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CARACTERIZACIÓN DEL PRIMER LAVADO DE ESCORRENTIA DE AGUAS

LLUVIAS SOBRE DIFERENTES TIPOS DE TECHO UBICADOS DENTRO DE

LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.

PHILLIP KLEIN GARAVITO

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTA - COLOMBIA

2015

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CARACTERIZACIÓN DEL PRIMER LAVADO DE ESCORRENTIA DE AGUAS

LLUVIAS SOBRE DIFERENTES TIPOS DE TECHO UBICADOS DENTRO DE

LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.

PHILLIP KLEIN GARAVITO

Trabajo de grado para optar por el título de:

Ingeniero Ambiental

Asesor:

JUAN PABLO RODRÍGUEZ SÁNCHEZ

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL

BOGOTA - COLOMBIA

2015

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Agradecimientos

Agradezco antes que nada a mis padres, Hans y Adriana por apoyarme en cumplir mis

sueños, darme fuerzas para luchar por lo que he querido hacer y por acompañarme en los

buenos y malos momentos que han pasado. A mi hermana Johanna por su compañía y su

interés por ver mis sueños hechos realidad.

A mis amigos quienes me han llenado de alegrías y buenos recuerdos, gracias por formar

mi carácter y apoyar de diferentes formas mi crecimiento personal.

A Juan Pablo Rodríguez Sánchez, quién fue mi asesor y mi apoyo con todo su

conocimiento para realizar este proyecto de la mejor forma posible. Al igual que a todos

los profesores de las diferentes materias vistas durante la carrera, gracias por fortalecer

mi formación y contribuir a mi futuro como profesional.

Agradezco a la Universidad de los Andes, por mi formación para ser un profesional con

altas capacidades de trabajo y entendimiento de temas relacionados a mi carrera.

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Tabla de contenido:

1. Introducción……………………………………………………………............... Página 6

2. Marco teórico…………………………………………………………………….. Página 8

2.1 Materiales de estudio………………………………………………………. Página 8

2.1.1 Tejas de zinc……………………………………………….............. Página 8

2.1.2 Tejas de barro…………………………………………………….... Página 9

2.1.3 Fibrocemento……………………………………………………….. Página 9

2.2 Sistemas de drenaje………………………………………………………. Página 10

2.3 Tipos de contaminantes………………………………………….............. Página 15

2.3.1 Sistema de recolección de muestras...……………….............. Página 15

2.3.2 Primer lavado del agua lluvia……………………………............ Página 16

2.4 Parámetros de calidad del agua………………………………...............Página 17

2.5 Techos y Fachadas………………………………………………………….Página17

3. Resultados preliminares………………………………………………………. Página 22

3.1 Resultados obtenidos de otras fuentes bibliográficas muestran….… Página 25

3.2 Resultados obtenidos en los techos de la universidad………………. Página 30

4. Conclusiones.…………………………………………………………………... Página 32

Tabla de figuras:

Figura 1. Características tejas fibrocemento (Eternit recuperado 2015).

Figura 2. Sistema de recolección agua lluvia. (Mosley, L. (2005).)

Figura 3. Sistema de recolección aguas lluvias edificio M1.



Figura 6. Sistema de recolección aguas lluvias edificio Bioterio.


Figura 8. Sistema de recolección aguas lluvias edificio A.


Figura 10. Sistema de recolección aguas lluvias edificio K.

Figura 11. . Sistema de recolección aguas lluvias edificio K.

Figura 12. Sistema de recolección de muestras de aguas lluvias.

Figura 13. Techos escogidos para el análisis.

Figura 14. Bloque M, edificio escogido M1.

Figura 15. Bloque A.

Figura 16. Bloque K (Arquitectura).

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Figura 17. Bloque A (Bioterio).

Tabla de tablas de contenido:

Tabla 1. Dimensiones tejas de Zinc. (Zinc recuperado 2015).

Tabla 2. Primer lavado – Tomado de (Martínez (2014) JPRS; adaptado de Doyle 2000)

Tabla 3. Resumen, factibilidad techos y fachadas de estudio.

Tabla 4. Resultado de laboratorio - Evento 1 (Martínez (2014) JPRS)



Tabla 7. Resultados de laboratorio (J. Young Lee et al.)

Tabla 8. Resultados de laboratorio. (A.S. Sánchez et al. (2015))

Tabla 9. Resultados de laboratorio. Farreny, Ramon et al. (2011))

Tabla 10. Resultados de laboratorio. (Claire Vialle, Caroline Sablayrolles, Maurin Lovera, Marie-Christine Huau, S´everine Jacob, et al.; Claire Vialle et al. 1 (2010)). Tabla 11. Resultados de laboratorio. (Sang-Ho Moon et al. (2012)).

Tabla 12. Resultados de laboratorio. (Miklas Scholz (2004)).

Tabla 13. Resultados de laboratorio. (E. Sazakli et al. (2007))

Tabla 14. Resultados de laboratorio. Gikas, D. Gerogios et al (2012).

Tabla 15. Características puntos de estudio. Gikas, D. Gerogios et al (2012).

Tabla 16. Resultados muestras evento 1.



Tabla 19. Precipitación registrada.

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1. Introducción.

Todos los seres vivos en la Tierra necesitan del agua para vivir. Desde comienzos del

siglo XXI estudios publicados por las naciones unidas muestran que la escasez de agua

ha aumentado, donde el continuo crecimiento de la raza humana presiona aún más esta

carestía de recursos. (UN, org (2015)). El agua es un recurso primordial para la existencia

de los seres humanos, quienes podrían decirse que son los que mayores utilidades le

dan, pero que también son los mayores agentes contaminantes y derrochadores de este

recurso muy valioso para el planeta. Estudios realizados estiman que cerca del 1% de

todo el volumen de agua encontrada sobre el planeta es apta para el consumo humano.

(Mazari H., Marisa (recuperado 2015)). Uno de los principales problemas asociados a la

escasez de este recurso está relacionado a la distribución hidroclimatica del agua; es

decir que esta no se encuentra de forma uniformemente distribuida alrededor del mundo,

lo cual implica nuevos problemas a su acceso y recolección. Falta de interés de los

gobiernos dificulta aún más este problema aumentándolo en gran medida. Es conocido

además que cerca de 1.400 niños menores de 5 años mueren diariamente por falta de

agua potable, incluyendo la falta de saneamiento de esta. (UN, org (recuperado 2015)).

Colombia posee una situación privilegiada con respecto a muchos otros países, es

catalogado como uno de los países más ricos en recursos hídricos y ambientales.

