Almacenaje de agua en cisternas 1a Parte

6NIVEL BÁSICO
Almacenaje de agua
en cisternas
1a Parte: idea antigua
para un mundo moderno
Armazenagem de água
em cisternas
1a Parte: Uma velha idéia
para um mundo moderno
por Robert H. Ruskin, Ph.D.
Español
Português
Sumario: Esta es la primera de tres partes en una serie acerca del uso de
cisternas para la recolección y suministro de agua potable. La primera
parte consiste en un repaso general. La segunda parte se enfocará en la
recolección y la manera en que fluye el agua a través de una casa o un
edificio. En la tercera parte se discutirán los asuntos de tratamiento
relacionados con el agua de cisterna.
S
iendo el aumento en la población mundial un hecho inevitable, se
anticipa que el agua se convertirá en el recurso más importante—aún
más importante que el petróleo.
En aquellas partes del mundo bastante lluviosas, puede utilizarse
una tecnología antigua—las cisternas—para satisfacer las necesidades
de agua de varios individuos, especialmente en las áreas menos
desarrolladas de los países subdesarrollados y en vías de desarrollo.
Esto reduce la demanda que se aplica sobre las infraestructuras antiguas
que no han mantenido el paso con la explosión demográfica. Además las
cisternas pueden ser construidas en áreas donde es menos factible, bajo
un punto de vista físico o financiero, instalar tuberías de distribución de
agua. Estas incluyen áreas de terreno empinado, remotas, y/o de poca
población.
Hay que tener en mente que dos factores importantes en diseño y
construcción de cisternas y superficies de recolección, es el riesgo de
contaminación que puede ocurrir por deyecciones de los pájaros y por
lixiviación de contaminantes químicos de las superficies. El agua de
lluvia puede ser agresiva en ese aspecto, y habrá necesidad de desinfectar
el agua, por lo menos cuando se utilice para beber o en contacto con
alimentos. Este tema se tratará con mayor amplitud en artículos futuros.
Uso histórico de cisternas
Una cisterna no es más que un recipiente para almacenaje de
líquidos, de los cuales el más común es el agua. El primer uso conocido
de las cisternas data desde Mesopotamia en 2750 a.C., aunque el Imperio
Romano fue mejor conocido por su extenso manejo de agua, incluyendo
cisternas y acueductos. La mayor parte de las cisternas construidas durante
ese período estaban clasificadas en cuatro grupos: cisternas pequeñas,
cisternas grandes, excavadas, cisternas de roca con arcos o techos de
mampostería, y cisternas forradas de mampostería. El agua que se
originaba en los manantiales y ríos era transportada a estas cisternas a
través de conductos complejos y extensos alimentados por acueductos.2
julio/agosto 2001
A G U A
Sumário: Esta é a primeira de uma série de três partes sobre o uso de
cisternas para a coleta e distribuição de água potável. A primeira parte
fornece uma visão geral. A segunda parte focalizará a coleta e como a
água flui através de uma casa ou edifício. A terça parte discutirá as
questões de tratamento relacionadas à água de cisternas.
C
om os aumentos inevitáveis da população mundial, está previsto que
a água se tornará o recurso mais importante, até mesmo mais
importante do que o petróleo.
Nas áreas de grande precipitação de chuva no mundo, uma velha
tecnologia—as cisternas—pode ser usada para satisfazer as necessidades
de água de muitas pessoas, especialmente em áreas menos desenvolvidas
e nações em desenvolvimento. Isso reduz a demanda exigida das antigas
infra-estruturas que não acompanharam o crescimento das populações.
Além disso as cisternas podem ser construídas em áreas onde as linhas
de distribuição de água são financeira ou fisicamente inviáveis, incluindo
os terrenos em áreas com declividades acentuadas, localizações remotas
e/ou com populações esparsas.
Lembre-se de que dois fatores importantes no projeto e construção
de cisternas e das superfícies de coleta são a preocupação com a
contaminação que pode ocorrer em decorrência de dejetos de pássaros e
lixiviação de contaminantes químicos das superfícies. A água das chuvas
pode ser agressiva e haverá a necessidade de, no mínimo, desinfetar a
água caso seja usada para beber ou entre em contato com alimentos. Isto
será abordado com maiores detalhes em artigos futuros.
