El gran aporte de los Sistemas de Captación de Aguas Lluvias

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Dra. Claudia Sangüesa Pool, Investigadora de la Universidad de Talca y Cátedra Unesco en Hidrología de Superficie

Desde las antiguas civilizaciones se han desarrollado diferentes formas de captación de agua de lluvia; una forma es a través de cisternas de acumulación que se construían bajo la ciudad y proveían del agua para uso doméstico a sus habitantes. Otra forma fue el confeccionar obras para captar el agua lluvia y luego conducirla a un estanque acumulador o directamente a obras de riego. Prueba de esto son las evidencias que se han encontrado de obras de aprovechamiento de agua lluvia en el Desierto de Negev, en Israel y Jordania que datan de 4.000 años o más. Por tanto, en base a la distribución de restos de estructuras de captación de agua de lluvia que se encuentran esparcidas por el mundo y el continuo uso de estas obras en la historia, se puede concluir que las técnicas de captación de agua de lluvia han cumplido un papel importante en la producción agrícola y en satisfacer las necesidades domésticas, con un uso preferente e intensivo en las regiones áridas o semiáridas del planeta.

No obstante lo anterior, estas tecnologías en Chile sólo se han comenzado a estudiar y a publicar recientemente y responden a la necesidad de aumentar la disponibilidad de agua durante la época estival. Y ello cobra cada vez mayor importancia dado el escenario de incertidumbre climática que se observa en la zona central del país, reflejado en una sequía que afecta al consumo humano, a las actividades productivas y al medioambiente.

En este marco, el Centro Tecnológico de Hidrología Ambiental (CTHA) de la Universidad de Talca comenzó a desarrollar los Sistemas de Captación de Aguas Lluvias (SCALL) en la Región del Maule, a partir del año 2012, con financiamiento del Fondo de Innovación para la Competitividad (FIC Maule). Y posteriormente, se han desarrollado e implementado SCALL en otras regiones del país, tales como Coquimbo, Valparaíso, Ñuble, Biobío y Los Ríos, con proyectos financiados a través de distintos fondos concursables.

Los Sistemas de Captación de Aguas Lluvias son sistemas que permiten la captura y almacenamiento de las aguas lluvia para su uso posterior, ya sea para riego, para los animales, para combatir incendios, para consumo doméstico e incluso como agua potable.

Están conformados por una zona de captación, un sistema de conducción y un hidroacumulador. El área de captación corresponde a una zona impermeabilizada implementada sobre la ladera de un cerro. También puede utilizarse el techo de alguna construcción (casa, bodega o galpón) teniendo el cuidado de que el techo no altere la calidad del agua (por ejemplo, que no esté oxidado). Un segundo componente del SCALL está dado por el sistema de conducción, que lleva el agua capturada hacia el hidroacumulador, donde se puede incluir un sistema de decantación o filtros, si fuese necesario. Un tercer elemento corresponde al hidroacumulador, que es donde se almacena el agua lluvia, y para ello, existen diversas alternativas, tales como el estanque australiano, de PVC, de fibra de vidrio y estanques flexibles (Figura 1). Cabe destacar que para que el sistema sea eficiente en términos de captura y almacenamiento del agua lluvia se deben considerar elementos de ingeniería hidrológica.

La ventaja de los SCALL es que acumula un agua de buena calidad y sin contaminantes si se utiliza un área de captación inocua y en buen estado (como el revestimiento del área de captación con geomembrana) pudiendo ser destinada incluso como agua potable (previo a un proceso de cloración preventivo). Además, al utilizar agua proveniente de las lluvias, esta no tiene dueño y es una solución sustentable basada en la naturaleza que solo requiere una inversión inicial mediana (puede variar entre $3 y $7 millones, según el tamaño).

Algunos alcances en la implementación

Durante la investigación llevada a cabo por el CTHA en 2012, se probaron dos materiales para impermeabilizar el área de captación: hormigón armado y geomembrana (HD 1 mm de espesor), donde ambos cumplieron su objetivo, pero se verificó que la geomembrana presentó una mayor eficiencia hídrica, además de menores costos. Ello debido a que la geomembrana al ser muy lisa, pierde menor cantidad de agua al escurrir, alcanzando un coeficiente de escorrentía entre 0,85 y 0,90 y, a diferencia del hormigón que presenta una superficie rugosa, mostrando un coeficiente de escorrentía que no sobrepasó el umbral del 0,70. Es decir, de la lluvia caída, la geomembrana deja pasar una mayor cantidad como escorrentía.