Colombia cuenta con dos océanos, grandes ríos, cómo el Amazonas, y gracias a su

posición global, ubicado en la franja intertropical, este país cuenta con un alto grado de

precipitaciones, llegando a niveles medios de 3000 mm de lluvia al año. (Moller, Rolf

(2006); Mera Chará, Elia Manuela & Galindo Lucas, Alfonso (2003)). La geografía del país

ayuda a la formación de nubes provenientes de las zonas húmedas y de mayor

temperatura que se encuentran entre las cordilleras de los Andes, donde el vapor de

estas zonas húmedas se condensa y se precipita en las zonas altas de la cordillera

generando los ríos y humedales que alimentan a las grandes ciudades como Bogotá y

que finalmente desembocan en los océanos. (Mera Chará, Elia Manuela & Galindo Lucas,

Alfonso (2003))

En Colombia sin embargo, podemos encontrar zonas donde la escasez de agua llega a

niveles extremos. Uno de los ejemplos más extremos de esta problemática se encuentra

dentro de la capital del país. Bogotá cuenta con alrededor de 8 millones de habitantes,

distribuidos en 20 localidades. Soacha una localidad conurbada de Bogotá cuenta con

una población de aproximadamente 420.000 habitantes, de los cuales se estima que el

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6% son desplazados, en ella se encuentra un barrio llamado Altos de la Florida. (El tiempo

(recuperado 2015)).

En este barrio es común encontrar habitantes de varias regiones del país, que salieron de

sus tierras por la violencia infundida por fuerzas armadas al margen de la ley (Acnur

(2013)). Este distrito presenta una anomalía en su infraestructura urbana, debido a esto,

es un caso de estudio muy interesante para el análisis de la falta de recursos hídricos, y la

adaptabilidad de las personas para recolectar y distribuir el agua potable. Esta zona es

catalogada como un barrio de invasión, es decir que las vecindades de esta zona tomaron

la tierra que encontraron libre y se asentaron en ella, esta zona pertenece a alguien, lo

cual implica en términos legales como una propiedad privada. Los habitantes de esta

división no son los dueños de las tierras donde habitan y debido a este problema legal, no

cuentan con un sistema de alcantarillado ni de agua potable. Por tal razón la población

opta por almacenar el agua que les es suministrada por carros tanque una vez al mes, en

conjunto con el agua de escorrentía proveniente de la lluvia. Los habitantes almacenan el

agua en tanques que depositan alrededor de las viviendas y de donde toman su ración

diaria. Este caso es importante de analizar ya que de este, podemos identificar la escasez

de recursos que se encuentran en diferentes zonas del país. Además este caso es

muestra existente de la importancia del estudio de las aguas de escorrentía para alguna

población de todo el país.

Este sistema de recolección de agua lluvia ayuda a disminuir la presión sobre el sistema

de agua potable, siempre y cuando este recurso sea utilizado para fines que no requieran

una calidad significativa, es decir que cumpla con estándares de calidad no apta para

consumo inmediato, pero que si sea necesario una gran cantidad; el agua es recogida por

medio de canaletas que recolectan el agua de escorrentía que cae sobre los techos de las

casas y la dirige a los tanques de almacenamiento. Los habitantes del barrio de Altos de

la Florida consumen esta agua almacenada dentro de los tanques, muchos de ellos no

saben qué calidad de agua consumen. No obstante, es necesario realizar un tratamiento

del agua, para poder consumirla dentro del hogar, debido a que ésta contiene todo el

material depositado en las temporadas secas previas a la lluvia. (Mosley, L. (2005)). Un

sistema de tratamiento de fácil implementación y práctico, es el de separar de forma física

el primer lavado de escorrentía, esto quiere decir que al caer la lluvia sobre el techo y ésta

lo lave, el primer volumen recogido debe separarse del sistema completo de

almacenamiento, ya que este primer lavado tendrá una mayor carga contaminante que el

resto de agua lluvia recolectada. Separar el primer lavado del techo mejor la calidad del

agua almacenada considerablemente, disminuyendo la cantidad de sedimentos y

contaminantes.

Este proyecto de grado tiene como propósito, determinar la calidad de agua que se

obtiene, cuando se realiza el primer lavado del agua lluvia sobre diferentes tipos de techo,

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lograr determinar el porcentaje de este primer lavado que debe ser removido antes de

almacenar el agua en los tanques. Determinar el tipo de techo que pueda beneficiar una

mejor calidad del agua lluvia recolectada y en conjunto con los resultados obtenidos por

José Alejandro Martínez en su proyecto de grado (Martínez (2014) JPRS), analizar y

optimizar el volumen del primer lavado que será desechado para mejorar las condiciones

del agua almacenada.

2. Marco Teórico.

2.1 Materiales de estudio.

Existe una gran variedad de materiales de techos, en este estudio solamente se

analizaran techos de teja de barro, teja de zinc y fibrocemento. Los materiales de techo

pueden tener algún tipo de influencia a la hora de analizar la calidad del agua que cae

sobre este. Se eligieron estos tipos de techo, en primer lugar gracias a que el edificio

presentaba un fácil acceso y en segundo lugar a que estos tipos de techo son los más

comunes en todos los tejados de la Universidad. En barrios como el de Altos de la

Florida, podemos encontrar que estos materiales de techo son los más comunes, por esta

razón y contribuyendo a los habitantes de este barrio y muchas otras partes del país se

escogen materiales que vayan afines a su capacidad económica. Los techos poseen

características diferentes en primer lugar el material del techo, su rugosidad, área y

precio, entre muchas otras.

2.1.1 Tejas de Zinc.

Existen muchas compañías dedicadas a la fabricación de tejas de Zinc, en este

caso se estudiaran las tejas de Zinc pintadas de la empresa Corpacero. Se

trata de una lamian lisa previamente galvanizada que se pinta con una base

compuesta de resinas epóxicas de poliuretano que van a funcionar como la

base para la pintura de poliéster. Los beneficios que traen estas tejas

galvanizadas y pintadas es que: 1. Es que su doble recubrimiento hacen que

las tejas tengan una vida útil 5 veces mayor que las de una teja de Zinc sin

pintar. 2. Crean ambientes más frescos en climas cálidos. 3. Son de carácter

liviano y se encuentran a precios asequibles. Los costos de este tipo de tejas

van desde 12.500 pesos hasta los 33000 pesos. (Zinc Corpacero recuperado

2015). La Tabla 1 muestra las dimensiones de las tejas de Zinc de esta

empresa donde se muestra el calibre de las tejas relacionadas al espesor

nominal en mm y donde se establece un patrón donde a mayor cobertura de la

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teja ya sea por ser galvanizada y pintada estas tejas tienen un espesor mayor.

Esto es relevante debido a que estas tejas tienden a soltar los contaminantes

depositados sobre ellas fácilmente.

Tabla 1. Dimensiones tejas de Zinc. (Zinc recuperado 2015)

2.1.2 Tejas de barro.

Las tejas de barro son reconocidas a nivel mundial, no solo por su historia sino

por su estética a la hora de terminar una construcción. Las tejas de barro como

su nombre lo indica están hechas de barro o una mezcla de greda (arcilla), las

cuales además reciben un baño de impermeabilizante, logrando así que las

tejas repelan el agua. Los beneficios básicos de estas tejas son: 1. Durabilidad,

estas tejas tiene larga vida útil. 2. Resistencia, según el modelo estas tejas

pueden soportar hasta 160 kilos y tienen una garantía de 50 años. 3. Son de

carácter ecológico, ayudan al paisajismo y en su etapa de producción

consumen menor cantidad de energía que otros productos para techado.

Proceram (recuperado 2015).