Uso histórico das cisternas
A cisterna nada mais é do que um recipiente para armazenar líquidos,
dentro os quais a água é o mais comum. O primeiro uso conhecido de
cisternas ocorreu em 2750 a.C., na Mesopotâmia, embora o Império
Romano fosse mais conhecido pelo seu extenso uso de gerenciamento
da água que incluía cisternas e aquedutos. A maioria das cisternas
construídas naquela época eram classificadas em quatro grupos: cisternas
pequenas, grandes, cisternas escavadas , cisternas de pedra com arcos
ou telhados de alvenaria e cisternas revestidas com alvenaria. A água que
se originava em fontes e rios era transportada para estas cisternas através
de tubulações intricadas e longas alimentadas por aquedutos.2
De acordo com um artigo publicado pelo J. Franklin Institute em
1863 na Practical Mechanica,3 a cidade de Veneza coletou a precipitação
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Português
De acuerdo con un artículo de 1863 publicado por el J. Franklin
Institute en Practical Mechanica,3 Venecia ha recolectado lluvia y la ha
almacenado en cisternas por más de 1,300 años. El agua recolectada en
177 cisternas públicas y 1,900 privadas sirvió como principal suministro
de agua para Venecia más o menos hasta el siglo XVI.2
En las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las cisternas han sido
utilizadas desde los tiempos en que las islas fueron colonizadas. Sin
embargo, el uso de los techos como superficie de depósito parece ser más
reciente, precedida por, o coincidente con el uso de barriles para la lluvia.
Actualmente, las cisternas aún suministran agua a muchos residentes
de varias islas del Pacífico y el Caribe, sin mencionar las regiones
continentales costeñas, tropicales y otras regiones de Latinoamérica. De
hecho, en las Islas Vírgenes pueden encontrarse cisternas no solamente
para suministrar las necesidades de agua en los hogares, sino también
para escuelas, restaurantes, proyectos de vivienda pública, hoteles y
casas de huéspedes. Más del 80% de la población depende, hasta cierto
grado, de cisternas para obtener agua. En tiempos modernos, en términos
de porcentaje, esto podría representar el uso más extenso y más diverso
de la tecnología de cisternas en el mundo.6
Existen tres componentes esenciales en los sistemas de agua de cisterna:
• Una superficie de depósito,
• Los canalones o desviadores de agua, y
• La cisterna.5
das chuvas e a armazenou em cisternas por um período superior a 1.300
anos. A água coletada em 177 cisternas públicas e 1.900 cisternas
privadas era a principal fonte de água fresca para Veneza até
aproximadamente o século XVI2.
Nas Ilhas Virgens dos Estados Unidos, as cisternas têm sido utilizadas
desde que estas ilhas foram inicialmente colonizadas. Entretanto, o uso
de telhados como superfície de coleta parece ser mais recente, tendo
surgido logo após ou na mesma época que os barris de chuva.
Atualmente, as cisternas ainda suprem as demandas de água de
muitos residentes das ilhas do Pacífico e Caribe, sem mencionar as
regiões costeiras, tropicais e outras da América Latina. Na realidade, as
cisternas das Ilhas Virgens ainda podem ser encontradas abastecendo
não apenas as necessidades de água de residências particulares, como
também de escolas, restaurantes, projetos públicos de moradias, hotéis
e casas de hóspedes. Mais de 80% da população conta de alguma forma
com as cisternas para a sua água. Em termos percentuais, isso
representaria o maior e mais diversificado uso da tecnologia de cisternas
no mundo moderno.6
Há três componentes essenciais para um sistema de água de cisterna:
• Uma superfície de retenção,
• Canaletas ou desviadores de água, e
• A cisterna.5
Cisternas
Cisternas
La selección y el tipo de cisterna a ser construida se basa en tres
factores importantes:
A seleção e o tipo de cisterna construída depende de três fatores
importantes:
Finalidade
Propósito
El propósito de la cisterna, y el uso del agua (beber, bañarse, cocinar,
regar plantas, etc.) Si se espera que el agua de lluvia sea la única fuente
para todas las necesidades anticipadas, la cisterna deberá ser diseñada
para aguantar un volumen de agua suficiente para satisfacer esas necesidades
a través del año. Alternativamente, si existe un suministro de agua fácilmente
disponible durante la temporada de lluvias, pero que se agota durante la
temporada seca, entonces la cisterna necesita ser lo suficientemente grande
para almacenar suficiente agua para la estación seca.5
A finalidade da cisterna e do uso da água (para beber, banhos,
cozinhar, irrigar plantas, etc.). Esperando-se que a água da chuva seja a
única fonte para todas as necessidades previstas, a cisterna deverá ser
projetada para manter um volume de água suficiente para atender essas
necessidades durante todo o ano. Por outro lado, se houver um
abastecimento de água prontamente disponível durante a estação das
chuvas, mas que pode se esgotar durante a estação seca, então a cisterna
deverá ser apenas suficientemente grande para armazenar a água durante
toda a estação seca.5
Materiales
Materiais
Los materiales disponibles para la construcción, la habilidad de la
gente, y la cantidad de dinero que cada familia puede gastar. Siempre que
sea posible, se usarán materiales localmente disponibles para minimizar
los costos.5
Os materiais disponíveis para a construção, as habilidades das
pessoas e a quantia que cada família poderá gastar. Sempre que
possível utilizam-se os materiais disponíveis no local para minimizar
os custos.5
Las áreas empinadas son ideales para cisternas.