En el mismo estudio se implementaron distintas opciones para el hidroacumulador: un estanque generado por la excavación en terreno y revestido con geomembrana, otro estanque de hormigón, un estanque australiano, otro estanque de fibra de vidrio, un estanque de polietileno y un estanque flexible. De estos, el menor costo lo presentó la excavación recubierta con geomembrana, pero también presentó dificultades en su construcción ya que se requiere un suelo estable que no se desmorone. Por otra parte, para mantener una buena calidad del agua almacenada, es deseable que el estanque acumulador esté completamente cerrado y que no ingrese luz que favorezca la proliferación de algas y microorganismos. En este sentido, la mejor opción es el tanque flexible, ya que es totalmente sellado y posee una adecuada relación costo/beneficio.

Como resultado de este estudio se concluyó que la mejor combinación de materiales para un Sistema de Captación de Aguas Lluvias está dada por una zona de captación cubierta por geomembrana y un estanque flexible como acumulador. Este tipo de sistema presentó un costo de implementación de $100.000 /m3 para un volumen a almacenar entre 20 y 30 m3. Cabe destacar la posibilidad de construir sistemas de hasta 100 o 200 m3, aunque su costo no necesariamente mantendrá la misma relación ya mencionada y debería disminuir como costo total.

Aplicación de los SCALL

Como ya se mencionó, el agua acumulada en los SCALL presenta una buena calidad ya que proviene de la lluvia y, si se mantienen en buen estado los componentes del sistema y el acumulador está bien cerrado, esta calidad se mantiene en el tiempo.

Ya definidos los estándares técnicos e hidrológicos de los SCALL, han habido diversos desarrollos y aplicaciones para su uso doméstico y agrícola. Un ejemplo de esto, son los sistemas de captación de aguas lluvias para riego de maqui (Aristotelia chilensis), en el que se instaló un SCALL de 30 m3 para abastecer una plantación de 140 individuos durante la época de estiaje (entre los meses septiembre y marzo) en la Región de Valparaíso en conjunto con la Pontificia Universidad Católica de Chile. Por su parte, en la región del Maule, se instalaron SCALL de 80 m3 para el riego de 200 individuos de maqui durante todo el año. Con estas investigaciones se llegó a la conclusión de la factibilidad técnica e hidrológica de uso de los SCALL con fines productivos. Cabe destacar, que el riego se plantea solo en la etapa inicial de la plantación para asegurar la sobrevivencia de las plantas. Una vez establecidas, es opcional eliminar el riego gradualmente para permitirle a las plantas que se adapten a condiciones sin riego.

Otro ejemplo del uso de un Sistema de Captación de Aguas Lluvia son los proyectos del Instituto de Desarrollo Agropecuario, INDAP, destinados a la provisión de equipamiento básico para pequeños productores dedicados a la agricultura familiar campesina usuarios de INDAP. Estos normalmente consisten en un estanque de acumulación de aguas lluvias que utiliza como área de captación el techo de las propias viviendas, lo que permite satisfacer las necesidades para el consumo doméstico pero que, dependiendo del área de captación y de la capacidad de embalsamiento, el agua acumulada también puede ser utilizada para riego de pequeños huertos familiares y para el consumo de agua para animales. Además del componente productivo, los proyectos INDAP también se asocian con resolver situaciones de emergencia provocadas por la escasez hídrica que pueden a su vez ser consecuencia de la sequía.

Por su parte, la Comisión Nacional de Riego (CNR) está desarrollando proyectos para apoyar el desarrollo de emprendimientos productivos de la pequeña agricultura a través de la implementación de los SCALL.

Sistemas de Captación de Aguas Lluvias y los Incendios Forestales

Un desafío en torno al SCALL es su adaptación para su uso en el ataque de incendios forestales y en este sentido, una de las principales restricciones existentes a la hora de combatir un siniestro de este tipo, es la escasez de fuentes de agua para abastecer a los brigadistas terrestres y a las aeronaves. Y es así como se ha planteado el desarrollo de los SCALL para que puedan abastecer a los combatientes y la adición de elementos de ingeniería para la distribución óptima de estos sistemas en el territorio, tomando en consideración factores como la cercanía de poblados, el combustible vegetal existente, los riesgos de incendios, y el impacto ambiental y cultural, entre otros. Con ello se lograría una mayor seguridad al contar con fuentes de agua en puntos estratégicos, lo que repercute en una mayor eficiencia en el combate del incendio, reduciendo la superficie quemada. Esta idea se ha planteado a distintos gobiernos regionales, aún sin éxito.

Finalmente, mencionar que los sistemas de captación de aguas lluvias al ser una tecnología sustentable, pueden tener múltiples usos ya sea en zonas rurales o urbanas. Por ejemplo, se pueden diseñar para propiciar la recarga de acuíferos en zonas rurales, o para disminuir los caudales circulantes en las calles después de una lluvia en las ciudades, o para riego de áreas verdes y jardines. Considerando la escasez hídrica actual, vale la pena seguir en la senda de la investigación y desarrollo tecnológico sobre las potencialidades de los SCALL.