Captación de agua de lluvia en techos

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Un aspecto de la ingeniería verde y el diseño sostenible es cómo el hombre interactúa con el ciclo hidrológico. Esto incluye cómo se gestiona la escorrentía de aguas pluviales y si la escorrentía se considera un producto de desecho o una oportunidad. La recolección de agua de lluvia es un componente crítico en la gestión integrada del agua urbana. Si los barriles de recolección de agua de lluvia / los tanques de recolección se distribuyen y usan ampliamente junto con otras prácticas de desarrollo sensibles al agua, como el desarrollo de bajo impacto y/o el diseño de conservación, se puede eliminar una gran parte de la escorrentía del sistema de drenaje.
Esto, a su vez, potencialmente reduciría los eventos de desbordamiento de alcantarillado y reduciría las concentraciones de bacterias y otros contaminantes en los cuerpos de agua receptores. Además, el uso de agua de lluvia recolectada para usos al aire libre, como el riego de áreas verdes, podría reducir el consumo doméstico de agua potable entre un 10% y un 30%.

Techo verde del campus de la Penn State University.

Todo paisajista debe entender cómo recolectar agua de un techo y cómo desviar este agua hacia plantas de jardín o a una cisterna para su almacenamiento. Existen 2 tipos de sistemas de cisternas: sobre el nivel del suelo (el tanque de agua se asienta al nivel del suelo) y debajo del suelo (el tanque de agua se encuentra bajo tierra).

Sistema simple de captación de agua desde un techo

 

Sistema complejo de captación de agua de lluvia desde un techo

Un sistema complejo de captación de agua de lluvia incluye un tanque de almacenamiento para una parte o la totalidad del agua recolectada. (La figura a continuación muestra un ejemplo de este enfoque simple). Por lo tanto, un verdadero sistema que depende del techo, tal como se define en esta serie de blogs, es un sistema complejo de recolección de agua de lluvia porque requiere un tanque de almacenamiento para que el agua se pueda usar posteriormente. . La capacidad de almacenar agua aumenta en gran medida la cantidad y variedad de plantas que se pueden cultivar en un paisaje que depende del techo porque proporciona una fuente de agua entre los eventos de lluvia natural. Cuando se instalan y usan ampliamente en todo Nuevo México, los sistemas de recolección de agua en el techo que incluyen cisternas tienen el potencial de reducir significativamente el uso de agua potable para el riego de jardines.

Los techos como fuente de captación de agua de lluvia

Los techos son un lugar ideal para la recolección de agua de lluvia por tres razones principales. Primero, la gravedad se puede usar para recolectar escorrentía, eliminando así la necesidad de electricidad para las bombas. En segundo lugar, en comparación con el inodoro y otras aguas residuales domésticas, el agua recolectada de los techos podría estar relativamente limpia. Tercero, no se requeriría un segundo sistema de plomería separado. Otros beneficios secundarios del uso de agua recuperada incluyen el ahorro de costos para el consumidor a través de la reducción en el consumo de agua municipal y el aumento de la eficiencia para la autoridad de agua potable, ya que se debe tratar menos agua, especialmente durante los días cálidos y secos, cuando es probable que el uso general de agua sea mayor.