2.1.3 Fibrocemento.

Las tejas de fibrocemento se utilizan en diferentes sectores como el

agropecuario, industriales y de vivienda. Son fabricadas a base de fibras

minerales y cemento, lo cual complementa una mejor calidad. Las condiciones

climáticas no afectan el material siempre y cuando se sigan las normas de

instalación. Los principales beneficios de estas tejas son:

1. Son incombustibles.

2. Inoxidables, el fibrocemento no contiene materiales metálicos, lo cual hace

de ese techo un excelente material para zonas húmedas y/o salinas.

3. Son resistentes a la humedad y proporcionan confort térmico y acústico.

En la figura 6 se puede detallar las características de las tejas de fibrocemento

convencionales, estas características permiten identificar de buena forma de

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que se componen las tejas de fibrocemento y como estos componentes

pueden afectar en la recolección del agua lluvia.

Figura 1. Características tejas fibrocemento (Eternit recuperado 2015).

2.2 Sistemas de drenaje.

La figura 7 muestra un sistema de drenaje de techos convencional. Este sistema recolecta

el agua lluvia de los tejados y los dirige a los sistemas de drenaje que están conectados al

alcantarillado o a un tanque recolector de agua lluvia.

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Figura 2. Sistema de recolección agua lluvia. (Mosley, L. (2005).)

Los sistemas de drenaje de los techos de estudio son muy parecidos en cuanto a su

funcionamiento, los tejados dirigen el agua lluvia que cae sobre ellos hacia unas canaletas

de diferentes materiales, en este caso las canaletas están hechas de plástico PVC o

metal. Las canaletas recolectan el agua de escorrentia del techo lo dirigen a los drenajes,

estos drenajes están en muchos casos conectados directamente al alcantarillado de

forma subterránea, sin embargo para facilitar la toma de muestras del agua del primer

lavado, se eligieron techos que tuvieran los drenajes sobre la superficie y que fueran de

fácil acceso. Las figuras 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 dan una mejor vista de los

sistemas de drenaje de los techos seleccionados.

Edificio M1:

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Bloque A (Bioterio):

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Figura 7. Sistema de recolección aguas lluvias edificio Bioterio

Edifico A:


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Edificio K:


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Los sistemas de drenaje de las figuras anteriores presentan grandes similitudes entre sí,

las diferencias yacen en los drenajes que conducen al agua hacia el alcantarillado. El

edificio M1 presenta un sistema de recolección de plástico, los edificios K y A tienen

drenajes combinados de metal y tuberías de arcilla. El edifico del Bioterio tiene un sistema

de recolección completamente de metal. Esta diferencia en los materiales de recolección

del agua lluvia pueden tener efectos en la calidad del agua lluvia captada. Los sistemas

de drenaje de metal desprenden partículas de metal, en las de plástico las partículas

serán de plástico y en las de cerámica serán pequeñas partículas de cerámica. De igual

forma si estas están pintadas como en este caso, la pintura también se desprenderá del

material contaminando el agua. Los sistemas de drenaje de metal y cerámica tiene una

vida útil más larga por lo cual estos sistemas podrían contener una mayor cantidad de

bacterias adheridas.

2.3 Tipos de contaminantes.

Se ha encontrado referencias de contaminantes dentro del agua de escorrentía que

pueden ser peligrosos y afectar la salud de los que la consumen. Drenajes de metal

pueden traer consecuencias para la salud a la hora de recolectar el agua lluvia en los

tanques ya que estos pueden desprender pequeñas partículas que contamina al agua de

metales y óxidos como el zinc, hierro, cobre entre muchos otros( Nathalie Arango Escobar,

Juliana Flórez Cardona (2012)).

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Los contaminantes criterio que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas de

escorrentía son: larvas de mosquito, estas larvas aparecen cuando se acumula el agua en

el techo gracias a una interrupción del canal de drenaje por algún elemento como por

ejemplo hojas. Metales pesados, como se dijo anteriormente, techos o drenajes

fabricados con algún metal pueden oxidarse o desprender pequeñas partículas al agua

recolectado contaminándola con metales pesados que pueden bioacumularse en el

cuerpo humano causando diferentes enfermedades. Hojas, ceniza y polvo que puede

llegar a depositarse sobre el techo afectan no solo la salud del consumidor sino el sistema

de recolección. Bacterias patógenas que pueden esconderse dentro de los sólidos

suspendidos y afectar la salud, al igual que pueden llegar por diferentes tipos de animales

que se posan sobre el techo que caminan sobre este. (Mosley, L. (2005); Huston, R. et al

(2009))

Sin embargo el contaminante de mayor presencia en los techos es el polvo, hojas y

excretas de animales que contaminan el agua con sólidos suspendidos y agentes

patógenos; se encuentran en gran medida coliformes fecales y bacterias E.coli dentro del

agua recolectada, por esta razón se debe hacer un tratamiento de estas aguas o bien sea

como se ha dicho remover el primer lavado de la escorrentía para obtener una mejor

calidad de agua (Mosley, L. (2005)).

2.3.1 Sistema de recolección de muestras.

Figura 12. Sistema de recolección de muestras de aguas lluvias.

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El sistema de recolección del agua lluvia de los techos se hace de forma manual con la

ayuda de unas botellas conectadas en serie. Un tubo de PVC conectado a todas las

botellas dirige el agua hacia ellas llenándolas una a una para así tener una

caracterización diferente en cada una de estas. La pendiente positiva del tubo de PVC

con la ayuda de la botella de mayor tamaño al final permite llenar las botellas una a una

sin que el agua de escorrentía se introduzca en las otras botellas dañando las muestras.

El sistema de recolección de muestras cuenta con varia botellas conectadas con el fin de

hacer una diferenciación inicial según el color de agua recolectada, es decir que a medida

que el agua entra al sistema la primera botella deberá llenarse para que así la segunda

continúe el proceso de llenado; lo que se logra con este sistema es separar los

contaminantes a medida que avanza el tiempo de recolección del agua, logrando separar

de buena forma el agua recolectada estratificándola según el tiempo de recolección. Las

botellas serán analizadas en el laboratorio, para así determinar los parámetros

establecidos a continuación. Este sistema está relacionado con el sistema de recolección

de muestras realizado por José Alejandro Martínez en su trabajo de grado (Martínez

(2014) JPRS).

2.3.2 Primer lavado de agua lluvia.

El tema 2.3 (Tipos de contaminantes) trata sobre los contaminantes asociados a este

primer lavado, en la Tabla 2. Se resaltan las especificaciones para diferentes autores del

significado del primer lavado, donde se podrían encontrar la mayoría de los

contaminantes anteriormente mencionados. Se puede observar en la tabla que hay gran

diferencia entre cada autor, uno de los estudios que más interesa es el de Cunliffe 1998

donde expone que en tejados normales la separación de este primer lavado debe ser de

alrededor de 20 litros en tejados de tamaño promedio. Sin embargo los estudios

recolectados de otros autores muestran que este nivel de separación es mucho menor, se

habla de medidas de tiempo, como 10 minutos de lluvia, o de los primeros 0,20 mm hasta

los 2 mm de agua lluvia separada para obtener una mejor calidad.

Tabla 2. Primer lavado – Tomado de (Martínez (2014) JPRS; adaptado de Doyle 2000)

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2.4 Parámetros de calidad del agua.