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Las cisternas de concreto reforzado con varilla
pueden servir como fundación para casas.
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Las estructuras de las cisternas grandes pueden
tener sus propios diseños especiales.
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Português
Reglas
Regulamentos
Los reglamentos y códigos de construcción locales también deben
ser consultados y aplicados.1,8&9
Regulamentos e códigos de construção locais deverão ser
consultados e observados.1, 8 e 9
La forma va de acuerdo con la necesidad
Forma de acordo com a necessidade
Las cisternas no tienen ninguna forma en especial: la mayoría son
de forma circular o rectangular, pero la forma de las cisternas puede
variar de manera dramática. Los materiales utilizados en su construcción
incluyen hierro o metal galvanizado, acero reforzado o concreto no
reforzado, cemento armado, mortero o arcilla, polietileno y fibra de
vidrio.5,10
Las cisternas no tienen un tamaño específico: pueden variar en
tamaño desde aproximadamente 250 galones hasta más de 1 millón de
galones de capacidad—como aquéllas que suministran agua a uno de
los hoteles populares de recreo de la isla Santo Tomás en las Islas
Vírgenes.7
Las cisternas no tienen una ubicación especial: puede ubicarse
adyacente a la estructura, por encima del nivel del suelo, sobre el techo o
hasta puede estar integrada a los cimientos de la casa. En las Islas Vírgenes,
muchas estructuras antiguas tenían una cisterna adyacente a la casa;
actualmente, la cisterna forma la totalidad o parte de los cimientos de la
casa.5,6 Algunas cisternas son tan grandes que tienen sus propias
estructuras especialmente diseñadas.
Las cisternas no tienen un costo específico: el verdadero costo de la
cisterna depende de su tamaño, los
materiales usados en su
construcción, y el costo de la mano
BER M
SA
de obra utilizada en su
A
construcción.5
As cisternas não possuem qualquer formato especial: a maioria
delas tem a forma circular ou retangular, porém podem variar
drasticamente. Os materiais utilizados na construção de cisternas incluem
ferro ou metal galvanizado, concreto armado ou sem aço, ferrocimento,
argamassa ou argila, polietileno e fibra de vidro.5,10
As cisternas não possuem tamanhos específicos: a capacidade das
cisternas pode variar de 900 até 3,6 milhões de litros, como uma que
abastece um conhecido balneário na ilha de St. Thomas7, das Ilhas Virgens.
As cisternas não precisam ficar localizadas em locais especiais: a
localização da cisterna pode ser junto à estrutura, acima do nível do solo,
abaixo do nível do solo, sobre o telhado ou até mesmo integrada com a
fundação da casa. Nas Ilhas Virgens, muitas das estruturas mais antigas
tinham a cisterna localizada adjacente à casa; atualmente, elas fazem
parte total ou parcialmente das fundações. 5,6 Algumas cisternas são tão
grandes que suas estruturas são projetadas separadamente.
As cisternas não têm um custo específico: o custo efetivo de uma
cisterna depende de seu tamanho, dos materiais e da mão-de-obra
utilizados em sua construção.5
Un enfoque local
Para encontrar información
adicional acerca de
cisternas, los siguientes
sitios web podrían serle
útiles:
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PAR
AS
Bajo
el
Código
de
Construcción de las Islas Vírgenes,
por ejemplo, el tamaño exacto de
la cisterna que se necesita está
basado en el tipo de estructura
construida y el área de la superficie
del techo. Los tipos más comunes
de cisternas que se encuentran en
las Islas Vírgenes incluyen las de
acero reforzado y las de concreto.
Estos tipos de cisternas por lo
general constituyen los cimientos
de muchas de las casas actuales.
Se calcula que entre 25 y 33% del
costo total de la casa se gasta en la
construcción de su cisterna.
