UNIVERSIDAD YACAMBU

VICERRECTORADO DE INVESTIGACIN Y POSTGRADO

DEPARTAMENTO DE CURRICULUM

PROGRAMA DE ESTUDIOS POR COMPETENCIAS

PROGRAMA MAESTRIA EN EDUCACIN AMBIENTAL

VICERRECTORADO

DISEO DE UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE AGUA DE

LLUVIA, COMO ALTERNATIVA PARA EL AHORRO DE AGUA POTABLE,

EN LA ESCUELA PRIMARIA OSCAR SIRA RODRIGUEZPARROQUIA

JUAN DE VILLEGAS MUNICIPIO IRIBARREN.

DEPARTAMENTO DE CURRICULUM

PROGRAMA DE ESTUDIPOR COMPETENCIAS

PROGRAMA MAESTRIA EN EDUCACIN AMBIENTA

PARTICIPANTES:

COROBO ANA

BARCO ALEJANDRA

MELENDEZ JOSE

PERDOMO MORELBA

EQUIPO: 5

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Abril, 2014

DIAGNSTICO

La Escuela Primaria Bolivariana Oscar Ramn Sira, ubicado en el barrio

Jos Mara Vargas, manzana L, sector 2, fue fundada en febrero de 2003

con una seccin de Educacin Inicial anexas al centro de Educacin Inicial

Rmulo Gallegos de la comunidad del Caribe II con la docente Saima

Hernndez y luego lleg para el turno de la tarde la docente Norelis

Mosquera, por necesidad de la cantidad de nios en edad preescolar que

deambulaban por las calles sin estudiar, ya que sus madres no tenan

medios para trasladarlos a estudiar al Centro de Educacin Inicial Rmulo

Gallegos.

Comenz funcionando en la Casa comunal del sector, el cual fue

habilitada para dicho fin por vecinos del sector entre ellos podemos

mencionar a la seora Carmen Linrez conjuntamente con la Directora del

Centro de Educacin Inicial Rmulo Gallegos, Profesora Ana de Toledo, La

primera promocin se realiz el 07 de julio de 2004, integrada por 6 nios

(as), el cual fueron promovidos al 1er. Grado y llev el nombre de En honor

a mis maestras.

Problemas detectados

La institucin cuenta con una planta fsica que debe ir creciendo a futuro,

para el buen desarrollo de las actividades de enseanza - aprendizaje,

posee un (01) solo nivel con cuatro (04) aulas, las cuales son distribuidas

en una (01) para la educacin inicial y tres (03) restantes para la educacin

bsica.

Existen tres (03) baos, presentan falta de agua en los lavamanos,

debido a esta situacin los nios y nias no pueden realizar los hbitos de

aseo personal, estos baos son utilizados por el personal obrero,

administrativo y docente. Existe adems un patio central, donde se lleva a

cabo actividades culturales y recreativas de la escuela, asambleas de padres

y representantes entre otros, cuenta con una (01) cancha vecina, en donde

realiza educacin fsica.

Una de las debilidades de la institucin con respecto a la planta fsica es

el problema de la cerca perimetral en su gran mayora est deteriorada,

trayendo como consecuencia que se introduzcan personas ajenas a la

misma en horas de clases. Por no estar en cementado el patio central

levanta mucho polvo en verano y en poca de lluvia el barro es inmenso, lo

que trae como consecuencia enfermedades respiratorias y diarreicas a los

nios y nias. De igual forma la calle no est asfaltada y la delincuencia

hace de las suyas. As mismo, el servicio de agua potable es deficiente,

debido a que llega tres veces por semana y no se cuenta con un tanque de

almacenamiento adecuado. Por tal razn la institucin se ve en la necesidad

de trabajar a veces medio turno. Aunado al razonamiento de agua que se

est viviendo en la actualidad.

MARCO TEORICO

Actualmente la presin existente sobre las cuencas hidrogrficas es muy alta,

debido a la alta demanda del recurso y al grado de contaminacin de las

fuentes superficiales. En base a esto, muchas poblaciones urbanas cuentan

con un alto grado de desabastecimiento de agua potable (IDEAM [20]). Es

necesario entonces, adoptar medidas alternativas que permitan la

sostenibilidad del recurso, y conocer las tcnicas de aprovechamiento de

aguas lluvias es parte fundamental para lograr ste propsito.