Los parámetros a analizar del agua lluvia que serán tomadas en cuenta en este proyecto y que fueron tomados del proyecto de grado de José Alejandro Martínez (Martínez (2014) JPRS) y dándole continuidad a los estudios realizados por el autor serían los siguientes:

Oxígeno disuelto: Se estudiara con el fin de determinar cuanta carga orgánica puede existe en el agua. La materia orgánica consume oxígeno para su descomposición por lo cual a mayores niveles de oxígeno en el agua esta tendrá una menor carga de contaminantes y por consiguiente será de mejor calidad. (Oxígeno disuelto, Secretaria de economía DGN, norma Mexicana (2001))

Solidos Suspendidos Totales: parámetro físico-químico que da mal agrado al consumidor a la hora de beber el agua. Se trata de solidos disueltos que pueden ser filtrados, que pueden tener adheridos sustancias toxicas para los humanos. (Sólidos suspendidos, Secretaria de economía DGN, norma Mexicana (2001))

Conductividad: este parámetro es importante ya que con el determinamos la

cantidad de sales o iones disueltos en el agua y presenta correlación con los

sólidos disueltos totales. (Química del agua (2015) ; Conductividad, Secretaria de

Comercio y Fomento industrial, norma mexicana (2000))

Nitrógeno Total Kjeldahl: es la suma del nitrógeno total que podemos encontrar en el agua, mide el nitrógeno total capaz de ser nitrificado. (Nitrógeno total Kjeldahl, Secretaria de economía DGN, norma Mexicana (2001))

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Fósforo total: cuantifica la cantidad de fosfatos provenientes de diferentes fuentes, pueden ser productos de limpieza, fertilizantes, productos industriales, procesos biológicos, etc. (Fósforo, Secretaria de economía DGN, norma Mexicana (2001))

Coliformes Totales y E.coli: presencia de bacterias fecales que afectan la salud de quien bebe el agua. Los coliformes totales hacen referencia a toda la materia relacionada a estas bacterias y lo E.coli hacen referencia a las bacterias que se encuentran dentro del agua. (Coliformes, Secretaria de Comercio y Fomento industrial, norma mexicana (1987))

2.5 Techos y fachadas.

En este proyecto se analizaran tres tipos de techo diferentes, tipos hace referencia al

material con el cual están construidos estos techos, se analizaran 2 techos de teja de

barro, un techo de fibrocemento y un techo de teja de zinc pintado. Estos techos se

encuentran ubicados dentro de las instalaciones de la Universidad de los Andes. Cada

techo presenta condiciones diferentes; cada uno de estos techos se encuentra rodeado

por diferentes edificios e instalaciones, al igual que por diferentes tipos de vegetación que

puede llegar a depositarse sobre ellos. Los techos tienen diferente área, por lo que se

estudiaran diferentes cantidades de volumen de agua recolectada para el análisis de

laboratorio. En la Figura 1 se identifica la distribución de los techos dentro de la

Universidad de los Andes.

Los puntos amarillos de la Figura 1 presentan los techos donde se realizara el análisis del

agua lluvia que caiga sobre estos. Los techos fueron escogidos mediante un esquema

donde se evaluaban diferentes parámetros, la Tabla 1 mostrada más adelante es el

resumen de las características de los techos por los cuales estos fueron escogidos. Los

techos escogidos fueron: el edificio M1, el edificio A, el edificio K (Arquitectura) y el edificio

del bloque A llamado Bioterio.

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Figura 13. Techos escogidos para el análisis.

La Figura 2 muestra el edifico M1, el material del que se estudiara el agua de escorrentía

en este tech,o es de teja de barro. Este edificio colinda en el sur con la calle 18 y en el

norte con una cafetería al aire libre donde por lo general se encuentra a estudiantes. En la

zona también hay presencia de árboles que podrían tener algún efecto en la calidad del

agua recolectada, que posteriormente es analizada en el laboratorio de ingeniería

ambiental.

Figura 14. Bloque M, edificio escogido M1.

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El edificio A (Figura 3) se encuentra ubicado al costado occidental de la cafetería central

de la Universidad de los Andes. El material que será estudiado es de teja de zinc pintado.

El área de análisis está determinada en el esquema; se trata de la esquina superior del

bloque A. El entorno del bloque A se caracteriza por ser una zona con gran cantidad de

árboles, sin embargo estos árboles no tienen ningún efecto sobre el techo de estudio.

Este bloque colinda con una zona verde llamada el “Bobo” donde en las horas de

almuerzo se encuentra a los estudiantes descansando. Este evento, donde los

estudiantes se reúnen en la misma zona a descansar puede generar cambios en la

calidad del agua recolectada, como por ejemplo el hecho de que estos estudiantes fumen

cerca al techo.

Figura 15. Bloque A.

EL bloque K es un edificio de gran tamaño al se le realizaran los estudios, el material del

techo es de teja de barro. Se utilizará el área del lado izquierdo del techo como en la

Figura 4 del edificio K. La zona donde se encuentra ubicado este edifico está rodeada de

árboles, entre ellos y los más abundantes, son pinos, los pinos cipreses tienden a soltar

sus hojas, las cuales caen sobre el techo estudiado, contaminando así el agua

recolectada. Además de esto la zona es bastante concurrida por los estudiantes, ya que

entre el bloque K y el K2 se encuentra una zona de microondas para que los estudiantes

calienten su comida, la gran cantidad de estudiantes que se reúnen en este lugar puede

generar cambios en el agua recolectada del techo escogido.

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Figura 16. Bloque K (Arquitectura).

El Bioterio (Figura 5) de la facultad de biología de la Universidad de los Andes,

ubicado en las cercanías del teatro la Media Torta y a un costado del bloque Ip,

cuenta con un techo de fibrocemento pintado de color verde. La zona esta además

cubierta en gran medida por árboles que dejan caer sus hojas sobre este techo.

Figura 17. Bloque A (Bioterio).

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Tabla 3. Resumen, factibilidad techos y fachadas de estudio.

Bloque Material Cubierta

Área total

cubierta (m2)

Altura aprox (m)

Pendiente Instrumentación Toma de Muestra Acceso a cubierta

Tránsito de gente

M1 Teja Barro 78,88 2 a 4

A Teja Zinc 35,69 8 a 10

K Teja Barro 156,97 4 a 6

A Bioterio Fibrocemento 64,73 1,5

FAVORABILIDAD

Desfavorable

Medio

Favorable

El resumen de los techos y fachadas de la Tabla 3 muestran las condiciones generales de

los techos, las áreas, pendientes, alturas aproximadas, al igual que su acceso y el

material con el que estos techos están construidos. La columna de toma de muestras

muestra la favorabilidad de la toma de muestras, se observa que para cada techo

seleccionado, la toma de muestras es favorable. Esto quiere decir que la toma de

muestras se puede realizar de buena forma. En cuanto al tránsito de gente, la zona del

techo K es la zona más transitada de los techos que se estudiarán, por lo cual su

favorabilidad es media, ya que las personas transitando por esta zona pueden estropear

la recolección de muestras. La favorabilidad de los techos es medida de acuerdo al

operario que ira a tomar las muestras, es decir que si el operario encuentra de fácil forma

la recolección de las muestras la favorabilidad será positiva en este caso de color verde,

mientras que si la capacidad de recoger las muestras disminuye la favorabilidad obtendrá

un color amarillo o incluso rojo. Los equipos para las mediciones y estudios de laboratorio

son proporcionados por la Universidad de los Andes, por lo cual su favorabilidad es

completamente positiva.