Un tipo menos común de
cisterna que puede encontrarse en
las Islas Vírgenes es la cisterna
de cemento armado. El cemento
armado es un tipo de concreto
reforzado muy económico y fácil
de usar , hecho de malla de
alambre, arena, agua y cemento.
Estas cisternas son, por lo
Uma abordagem local
• Appan, Dr. Adhityan, “Return of The Native—Rainwater
harvesting: The revival of simple methods,”
www.humanscapeindia.org/hs0101/hs010108.htm
• Heald, Aimee D., “Knowing Water Quality Basics Makes Wells
& Cisterns Safer,” www.ca.uky.edu/agc/news/2001/jan/
wells.htm
• Wright, Julie, “Ten Simple Things You Can Do to Protect
Water Quality,” University of the Virgin Islands, http://
rps.uvi.edu/CES/10wqtips.htm
• Richardson, J. Warren, “Adventures in Drinking Water-San
Pedro Style, Belize www.amberisle.com/adventure/
Belize~FAQs/files/water.htm
• USEPA, “Cisterns,” www.epa.gov/seahome/private/src/
surface3.htm
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De acordo com o Código de
Construção das Ilhas Virgens, por
exemplo, o tamanho exato da
cisterna necessária baseia-se no
tipo de estrutura construída e na
área da superfície do telhado. Os
tipos mais comuns encontrados são
as cisternas de concreto armado.
Estes tipos de cisternas geralmente
fazem parte de muitas fundações
das atuais residências. Estima-se
que aproximadamente 25 a 33 %
do custo total da casa é gasto com
a cisterna.
Um tipo não tão comum
também encontrado nas Ilhas
Virgens é a cisterna de
“ferrocimento”. O ferrocimento
é um tipo de concreto armado
econômico e simples de usar,
feito com malha de ferro, areia,
água e cimento. Essas cisternas
são geralmente construídas
próximas e externamente à casa.
Suas principais vantagens são:
construção fácil e econômica,
não requerem expertise técnica
ou ferramentas, são relativamente fortes e fáceis de
reparar. A maior desvantagem é
que não são tão resistentes nem
15
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podem ser tão grandes como as cisternas de concreto despejado.
general, construidas en el área exterior adyacente a la casa. Su ventaja
Para se obter a mesma capacidade de armazenamento de uma
principal es que son: de bajo costo y fáciles de construir, no requieren
cisterna de concreto despejado, três ou quatro cisternas de ferrocimento
conocimientos ni herramientas técnicas, son relativamente sólidas y
devem ser construídas e ligadas hidrologicamente para formar uma
fáciles de reparar. Su desventaja principal es que no son tan sólidas
única grande cisterna. Os principais custos associados às cisternas de
como las cisternas de puro concreto.
ferrocimento são o aço de telas do tipo tela de arame “para galinheiro”,
Para obtener la misma capacidad de almacenamiento que una
três a oito sacos de cimento Portland, areia (se não houver um
cisterna de concreto, podrían necesitarse tres o cuatro cisternas de
abastecimento disponível, de boa qualidade) e revestimento plástico.
cemento armado conectadas hidrológicamente para formar una sola
Quando construída pelo proprietário, uma cisterna de ferrocimento
cisterna grande. Los principales costos asociados con las cisternas
poderá ser feita pela fração do
de cemento armado son para
custo necessário para construir
comprar el acero en forma de
Referencias
uma cisterna de concreto
“alambre de gallinero”, entre
1. Adams & Associates, “Manual on constructing, maintaining, and operating
despejado, com reforço de aço,
tres y ocho bolsas de cemento
small rain water cistern systems,” Department of Conservation and Cultural
de capacidade equivalente.4,.5
Portland, arena (de no haber
Affairs, St. Thomas, U.S. Virgin Islands,
cemento preparado de buena
1984.
Um outro tipo de cisterna
calidad) y forro de plástico. De
externa pouco comum é a feita
2. Fok, Yu-Si, Ronald H.L. Fong, Jack Hung, E.T. Murabayashi and Andrew
ser construida por el
de fibra de vidro. Apesar da
Lo, “Bayes-Markov analysis for rain-catchment cisterns,” Technical Report
propietario, una cisterna de
vantagem de ser portátil e
No. 133, University of Hawaii, Honolulu, Hawaii, 1980.
cemento armado puede ser
conveniente para instalar, há
3. J. Franklin Institute, “The water cisterns in Venice,” Practical Mechanica J.,
construida por una fracción del
a desvantagem deste tipo de
3rd ser. 70 (1860): 372-73, 1863.