Problemas potenciales con el agua de lluvia recolectada de techos tradicionales

Si bien el techo parece ser una opción obvia para la recolección de agua de lluvia, hay algunos inconvenientes en el uso de este recurso. Los estudios de laboratorio de materiales para techos comprados en una ferretería demostraron el potencial de lixiviación de contaminantes en el medio ambiente (Clark et al., 2004). Un gran reservorio de nutrientes y metales existía en estos materiales y si las condiciones ambientales eran favorables, parte de este reservorio podría potencialmente liberarse a la escorrentía. Algunos contaminantes comunes de alto nivel incluyen: pH, nitrato, fósforo y metales pesados. Los estudios de campo también han confirmado el importante papel que desempeñan los techos, las superficies pavimentadas, las maderas tratadas y otros materiales de construcción en la carga de contaminantes de las aguas pluviales (Clark et al. 2008a, que contiene una extensa lista de referencias y una tabla de resumen de la literatura).
En el pasado, se asumió que, a medida que los materiales para techos envejecen, su capacidad para liberar contaminantes disminuye a un valor de estado estable de bajo nivel. Sin embargo, el envejecimiento debido a, por ejemplo, la temperatura fluctuante y la exposición a la luz ultravioleta, y las interacciones en curso entre la superficie del techo y los productos químicos en la lluvia pueden dar lugar a subsuperficies recién expuestas. Es posible que estas subsuperficies no hayan sido selladas para evitar la degradación, ya que no se esperaba que estuvieran expuestas al ambiente exterior. Las pruebas en PSH en dos tejas de asfalto de paneles de techo de metal galvanizado pintadas y antiguas (más de 60 años) mostraron que la liberación de contaminantes podría continuar durante al menos 60 años (Clark et al. 2008b).
Si bien las emisiones de contaminantes pueden ocurrir en cualquier momento de la vida útil de un techo, en general, se piensa que existen dos períodos de preocupación por la liberación de contaminantes: la vida temprana y tardía. Durante la vida temprana, el exceso de selladores y la posible contaminación de la superficie se eliminan. Esta versión disminuye con el tiempo con la exposición ambiental. Debido a que es probable que las concentraciones iniciales de contaminantes sean altas (exhibiendo una primera descarga de vida), este período de tiempo es de mayor preocupación para la escorrentía del techo, ya sea que ingresa a las aguas receptoras y puede dañar tanto a la fauna como a la flora aguas abajo o que se captura para uso futuro . El segundo momento de preocupación es el final de la vida útil, donde el material se degrada tanto que los materiales del subsuelo / subbase están expuestos y los contaminantes se liberan de estas capas inferiores de material. Varios Estados y otras autoridades del agua han publicado guías sobre la selección adecuada de materiales para techos para la recolección de agua de lluvia para el riego de jardines.

Potencial de los techos verdes extensos para la recolección de agua de lluvia

El techo verde extenso, donde la profundidad del medio es superficial y las plantas son típicamente especies alpinas tolerantes a la sequía y al calor, se ha examinado como un medio para reducir el volumen y mejorar la calidad de la escorrentía de aguas pluviales para el consumo humano. La investigación en Penn State Harrisburg por Long et al. (2007, 2008) ha confirmado la capacidad los techo verdes tanto a través de la absorción potencial de la planta como del filtrado de medios de recolección/drenaje de la lluvia, para neutralizar la lluvia ácida y para eliminar ciertos contaminantes de la lluvia. Se ha documentado que los techos verdes extensos, por ejemplo, en el centro de Pensilvania, devuelven aproximadamente la mitad de la precipitación anual a la atmósfera a través de la evaporación y la transpiración de la planta. Esta es una reducción sustancial en el volumen de escorrentía en comparación con un techo tradicional. Sin embargo, esto todavía deja el 50% de la lluvia para convertirse en escorrentía. Esta escorrentía, si es de la calidad adecuada, puede estar disponible para su captura y reutilización con un tratamiento mínimo después de su paso a través de un medio de crecimiento y drenaje que también filtra los contaminantes.

Para los techos verdes, la etapa inicial abarca el establecimiento de plantas, el lavado de partículas finas de los medios. La definición de vida tardía aún se está estudiando / definiendo, pero puede ocurrir cuando las plantas no tienen suficientes nutrientes en los medios para estar saludables o cuando se ha agotado la capacidad de eliminación de los contaminantes de la lluvia. Penn State Harrisburg tiene varias pruebas piloto de techo verde en curso para evaluar tanto la generación de escorrentía (en comparación con las cantidades de lluvia) como la eliminación de contaminantes de los techos verdes.

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