El aprovechamiento de agua lluvia para instituciones educativas, es una

prctica de fcil implementacin, que permite disminuir los consumos de

agua potable, logrando as, una reduccin en los gastos por dichos

consumos, y dando un uso eficiente al recurso, de manera que aquellos

sistemas en los cuales el agua potable no es necesaria, puedan ser

abastecidos por el agua lluvia.

Siguiendo los parmetros establecidos por el CEPIS [6,7] y por Ghisi, Lapolli

y Martini (16), a continuacin se presentan las definiciones de los

componentes del sistema, el anlisis de la informacin pluviomtrica y los

clculos realizados para el diseo del sistema de aprovechamiento de agua

lluvia:

DEFINICIN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA

Un sistema bsico est compuesto por los siguientes componentes:

a. Captacin

b. Recoleccin

c. Interceptor de primeras aguas

d. Almacenamiento

Inicialmente el diseo propuesto tendra, adems de los componentes

mencionados, los siguientes:

e. Sistema de filtracin rpida

f. Red de distribucin de agua lluvia

Captacin

Es la superficie destinada para la recoleccin del agua lluvia. La mayora de

los sistemas utilizan la captacin en los techos, los cuales deben tener

adecuada pendiente (no inferior al 5%) y superficie, que faciliten el

escurrimiento del agua lluvia hacia el sistema de recoleccin.

Los materiales empleados para los techos pueden ser las tejas de arcilla,

madera, paja, cemento, entre otros. Los techos de cemento y de teja son los

ms comunes debido a su durabilidad, el precio relativamente bajo y porque

proveen agua de buena calidad; los que tienen compuestos de asfalto,

amianto o los que estn pintados se recomienda utilizarlos slo cuando el

agua captada no es para consumo humano, ya que pueden lixiviar materiales

txicos en el agua lluvia (Abdulla y Al-Shareef ).

Recoleccin y Conduccin

Es el conjunto de canaletas adosadas en los bordes ms bajos del techo,

con el objeto de recolectar el agua lluvia y de conducirla hasta el sitio

deseado. Las canaletas se deben instalar con una pendiente no muy grande

que permitan la conduccin hasta los bajantes. El material de las canaletas

debe ser liviano, resistente al agua y fcil de unir entre s, a fin de reducir las

fugas de agua. Para tal objetivo se pueden emplear materiales como el

bamb, la madera, el metal o el PVC. Se recomienda que el ancho mnimo

de la canaleta sea de 75mm y el mximo de 150mm.

Interceptor

Es el dispositivo dirigido a captar las primeras aguas lluvias correspondientes

al lavado del rea de captacin, con el fin de evitar el almacenamiento de

aguas con gran cantidad de impurezas. En el diseo del dispositivo se debe

tener en cuenta

Propuesta

Diseo de un sistema de aprovechamiento de agua de lluvia, como

alternativa para el ahorro de agua potable, en la Escuela Primaria Oscar

Ramn Sira Parroquia Juan de VillegasMunicipio Iribarren

Propsito: utilizar el agua de lluvia para el riego de siembra limpieza de

pisos, baos y nos suspender las actividades en la escuela por falta de agua

El propsito de esta investigacin es realizar una propuesta que logre

mejorar la demanda de agua para el mantenimiento de limpieza y de

irrigacin de siembra en la Escuela Primaria Bolivariana Media Jornada Prof.

Oscar R Sira de manera que no se suspendan las actividades acadmicas

por falta de agua, en estos momentos de racionamiento del agua que llega

por tubera, as como tambin que los estudiantes se sientan motivados en

cuanto a la toma de conciencia, y que propicien la ejecucin del sistema de

almacenamiento de aguas de lluvias en sus casas, aplicar la sustentabilidad

que no es ms que la existencia de condiciones econmicas, ecolgicas,

sociales y polticas que permitan su funcionamiento de forma armnica a lo

largo del tiempo y del espacio, en este caso dndole un uso eficiente al agua

de lluviasque cae sobre la superficie de los techos.

La ejecucin de esta propuesta permitir reflexionar que sin agua no hay

vida, es el elemento indispensable para el funcionamiento de los

ecosistemas. Dicha escasez de este recurso natural no renovable a nivel

mundial se debe a diferentes causas, en primer lugar por factores

climatolgicos. Por consiguiente, se debe educar para aplicar la

sustentabilidad ecolgica, la capacidad para albergar la vida biolgica, el cual

est siendo vulnerada en el mbito de muchas regiones y localidades del

mundo, para que se d un nuevo paradigma que asegure el progreso

humano de las generaciones futuras, implicar transformaciones muy

profundas en todos los rdenes, plantendole al hombre un reto. En el cual

se precisa la tica social, culturizando y educando a la humanidad para la

sustentabilidad.