precio que costaría construir
cisterna possuir tamanho
una cisterna de concreto, con
limitado, variando entre 900
4. Krishna, J. Hari, “Water resources research, development and management
in the U.S. Virgin Islands, “ in Proceedings of the Virgin Islands Water
acero reforzado de igual
e 5.400 litros. Além disso, é
Resources Conference, July 24-26, 1989, Water Resources Research Institute,
capacidad. 4,5
geralmente mais cara que as
University of the Virgin Islands, St. Thomas, U.S. Virgin Islands, 1989.
cisternas de ferrocimento de
Un tipo aún menos común
tamanho similar. 4,5
de cisternas externas son las
5. Planning and Natural Resources, Dept. of (Virgin Islands) and U.S.
Environmental Protection Agency, Regions II and IX, “Designing a household
de fibra de vidrio. Mientras
cistern,” taken from Water for the World; Technical note No. RWS. 5.D.1 in
tienen la ventaja de ser
Conclusão
“Rain water cistern systems; operations and maintenance workshop,” DPNR
portátiles y convenientes para
Neste momento você já deve
and USEPA, St. Thomas, U.S. Virgin Islands, 1989.
instalar, las desventajas son
ter uma boa idéia sobre o que
6. Ruskin, Robert H., and Patrick S. Callender, “Maintenance of cistern water
que tienden a ser de tamaño
são as cisternas, sua história,
quality and quantity in the Virgin Islands,” Technical Report No. 30, Caribbean
limitado, variando entre 250 y
como são construídas, e algumas
Research Institute, University of the Virgin Islands, St. Thomas, U.S. Virgin
1,500 galones de capacidad.
das vantagens e desvantagens
Islands, 1988.
Además son más caras que las
associadas com alguns dos tipos
7. Ruskin, R.H., A.N. Knudsen, J.H. Krishna, F.P. Rinehart and M. Ramos,
cisternas de cemento armado
mais comumente encontrados
“Water quality of public housing projects in the Virgin Islands,” Technical
de tamaño similar. 4,5
atualmente, não apenas nas Ilhas
Report No. 32, Caribbean Research Institute, University of the Virgin Islands,
Virgens, mas no mundo todo.
St. Thomas, U.S. Virgin Islands, 1989.
Conclusión
Na próxima edição estaremos
8. Smith, Henry H., “Effects of various factors on the sizing of rain water
Ahora usted ya tiene una
concen-trados nas superfícies de
cistern systems,” Technical Report No. 19, Water Resources Research Institute,
buena idea de lo que son las
coleta usadas para captar a água
University of the Virgin Islands, St. Thomas, U.S. Virgin Islands, 1984.
cisternas, su historia, su
de colinas, telhados, canaletas,
9. Smith, Henry H., “A general overview of hydrology and the analysis of
construcción, y algunas de las
etc., assim como o que deve ser
rainfall data,” Information Bulletin No. 2, Water Resources Research Institute,
ventajas y desventajas asociadas
feito para assegurar o movimento
University of the Virgin Islands, St. Thomas, U.S. Virgin Islands, 1986.
con algunos de los tipos más
adequado da água em casas ou
comunes, no solamente en las
edifícios, o que pode exigir o uso
10. Wirojanagud, W., “Rainwater quality: pathogens, and heavy metals,”
Proceedings of the 5th International Conference on Rain Water Cistern
Islas Vírgenes, sino a través del
de bombas.6
Systems, pp. 52-68, 1991.
mundo. En la segunda parte nos
¿Sabía usted que...?
enfocaremos en las superficies
de depósito utilizadas para
Acerca del Autor
El Dr. Robert H. Ruskin cuenta con 24 años de experiencia en microbiología
recolectar el agua, ya sea de un
95% de las ciudades
ambiental. Se crió en St. Croix, Islas Vírgenes, y obtuvo un doctorado en
cerro, techo, badén, etc., al igual
en el mundo aún
manejo de cuencas y microbiología/inmunología ambiental en la Universidad
que la manera de asegurar el
de Arizona. Además, posee una maestría en ciencias ambientales de McNeese
desechan
sus aguas
movimiento adecuado del agua
State University y una licenciatura en ciencias marinas y ambientales de la
negras sin tratarlas.
Universidad de las Islas Vírgenes, en St. Thomas. Contacto: +1(520) 292a través de la casa o edificio—
0516, [email protected]
lo cual puede requerir el uso de
(Banco Mundial)
una bomba.6
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