3. Resultados preliminares.

Resultados preliminares mostrados en el trabajo de grado de José Alejandro Martínez, indican que cada evento sufre de alteraciones y los resultados no son constantes. Sin embargo parámetros como el pH se mantuvieron constantes en todos los análisis de laboratorio realizado por el autor. El pH de los eventos tomados (3 eventos) fueron ligeramente ácidos, con valores inferiores a 7. Por el contrario valores de coliformes y E.coli variaron según el evento. El evento 2 tuvo una gran carga contaminante de coliformes, estos valores no cumplen con los estándares de calidad de agua de la ONU ni del RAS (2000). La conductividad al igual que la cantidad de solidos suspendidos disminuyó a medida que se retiraba el volumen de las muestras anteriores, es decir a medida que se analizaba el agua de las botellas de más atrás. El nitrógeno y el fosforo

PENDIENTE

Alta > 25°

Media 15°-25°

Baja < 15°

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muestran una tendencia similar a la mencionada anteriormente, esto quiere decir que a medida que se analizaban las botellas de más atrás, la cantidad de estos componentes en el agua decrecía, mostrando así que el agua recolectada en la última botella era la de mejor calidad. (Martínez (2014) JPRS.) La Tabla 4 muestra el análisis del agua recolectada el 28 de octubre del 2014 realizadas por José Alejandro Martínez (Martínez (2014) JPRS) en su proyecto de grado. Se puede observar el estudio de parámetros como E.coli, Coliformes totales, conductividad, fosforo total, nitrógeno Kjeldahl y solidos suspendidos totales y oxígeno disuelto. El orden de estudio de las botellas están relacionadas en la tabla de esta forma, la botella 1 es la primera botella en llenarse con el agua recolectada, las botellas 2 y 3 son las botellas seleccionadas después de esta primera botella. El resultado de los análisis debería coincidir en que a medida que se elija una botella con mayor separación de la primera, esta debe tener una mejor calidad. En este caso específico, la botella 3 deberá tener una calidad diferente a la botella 2 y esta por consiguiente a la botella 1. Sin embargo la tabla muestra una inconsistencia en estos resultados, se puede ver que la botella 2 en algunos parámetros estudiados presenta niveles más elevados que los de la botella 1, un claro ejemplo es el de los coliformes totales, en la botella 1 se encontraron 40 unidades formadoras de colonias por cada 100ml, en la botella 2, 800 unidades formadoras y en la botella 3 el análisis mostro 20 unidades formadoras. Este estudio va en contra de lo pensado, donde a medida que las botellas se separan del primer lavado, estas deben tener una mejor calidad.


Los resultados de laboratorio de la Tabla 5 muestran los niveles de concentración de los parámetros de estudio del evento 2 del 04 de noviembre de 2014. Al igual que en la Tabla 4, se puede observar una inconsistencia en la cantidad de E.coli y coliformes totales, de

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nuevo en la botella 2 donde los valores son mayores a los de la botella 1. Los resultados del análisis del resto de los parámetros se ajusta a lo estipulado donde a mayor tiempo de lavado mayor calidad de agua se obtendrá.


Los resultados de la Tabla 6 reflejan de buena forma lo esperado de la calidad del agua lluvia después del primer lavado del techo. Se observan inconsistencias en el fósforo total, donde la cantidad de este es mayor en la botella 2 que en la botella 1. El resto de los resultados concuerda con lo estipulado.


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3.1 Resultados obtenidos de otras fuentes bibliográficas muestran: Se trata de estudios realizados en techos de tejas de barro, metal galvanizado, madera y concreto en el sur de Corea. Se tuvo en cuenta la presencia de líquenes y musgos en los techos de estudio que fueron instalados en el campo. Resultados presentados en la Tabla 7 representan un resumen de los análisis según los parámetros Coreanos para agua potable. La Tabla 7 muestra diferentes valores de pH, solidos suspendidos, nitritos, coliformes totales y E.coli los cuales difieren según el material del techo de donde se recolecto el agua lluvia del estudio. Los pHs se encuentran en un rango casi neutral donde el techo con menor pH es el de acero galvanizado y el de mayor es el de concreto. Para los sólidos suspendidos se encuentra que el material que menos solidos libera a la escorrentia del agua es la madera y el material que es de mayor facilidad de lavado es el de tejas de concreto. En todas las muestras se encontraron rastros de colonias de coliformes totales y E.coli por lo cual no cumpliría con los estándares de calidad del agua potable para EU y Colombia (EU (recuperado 2015); CRA (recuperado 2015)). Este estudio determinó que el techo con mejores características para la recolección y almacenamiento de aguas lluvias era el de acero galvanizado, cabe anotar que la remoción del primer lavado es fundamental para mejorar la calidad del agua recolectada. (J. Young Lee et al. (2012))

Tabla 7. Resultados de laboratorio (J. Young Lee et al.(2012))

J. Young Lee et al.

material pH TSS (mg/l) NO3- (mg/l) Coliformes T (CFU/100ml) E.coli (CFU/100ml)

madera 6.7 213.9 3.3 131 14

tejas barro 7.1 219.3 1.89 76 8

tejas de concreto 7.2 309 2.55 197 18

acero galvanizado 6.5 285.8 2.8 70 4

La Tabla 8 muestra los resultados obtenidos en el estudio de 172 trabajos técnicos y científicos donde se consideró tres estados para la recolección del agua lluvia. El primer estado es el lavado de la atmosfera urbana, donde los contaminantes en forma de aerosol son lavados por el agua que cae. El segundo estado el lavado de los techos cuando el agua lluvia recoge las partículas que se encuentran sobre el techo y el tercer estado hace referencia al primer lavado –nuestro caso de estudio- el almacenamiento y el sistema de recolección del agua lluvia. Los resultados muestran el estudio de techos de diferentes materiales, madera, tejas de barro, teas de concreto y tejas de acero galvanizado. Para fines del estudio de este proyecto de grado se estudiaran más detenidamente los resultados de los techos de teja de barro, acero galvanizado y concreto. El pH de los techos oscila entre 6.5 y 7.1 lo cual indica que el agua tiende a ser un poco acida pero cercana a la neutralidad; las tejas de barro tienen el pH más neutro de los tres materiales estudiados. De igual forma es posible determinar que la carga de solidos suspendidos totales es diferente en cada tipo de techo, las tejas de acero galvanizado tienen una mayor carga de solidos suspendidos que las tejas de barro y estas a la vez tiene una mayor carga de solidos que las tejas de concreto. Esta diferencia en la carga de solidos se debe a la rugosidad del materia del techo, esto quiere decir que las tejas de concreto tienden a resguardar más sólidos entre sus poros que los otros materiales, por lo cual el agua del primer lavado sobre el acero galvanizado remueve mayor cantidad de solidos

