el año alcanzará la suma de S/. 31.2 soles.
Los parámetros obtenidos del análisis físico químico
del agua de lluvia están dentro de los límites
permisibles señalados en la norma de la OMS –
Ministerio de Salud (2004) los cuales se detallan en la
siguiente Tabla.
ParámetrosUnidad de Medida
Máximo Nivel Permisible
Resultados de los análisis realizados 2013
10 Ene 01Feb 18 Feb 02Mar 28 Mar 29 Abr 15Jul
Turbiedad UNT 5 0.46 0.46 0.43 0.40 0.42 0.38 0.35
Temperatura °C -- 11 13.6 13 12 12.5 11.5 10
pH Valor pH 6.5 a 8.5 7 7.2 7.1 7.2 7.1 7 7.1
Conductividad (25º)
µmho/cm 1 500 13 12.3 12 12.5 12.1 12 11
Solidos Disueltos Totales
mg/L-1 1 000 5.8 6.1 6 6.1 6 6.2 6
Solidos suspendidos
mg/L-1 -- 2.9 3 3 3 3.1 3 2.9
Dureza Totalmg/L CaCO3L-1 500 < 1.3 < 1.4 < 1.2 < 1.2 < 1.3 < 1.3 <1.4
Cloruros mg Cl- L-1 250 < 2.5 < 2.5 < 2.4 < 2.4 < 2.3 < 2.5 <2.3
Sulfatos mg SO4=L-1 250 < 4.9 < 5 < 5 < 5.1 < 5.1 < 5.1 <4.8
Fuente: Laboratorios B&C S.A.C.
Tabla 4: Parámetros de límites máximos permisibles comparados con el análisis físico químico del agua de lluvia 2013.
Rev. Investig. Altoandin. 2016; Vol 18 Nro 3: 365 - 373 -371-
Captación de agua de lluvia en cobertura de viviendas rurales para consumo humano en la Comunidad de Vilca Maquera, Puno-Perú
CONCLUSIONES
La oferta de precipitación pluvial, en el punto de
captación, es de 721.44 mm/año, en 120 m2 de
cobertura de techo de calamina, se obtiene 73m³ del
líquido elemento, durante todo el año para cuatro
personas, con un consumo per cápita de 50 litros/día,
lo que está en el rango recomendado por el Ministerio
de la Salud y la Organización Mundial de la Salud.
Según el diseño de captación se ha determinado que la
sección transversal de la canaleta es de 86 cm², con
una base de 0.08 m, con una pendiente de 0.006, el
diámetro calculado de la tubería recolectora es de 2'
de clase 5. El volumen de la cisterna para acumular el
agua es de 73 m³; se ha descontado al volumen total
24.2 m³, teniendo en cuenta el consumo de agua de
diciembre a marzo, en consecuencia se ha propuesto
diseñar una cisterna de 50.5 m³. La sección
transversal de la canaleta colectora rectangular es de
0.16 m2. El costo de bombeo por año es de 32.4
nuevos soles, considerando un consumo de energía de
0.35 kw/h., por un tiempo de 0.5 horas de bombeo por
tres veces al mes y utilizando una bomba de agua de
0.5 Hp de capacidad. Los resultados físico-químicos
de agua de lluvia están dentro de los parámetros de
límites máximos permisibles señalados en la norma
de la OMS – Ministerio de Salud, según el análisis
efectuado por Laboratorios B&C S.A.C.
RECOMENDACIONES
Para la universalización del agua potable, en el sector
rural, se recomienda considerar dentro de las políticas
nacionales, regionales y locales, considerando dentro
del presupuesto participativo para el financiamiento
de proyectos de captación de agua de lluvia, a través
de cobertura de viviendas, para consumo humano,
especialmente en las poblaciones rurales dispersas
que carecen de fuentes de agua y cuyo financiamiento
es muy alto. Dentro de los planes, también debe estar
considerado el control del medio ambiente,
especialmente la contaminación de las aguas
superficiales, tales como los ríos y aguas
subterráneas.
Las instituciones involucradas promuevan realizar
investigaciones más detalladas en el tema de
captación de agua de lluvia para consumo humano en
coberturas de las viviendas rurales, como una medida
para enfrentar la escasez de los recursos hídricos que
viene ocurriendo debido al problema del cambio
climático.
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