Objetivo: Proponer un sistema de aprovechamiento de aguas lluvias de bajo

costo, fcil implementacin y mantenimiento, como alternativa para el ahorro

de agua potable, la disminucin de los gastos debidos al consumo y un uso

eficiente del recurso, en la Escuela Primaria Bolivariana Oscar Sira

Rodrguez.

El volumen de agua requerido para lavar el techo y que se estima en 1 litro

por m2 de techo. Se debe tener en cuenta que el agua recolectada

temporalmente por el interceptor, tambin puede utilizarse para el riego de

plantas o jardines.

El interceptor consta de un tanque, al cual entra el agua por medio de los

bajantes unidos a las canaletas. El tanque interceptor debe contar con una

vlvula de flotador que permita su llenado, cuando ste alcance el nivel

deseado, la vlvula impedir el paso del agua hacia el interceptor y la dirigir

hacia el tanque de almacenamiento. Adicionalmente debe tener una vlvula

de purga en la parte inferior del tanque para hacer el mantenimiento despus

de cada lluvia.

Almacenamiento

Es el depsito destinado para la acumulacin, conservacin y abastecimiento

del agua lluvia a los diferentes usos. La unidad de almacenamiento debe ser

duradera y debe cumplir con las especificaciones siguientes:

ua por goteo o transpiracin

el sobre-presin

permita el ingreso de una persona para la limpieza y reparaciones necesarias

insectos y animales

Los tipos de tanques de almacenamiento de agua lluvia a ser empleados

pueden ser construidos con los siguientes materiales:

Mampostera para volmenes menores (100 a 500 L)

Ferro-cemento para cualquier volumen.

Concreto reforzado para cualquier volumen.

Red de Distribucin de Agua Lluvia y Sistema de Bombeo

Esta red debe ir paralela a la red de acueducto, y debe llegar a los puntos

hidrulicos donde se utilizar el agua lluvia, as que deber protegerse la red

de suministro de agua potable con una vlvula de cheque para evitar que el

agua lluvia se mezcle con el agua potable. El sistema de bombeo distribuir

el agua desde el tanque de almacenamiento hacia las unidades sanitarias

requeridas. Se debe tener presente que la tubera de succin de la bomba

debe estar al menos 50cm por encima del fondo del tanque para evitar el

arrastre de material sedimentado.

INFORMACIN PLUVIOMTRICA

Adicional a los componentes mencionados, para desarrollar el diseo se

debe tener la informacin pluviomtrica de la zona, la cual debe ser de

mnimo diez (10) aos consecutivos, para tener mayor confiabilidad en el

diseo. Adicionalmente, para un mejor anlisis de la informacin se debe

tener presente si durante el periodo contemplado se presentaron los

fenmenos de El Nio y La Nia, pues dichos fenmenos intervienen

directamente con la disponibilidad de agua lluvia, ya sea porque sta se

vuelva escaza o abundante.

METODOLOGA

Para la elaboracin del proyecto se escogi La Institucin Escuela Primaria

Oscar Sira Rodrguez, la cual est ubicada en el oeste del Municipio

Iribarren. En la actualidad cuenta con 215 personas entre estudiantes,

profesores y empleados. La institucin cuenta con servicios de agua potable,

cloacas y electricidad. La infraestructura de la Institucin est compuesta por

una planta, los cuales cuentan con:

04 aulas

y secretara

01 patio de recreacin

03 baos

Componentes del Sistema

Los componentes utilizados para el desarrollo del diseo son los descritos en

el marco terico, pero debido a que el diseo no contempla el consumo

humano como uso principal del agua lluvia captada y como la precipitacin

de la zona es alta y constante, la contaminacin de los techos se estar

removiendo continuamente, por lo tanto se omitir el componente del filtro

para ste trabajo, pues al garantizar que el agua de las primeras lluvias se

intercepte y no sea almacenada, el agua podr ser utilizada para los usos no

potables mencionados sin afectar las condiciones hidrulicas ni los

materiales de los aparatos sanitarios o del sistema de bombeo. En caso de

que en un futuro se quiera aprovechar las aguas lluvias para consumo

humano, se debe instalar entonces, un sistema de filtracin, seguido de un

sistema de tratamiento (desinfeccin). De sta manera, los componentes

seleccionados y su descripcin se detallan a continuacin:

Captacin

En este caso la captacin se realizar en los techos de la Institucin

Educativa, los cuales tienen adecuada pendiente (20%) y superficie que

facilitan el escurrimiento del agua lluvia hacia el sistema de recoleccin.