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que en los otros dos techos. Los nitritos son mayores de igual forma en las tejas de acero que en los otros dos techos sin embargo la cantidad de coliformes totales refleja que las tejas de acero son las que menor cantidad de colonias formadoras retiene. (A.S. Sánchez et al. (2015))

Tabla 8. Resultados de laboratorio. (A.S. Sánchez et al. (2015))

A.S. Sanchez et al.

material pH TSS (mg/l) NO3- (mg/l) Coliformes T (CFU/100ml) E.coli (CFU/100ml)

madera 6.8 214 3.3 131 -

tejas barro 7.1 219 1.9 76 -

tejas de concreto 6.9-7.1 177 2 283.6 -

acero galvanizado 6.5 286 2.8 70 -

Esta investigación integra datos cuantitativos y cualitativos de diferentes tipos de techo, estudios realizados durante 2 años en una zona urbana en el Mediterráneo, donde se analizaron 4 techos: tejas de barro, tejas de metal, plástico y un techo plano de grava. Los resultados obtenidos de estos análisis fueron de gran importancia para el gobierno local y para los urbanistas en el rediseño de edificios y ciudades. El diseño del experimento consiste en conectar los sistemas de escorrentía a un tanque de polyethileno de aproximadamente 1 m3 donde se recolectaba el agua lluvia, no se tenía un sistema de separación del primer lavado por lo cual esta gua fuer recolectada dentro del tanque y los techos estudiados no tuvieron mantenimientos especiales durante el estudio. Los resultados se muestran en la Tabla 9. Para efectos de estudio de este proyecto de grado se tomaran en cuenta los datos de los techos de materiales de hoja de metal y tejas de barro. El pH del agua recolectada de estos dos tipos de techo es muy similar 7.6 para las tejas de barro y 7.55 para las hojas de metal, en este caso los pHs son un poco altos mostrando una tendencia alcalina. La conductividad del agua de los dos tipos de techo es similar sin embargo cabe resaltar de extraña manera que el agua de techo de tejas de barro tiene una conductividad mayor. La carga de solidos suspendidos en este caso comparado a los estudios de la Tabla 8 muestran que las hojas tiene una menor carga que las tejas de barro lo cual rechaza las estadísticas del estudio de A.S. Sanchez et al. Los nitritos estudiados muestran una mayor carga en las tejas de barro que en las hojas de metal lo cual rechaza nuevamente los datos analizados en el estudio anterior. Sin embargo los estudios en ambos casos son similares en la carga de nitritos para el techo de tejas de barro. (Farreny, Ramon et al. (2011))

Tabla 9. Resultados de laboratorio. Farreny, Ramon et al. (2011))

Ramon Farreny et

al.

material pH

Conductividad (uS/cm)

TSS (mg/l)

NO3- (mg/l)

Coliformes T (CFU/100ml)

E.coli (CFU/100ml)

plástico 7.4 55 5 1.1 - -

tejas barro 7.6 82 4.5 1.82 - -

grava (techo plano)

7.75 150 6.1 1.8 - -

hojas de metal

7.55 76 4 1.4 - -

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El estudio realizado por C. Vialle et al. Se divide en dos etapas donde se analizan los resultados obtenidos de muestras de agua lluvia recolectada y se determina la calidad de esta. Se trata de un estudio del agua lluvia recolectada para el uso doméstico, específicamente en el agua de los baños de una casa privada al suroeste de Francia. El artículo observa la fluctuación de los parámetros del agua lluvia recolectada en el techo de tejas de barro de a casa privada determinada para 4 personas con un consumo promedio de 42 m3. En términos generales y como se puede observar en la Tabla 10, el agua recolectada cumple con los parámetros físico-químicos para el agua potable, sin embargo se encontraron bacterias que sobrepasaban el limite aceptable para el consumo humano. El pH medio de las muestras recolectadas es de 6.3 un poco baja para los resultados obtenidos en los otros estudios. La conductividad también es baja y la concentración de nitritos es normal. Se destaca la presencia de Coliformes totales y la presencia de E.coli lo cual es extraño. (Claire Vialle, Caroline Sablayrolles, Maurin Lovera, Marie-Christine Huau, S´everine Jacob, et al.; Claire Vialle et al. 1 (2010)) Tabla 10. Resultados de laboratorio. (Claire Vialle, Caroline Sablayrolles, Maurin Lovera,

Marie-Christine Huau, S´everine Jacob, et al.; Claire Vialle et al. 1 (2010)).

C. Vialle et al.

material

pH media


TSS (NTU)

NO3- (mg/l)


E.coli (CFU/100ml)

Turbiedad

tejas barro 6.3 46.7 2.9 2.9 35 34

La isla volcánica de Jeju en Corea tiene como casi único recurso de agua potable el agua subterránea. La recolección del agua lluvia ha ido incrementando en toda la isla, debido a este aumento se realizó un estudio donde se capturaron 313 muestras de agua lluvia donde se analizó el pH, la conductividad, turbiedad y nitritos; los resultados se muestran en la Tabla 11. El pH tomado de las muestras tiene una media de 5.1, un pH acido comparado a diferentes resultados obtenidos en otros estudios. La conductividad es alta y la cantidad de nitritos es baja. En este estudio no esta especificado el material del techo. La conductividad de las muestras es alta debido al contenido de sales en el agua recolectada. Sin embargo en los resultados finales del estudio se muestra que después de 20 minutos los parámetros generalmente decrecen y se estabilizan lo cual demuestra que el primer lavado del agua lluvia siempre contiene una mayor carga de contaminantes. (Sang-Ho Moon et al. (2012))

Tabla 11. Resultados de laboratorio. (Sang-Ho Moon et al. (2012)).

Sang-Ho Moon et

al.

material

pH media


TSS (NTU)

NO3- (mg/l)


E.coli (CFU/100ml)

Turbiedad

no se sabe 5.1 13 1.2 1.52 - -

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Estudio en Inglaterra con tejas de concreto y techos de grava, donde se realizó la caracterización de precipitaciones y calidad del agua recolectada para potencializar los sistemas de recolección. La Tabla 12 muestra un resumen del estudio realizado por Miklas Scholz et al. El agua recolectada de las tejas de concreto obtuvo en los análisis un pH medio de 7.77, relativamente alto pero en el rango de neutralidad, una conductividad alta y una carga de solidos suspendidos relativamente bajos. La carga de nitritos y fosfatos es baja y el agua recolectada tiene alta oxigenación. Este estudio no muestra estudios de coliformes totales ni de E.coli. Comparando los resultados de la tabla 12 con los de las tablas7 y 8 se obtiene inconsistencias en el pH donde se observa que los resultados en este caso son más altos, los sólidos suspendidos son mucho más bajos que los obtenidos en estos dos estudios anteriores al igual que la carga de nitritos donde en este caso de estudio no supera 1mg/l. (Miklas Scholz (2004))

Tabla 12. Resultados de laboratorio. (Miklas Scholz (2004)).

Miklas Scholz et al.

material

pH media


TSS (mg/l)

NO3- (mg/l)

PO4 2- (mg/l)

O. D. (mg/l)


E.coli (CFU/100ml)

tejas de concreto 7.77 39.8 46.8 0.45 0.1 10.7 - -

Estudio en Kefalonia Grecia sobre agua lluvia recolectada sobre material de concreto, análisis de muestras recolectadas en tanques de almacenamiento de lluvia. Se realizó un estudio por tres años donde se recolectaron 156 muestras de agua lluvia con las características mostradas en la Tabla 13. El pH medio de las muestras fue de 8.31 un pH alto para ser agua recolectada de tejas de cemento y comparando este parámetro con las otras tablas anteriores, la conductividad es alta. En este estudio no se realizaron análisis de solidos suspendidos sin embargo se obtuvieron resultados altos de nitritos y resultados usuales de fosfatos. En este estudio se encontró una media de 11 unidades formadoras de colonias de coliformes totales y ninguna de E.coli. La cantidad de coliformes parece tener inconsistencias con los resultados del conteo de estos en la tabla 8. Los estudios realizados en esta zona de Grecia muestran que la calidad química y microbiológica del agua lluvia son buenos lo cual indica que esta área no está contaminada. Se recomienda un buen manejo y limpieza de los sistemas de recolección y almacenamiento del agua lluvia, al igual que un sistema automatizado de separación del primer lavado del agua. (E. Sazakli et al. (2007))

Tabla 13. Resultados de laboratorio. (E. Sazakli et al. (2007))

E.Sazakli et al.

material

pH media


TSS (mg/l)

NO3- (mg/l)

PO4 2- (mg/l)

O. D. (mg/l)


E.coli (CFU/100ml)

tejas de cemento 8.31 103

- 7.1 0.09

- 11 0

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Tabla 14. Resultados de laboratorio. Gikas, D. Gerogios et al (2012).

La tabla 14 muestra un estudio realizado a 6 sistemas pilotos de recolección de agua lluvia con un intervalo de análisis de 10 días que fue instalado en áreas urbanas, suburbanas, rurales y dentro de una universidad, donde se recuperó información de contaminantes. Estos sistemas pilotos eran capaces de remover el primer lavado del agua lluvia, separándola del sistema de almacenamiento. Los resultados mostrados en la tabla anterior reflejan el análisis del agua del primer lavado de los techos de tejas de concreto y tejas de barro. La tabla 14 muestra un resumen de los resultados del análisis del agua lluvia del primer lavado recolectada en cada punto. (Gikas, D. Gerogios et al (2012).)

Tabla 15. Características puntos de estudio. Gikas, D. Gerogios et al (2012).

La tabla 15 muestra las zonas donde se montaron los sistemas de recolección de aguas lluvias el noreste de Grecia. Cada punto muestra su ubicación geográfica, el material del techo, el uso de la zona, el área del techo, etc. En conjunto con la tabla 14 se determina el pH para los tejados de concreto y tejas de barro, al mismo tiempo se determina la conductividad, los sólidos suspendidos, los nitritos, el oxígeno disuelto y las bacterias E.coli. Los resultados indican como se ve en la tabla 14 que los estándares de calidad de esta agua recolectada no cumplen con los parámetros para agua potable de EU, sin embargo la separación del primer lavado sigue siendo importante para mejorar la calidad del agua recolectada ya que de esta separación se obtiene una mejor calidad físico-química del agua, desafortunadamente esta separación no sirve cuando se estudia la calidad microbiológica del agua donde se estableció la presencia de E.coli en las muestras recolectadas. (Gikas, D. Gerogios et al (2012).)

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3.2 Resultados obtenidos en los techos de la universidad. Los resultados obtenidos del análisis del agua lluvia sobre los techos de la Universidad de los Andes, serán resumidos en las siguientes tres Tablas (16, 17, 18) estas tablas muestran los resultados de los parámetros anteriormente escogidos como los indicados para establecer la calidad del agua recolectada. Se tomaron tres eventos de lluvia donde se realizó el análisis a cada botella escogida para este fin. Por deficiencia en la recolección de las muestras, el edificio M1 tiene una menor cantidad de muestras que los demás techos escogidos, sin embargo este techo de tejas de barro puede ser relacionado con el techo del edificio K donde se tiene el mismo material. Las condiciones ambientales y de entorno de la zona no son similares sin embargo dada su cercanía los datos pueden reflejar de buena forma la calidad de agua recolectada sobre este. De los tres eventos de lluvia, para cada techo estudiado se eligieron 2 botellas donde se observara un contraste en el color del agua recolectada, es decir que en todos los casos se eligió la primera botella, ya que en esta se encontraba la mayor carga contaminante y la cuarta botella, la cual aparentemente contenía una menor carga de contaminantes. Para realizar los estudios completos en el laboratorio se requería un volumen mínimo de 1 litro de agua lluvia recolectada, objetivo que se logró en todas las muestras, menos en una. Los resultados sin embargo divergen de lo esperado, donde cantidades anormales de coliformes y E.coli, al igual que otros parámetros estudiados no concuerdan con la idea, de que a mayor tiempo de toma mayor calidad de agua lluvia recolectada. En la Tabla 16 se encuentran los resultados de las muestras recolectadas el día 15 de mayo de 2015. Para cada techo se registraron dos botellas para el análisis en el laboratorio donde se dedujo el pH en cada caso es similar donde se demuestra que las tejas de zinc tiene una valor más cercano a neutro. La conductividad de las muestras recolectadas en los techos de los edificios A, K y M, tienden a ser bajos sin embargo la conductividad del techo de fibrocemento presenta grandes valores. De igual manera demuestran los resultados que la menor carga de solidos suspendidos en el agua recolectada se encuentra en el techo de tejas de zinc concordando con los análisis de laboratorio presentados anteriormente en la tablas. Los valores de nitrógeno total son bajos en cada caso menos en el techo de fibrocemento donde los valores rozan niveles altos al igual que su contenido en fosforo, donde los otros techos es decir de tejas de barro y tejas de zinc son indetectables por el método utilizado. El oxígeno disuelto es similar en cada techo con valores que varían desde 6.06 – 6.94 mg/l. Resultados diferentes podemos encontrar en las columnas de coliformes totales y E.coli, donde la cantidad de colonias formadores por cada 100 ml superan los parámetros establecidos por gran cantidad. Es interesante como en estas columnas aparecen gran cantidad de E.coli donde en teoría no debería aparecer ninguna unidad formadora de colonia ya que estas bacterias se encuentran únicamente en los humanos y algunos rumiantes. La muestra que en conjunto menor cantidad de bacterias tuvo fue la de tejas de zinc. Estas muestran indican que el agua no es apta para el consumo debido a su alto contenido bacteriológico. (EU (recuperado 2015); CRA (recuperado 2015))