El material de los techos de la Institucin Educativa son las tejas de arcilla,

las cuales tienen la ventaja de tener una buena superficie y ser de bajo

costo, pero si se encuentran en mal estado podran afectar el coeficiente de

escorrenta y aumentar los slidos arrastrados por el agua, hacia el sistema

de recoleccin. La geometra de los techos de la Institucin, de acuerdo con

los planos existentes,

Recoleccin y Conduccin

La Institucin ya cuenta con canaletas tipo Raingo y bajantes en PVC de

4, que recolectan y conducen el agua lluvia por todos los techos hacia el

alcantarillado, por lo tanto para ste diseo no se tendr en cuenta la

instalacin de nuevas canaletas, pero s se complementarn los bajantes

para conducirlos hacia el tanque de almacenamiento. Adicionalmente se

instalar en las canaletas, una malla que retenga los slidos ms gruesos

como las hojas, lo palos, entre

Interceptor de Primeras Aguas

El diseo del interceptor propuesto consta de un tanque, de dimensiones

determinadas segn el modelo de clculos mencionado en el marco terico,

al cual entrar el agua por medio de un bajante unido a las canaletas. El

tanque interceptor contar con una vlvula de flotador que permitir su

llenado, cuando ste alcance el nivel deseado, la vlvula impedir el paso del

agua hacia el interceptor y la dirigir hacia el tanque de almacenamiento.

Adicionalmente contar con una vlvula de purga en la parte inferior del

tanque para hacer el mantenimiento despus de cada lluvia.

Almacenamiento

El tanque de almacenamiento a disear ser rectangular y en concreto

reforzado. Las dimensiones se especifican en el modelo de clculos y en los

resultados, de acuerdo con el volumen de agua de lluvia captada.

Red de Distribucin y Sistema de Bombeo Esta red debe ir paralela a la

red de acueducto, pero debido a la poca informacin suministrada por la

Institucin acerca de las redes de acueducto, la red de distribucin de agua

lluvia ser supuesta, de acuerdo con la ubicacin del tanque de

almacenamiento y el sistema de bombeo. Para ste diseo dicha red slo

llegar a los puntos hidrulicos donde se utilizar el agua lluvia, es decir,

sanitarios, orinales y lava-escobas, pero la red existente que abastece dichas

unidades continuar suministrando agua potable, en los meses en los que el

agua lluvia no alcanza a cubrir la demanda completa, as que deber

protegerse la red de suministro de agua potable con una vlvula de cheque

para evitar que el agua lluvia se mezcle con el agua potable. El sistema de

bombeo se especifica en el modelo de clculos y en los resultados. El agua

bombeada se distribuir hacia las unidades sanitarias mencionadas

anteriormente. La bomba a utilizar ser de succin negativa, por lo tanto es

necesario que la tubera de succin est al menos 50cm por encima del

fondo del tanque para evitar el arrastre de material sedimentado.

INFORMACIN PLUVIOMTRICA

La informacin recolectada de precipitacin para el Municipio Iribarren, para

realizar el diseo fue investigado en el servicio de meteorologa regional.

Cabe destacar que ste ao el verano ha sido largo.

MODELO DE CLCULOS

Los parmetros bsicos que se tuvieron en cuenta para el desarrollo del

diseo fueron los siguientes, segn la metodologa mencionada en el marco

terico:

Tipo de material del rea de captacin: platabanda

Coeficiente de escorrenta (Ce)= 0.8

rea de captacin (Ac)= 300 m2 (rea necesaria para abastecer la

demanda, la cual es menor al rea til de techos).

Para el sistema de bombeo se propone utilizar una bomba de succin, la cual

bombear el caudal requerido para el funcionamiento de los aparatos

sanitarios.

Por ltimo a partir de octubre de 2012 se aprob en Mxico la Ley General

de Cambio Climtico, que exige medidas de Adaptacin y Mitigacin ante

este reto que es cada vez ms evidente. Aprovechar el agua de lluvia

demuestra que se est tomando una doble medida de Adaptacin ante los

efectos que la modificaciones de los patrones climticos, al aprovechar un

recurso escaso y evitar los efectos generados por inundaciones.

Tipos de canaletas para recoleccin de agua lluvia

a) b)

c) d

ESCUELA PRIMARIA BOLIVARIANA OSCAR RAMON SIRA