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Del evento recolectado el día 22 de mayo de 2015 se recogieron muestras en dos de los 4 edificios la Tabla 17 muestra el resumen de los resultados del análisis del agua recolectada de escorrentía de estos techos. Los edificios analizados fueron el A y el K el primero con teja de zinc y el segundo con tejas de barro. Se observa que el pH de estas muestras se encuentra nuevamente en el rango de neutralidad sin embargo el agua recolectada de las tejas de zinc tiene un valor más cercano al neutro. La conductividad es mayor en el agua de tejas de zinc que en el de tejas de barro; en este punto podemos observar de buena manera cómo a medida que pasa el tiempo la calidad del agua mejora, es decir que la conductividad disminuye a medida que el tiempo avanza y se recolecta agua más limpia y de mayor calidad. El agua de las tejas de barro presenta una mayor carga de sólidos suspendidos que la de las tejas de zinc, por un lado se debe a que este edificio el K se encuentra rodeado de árboles y vegetación que deposita su materia orgánica sobre este haciendo que los sólidos contaminen el agua recolectada. La concentración de nitrógeno es menor en el agua de tejas de zinc que en la de tejas de barro, sin embargo la concentración de fosforo es mayor en esta primera que en la segunda. El oxígeno disuelto medido en el laboratorio muestra que la suma es mayor en el agua de tejas de zinc que en la de tejas de barro. La Tabla muestra nuevamente niveles anormales de bacterias sin embargo comparando los resultados de la Tabla anterior (16) con los de esta, es notoria la disminución de estas bacterias en las muestras recolectadas. En este caso el agua de tejas de barro presenta una menor cantidad sin embargo hay irregularidades en la segunda botella del edificio K la cual presenta una valor más alto de colonias en ambos casos que en la primera botella rechazando la hipótesis de a mayor tiempo de espera mejor calidad de agua. El agua recolectada en los diferentes puntos de la Universidad no es apta para el consumo debido a su alto contenido bacteriológico. (EU (recuperado 2015); CRA (recuperado 2015))


El día 25 de mayo de 2015 se recolectó muestras para el tercer evento, el resumen de los resultados de laboratorio están expuestos en la Tabla 18. En este caso se obtuvieron muestras de 3 edificios con materiales diferentes, tejas de zinc, fibrocemento y tejas de barro, y los edificios estudiados son el A, el Bioterio y el K respectivamente. El pH

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encontrado en el agua recolectada se encuentra en el rango de neutralidad, sin embargo la segunda botella del edificio A muestra un pH levemente acido. La conductividad es baja en todos los casos menos en el agua del edificio K donde se tiene una conductividad alta de 17uS/cm. La carga de solidos suspendidos es baja, de igual forma es notoria la disminución de estos solidos a medida que pasa el tiempo y se llenan las botellas con el agua de escorrentía. El nitrógeno tiende a ser alto en el techo de fibrocemento al igual que el fosforo total, las concentraciones más bajas de nitrógeno y fosforo las presentan el agua del techo de tejas de zinc. El oxígeno disuelto en todos los casos es similar, sin embargo el agua de escorrentía de tejas de zinc tiene una concentración mayor. Los coliformes totales y E.coli disminuyen en gran medida a través del tempo de recolección del agua mas los valores del análisis de bacterias siguen siendo muy altos. Estas aguas no son aptas para el consumo humano a menos de que sea tratada anteriormente. (EU (recuperado 2015); CRA (recuperado 2015)).


Las muestras analizadas en el laboratorio reflejan la calidad del agua recolectada, la Tabla 19 muestra los valores de la precipitación registrada en la estación hidroclimatica ubicada en el edificio Ip de la Universidad de los Andes. Para el evento 1 se registró una precipitación de 4mm, para el evento 2 no se registraron los datos y para el evento 3 se registró una precipitación de 0.6mm. Los análisis de laboratorio de las aguas recolectados en los tres eventos se diferencian además por la cantidad de agua lluvia precipitada ese día, es decir que si el nivel de precipitación fue alto el día del muestreo es de esperarse que el agua recolectada ese día arrastre una mayor carga de contaminantes. Este fenómeno lo podemos comprobar al revisar las Tablas 16, 17, 18 y 19, donde a mayor precipitación mayor carga de contaminantes recogidos en el agua de escorrentía de los techos. Eventos excepcionales pueden influir en la carga de contaminantes, como lo es una temporada larga de sequía, al igual que un incendio que fue reportado por la zona unos días antes del evento 1. Todo esto y más puede tener repercusiones en la carga contaminante del agua recolectada.

Tabla 19. Precipitación registrada.

Evento Fecha Precipitación (mm)

1 15/05/2015 4

2 22/05/2015 datos no registrados

3 28/05/2015 0.6

4. Conclusiones. En conclusión y dados los resultados del análisis de laboratorio de los estudios realizados alrededor del mundo y los estudios realizados en los techos de la universidad, es posible asegurar que el techo que presenta mejores características para una buena recolección y

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una calidad de agua lluvia alta es el de tejas de zinc o tejas de acero galvanizado o algún tipo de metal galvanizado. Estas tejas tienen un coeficiente de rugosidad bajo por lo cual el agua escurre con facilidad lavando el techo en el primer lavado de todas las impurezas existentes, lo cual facilita la recolección de agua lluvia de alta calidad después de remover el primer lavado. Estas tejas debido a su material y su capacidad calórica hacen un sistema de auto desinfección donde las altas temperaturas atmosféricas y la radiación solar ayudan a eliminar bacterias que podrían depositarse sobre estas. Los resultados de laboratorio indican además que a medida que pasa el tiempo la calidad del agua recolectada tiende a ser mejor, es decir que un sistema de primer lavado, donde este sea separado de los tanques de almacenamiento podría traer beneficios en la calidad del agua recolectada. En el caso de estudio en Altos de la Florida recomendaría construir techos con tejas de zinc ya que estas dadas sus características conllevan a una mejor calidad de agua lluvia recolectada. No obstante este sistema de recolección de agua lluvia debe tener adjunto un sistema de separación del primer lava del agua sobre el techo ya que este primer lavado contiene la mayor carga contaminante de todo el evento de lluvia. De los techos estudiados dentro del campus de la Universidad de los Andes se puede concluir que el agua recolectada sobre este no es apta para el consumo humano siguiendo las normas de calidad de la unión Europea y tampoco cumplen con los requisitos y normas de calidad de agua de Colombia (EU (recuperado 2015); CRA (recuperado 2015)). Los estudios realizados por diferentes personas alrededor del mundo demuestran además que esta técnica para recolectar agua es cada vez más importante y refleja la necesidad de agua potable de algunas zonas del orbe. De los techos caracterizados dentro del campus de la universidad, el que mejores condiciones presenta es el del edificio A donde encontramos las tejas de zinc, las cuales debido a sus características cumplen de mejor forma la recolección de agua lluvia de buena calidad. Este edificio podría ser uno de los cuales se puede recolectar y almacenar el agua lluvia para reutilizarla en diferentes propósitos. La mayoría de los techos de la universidad están conectados directamente con el alcantarillado desaprovechando las posibilidades de recolección del agua lluvia. Recomendaría como trabajo futuro realizar un estudio más detallado de la zona donde se encuentran los techos seleccionados para así determinar anomalías como la de las bacterias E.coli encontradas en los análisis. De igual forma realizaría un mayor número de muestreos de los techos seleccionados con el fin de crear una base de datos donde se pueda identificar de mejor forma lo establecido anteriormente, es decir que el techo con las mejor características para la recolección de agua lluvia es el de tejas de metal galvanizado o de zinc.

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