Captación, almacenamiento y ahorro del 30% con agua de lluvia en el consumo de una Casa Rural

CAPTACIÓN Y ALMACENAMIENTO AGUA DE LLUVIA EN CASA RURAL–10.2017 - carlos.del.alamo@gmail.com 1
Aprovechamiento de agua de lluvia para
consumo humano
Abastecimiento a una Casa Rural
1. INTRODUCCIÓN
El presente artículo propone determinar la superficie de captación de agua de lluvia necesaria para
abastecer el consumo de agua de una Casa Rural. Igualmente se calcula el volumen del tanque que le
corresponde para almacenar el agua de lluvia captada, tanque al que se añadirá el agua externa que pueda
necesitar para complementar el consumo previsto. El proceso calcula el comportamiento del sistema para
cada uno de los días de un ciclo anual, obteniendo resultados medios mensuales y anuales. Se recuerda que
las redes de agua de lluvia y de consumo humano directo deben estar totalmente separadas, por lo que el
agua del tanque se empleará para el tipo de consumo permitido. En ningún caso el agua de lluvia podrá
entrar en la red pública. Al respecto deben revisarse la legislación vigente en cada caso y las ordenanzas
municipales de agua. Los datos aportados de consumo son supuestos.
Se concluye en el presente artículo que es un objetivo razonable lograr un ahorro del 30% del consumo
anual de agua del caso de estudio.
2. RESUMEN
La Casa Rural a la que se le diseña un sistema de captación de agua de lluvia, tiene una población estable
para su funcionamiento de 5 personas todo el año, a lo que se suman los clientes, con una media algo
superior a 7 personas cada día del año.
La ciudad donde está construida tiene las características pluviométricas coincidentes con la ciudad de
Vitoria, con 103 días de lluvia al año y una precipitación anual de 782 mm. Esta lluvia es un 34% superior a
la media de España, teniendo en cuenta los 50 observatorios provinciales considerados, y que es de unos
583 mm/año.
La dotación prevista es de 130 litros/habitante/día para la población estable, y de 170 litros/habitante/día
para los clientes. De esta dotación, el sistema que se abastece de agua de lluvia, y que denominamos
Sistema Lluvia, se prevé que aporte 40 litros/habitante/día para inodoros. Además esta Casa Rural requiere
otros 165 m3
/año extra para el mantenimiento de una piscina, abastecimiento de animales y para riego.
Para la captación de lluvia la Casa Rural aporta distintas cubiertas agrícolas con 400 m2
de superficie.
Se desea conocer cuál es el volumen de agua de lluvia que se puede captar de esta cubierta y cuál es el
volumen del tanque a construir. Se establece que el tanque, en el año de lluvia medio, no se llene más del
80%, lo que permitirá que esta Casa Rural crezca en su uso previsto, así como que se pueda aprovechar
adecuadamente una lluvia superior a la media cuando se produzca.
CONCLUSIÓN INICIAL: se puede garantizar el abastecimiento con agua de lluvia del 30% del consumo, es
decir, 250 m3
/año de los 843 m3
/año del consumo total, para lo que se necesita construir un tanque de

25.000 litros. Con esta instalación se puede garantizar el abastecimiento del 73% del consumo previsto para
el Sistema Lluvia, por lo tanto de 250 m3
/año sobre lo máximo posible a abastecer con agua de lluvia, y que
es de 342 m3
/año.
3. DATOS DE PARTIDA
Los datos de partida del proceso de cálculo para esta Casa Rural, son los siguientes.
A) Datos demográficos y de consumo de agua para todo el año
 Nº de viviendas que se desea abastecer: una Casa Rural y sus instalaciones de recreo y
agrícolas.
 Población fija: una familia de 5 habitantes estables todo el año, que en parte se dedican a
las labores de mantenimiento de la casa.
 Población variable: los meses de junio, julio, agosto, septiembre y diciembre, es de 10
personas de media todos los días del mes, y en el resto es de los meses es de 5. Esto
representa una población media de 7,1 habitantes cada día del año.
 Dotación de agua de la población: 130 litros/habitante/día para la población fija y 170
litros/habitante/día para la población variable.
 Otros consumos: se añade un consumo extra de 165 m3
/año que se distribuyen en 25 m3
los meses de junio, julio y agosto, y de 10 m3
para cada uno de los demás meses.
 El resumen de consumo previsto, y su aportación con agua de la red pública, y la máxima
posible con agua de lluvia, es:
 Como se aprecia, de estos consumos se prevé aportar por el Sistema Lluvia los 165 m3
/año
de Otros Consumos, y 40 litros/habitante/día de lo consumido por las poblaciones fija y
variable que se correspondería con aportes a inodoros y urinarios; la suma total es, por lo
tanto, de 342 m3
/año. Al finalizar el estudio veremos la parte realmente abastecida con
DATOS PARTIDA Pob Fija: 5,0 hab Pob Var.: 7,1 hab Otros Consumos/Pob Tot Pob Fija+Var+OC: 12,1 hab
28% - 237 m3/año 52% - 440 m3/año 20% - 165 m3/año 100% - 843 m3/año
130 lit/hab/día 170 lit/hab/día 37 lit/hab/día 191 lit/hab/día
164 m3/año 337 m3/año 0 m3/año 501 m3/año
69% - 90 lit/hab/día 76% - 130 lit/hab/día 0% - 0 lit/hab/día 59% - 113 lit/hab/día
Total consumo
Red pública
Agua de lluvia

agua de lluvia de los objetivos propuestos.
 Volumen de reserva en tanque: se solicita 2 días de consumo como reserva mínima en el
tanque; si al finalizar una jornada no se dispone de este volumen de reserva, se inicia la
carga automática de agua de la red pública hasta completar el volumen indicado. Como
condición se impone el que el tanque no se llene más del 80% de su volumen, lo que
permitirá en el futuro aumentar el crecimiento y consumo en la Casa Rural, así como el
mayor aprovechamiento en los años de lluvia superior a la media.
 Coeficiente de escorrentía de la cubierta o superficie captadora: en el ejemplo se toma el
valor de 0,8. Debe considerar el posible efecto contaminante del agua por la superficie
captadora, lo que limita el tipo de uso a riego, urinarios, bebederos de animales, etc., y esto
dependiendo del tipo de contaminación.
 Superficie de captación de agua de lluvia: se dispone de una cubierta agrícola utilizable de
400 m2
.
 PRIMERA CONCLUSIÓN: el volumen del tanque propuesto inicialmente es de 25.000 litros.
Esta instalación garantiza el abastecimiento del 30%, 250 m3
/año, de todos los consumos
previstos en la Casa Rural, que es de 843 m3
/año.
B) Datos de lluvia
En este caso se conoce la precipitación en mm de lluvia y el nº de días de lluvia de cada mes del año
de la ciudad tipo elegida, que es coincidente con la ciudad de Vitoria. Los datos son:
1 Ene Feb Mar Abr
Nº días lluvia/mes 10,0 días 10,0 días 9,0 días 12,0 días
Precipit.mm/mes 76 mm/mes 65 mm/mes 61 mm/mes 86 mm/mes
1 May Jun Jul Ago
1 Sep Oct Nov Dic
1 AÑO
Nº días lluvia/mes 103 días/año
Precipit.mm/mes 782 mm/año total

4. RESULTADO DEL PROCESO DE CÁLCULO
Una vez ajustados los valores de diseño, se observa cómo se comporta la gráfica diaria, durante un
año, del volumen de agua en el tanque, tanto de lluvia como de red, y otros datos de interés.
Recordamos que lo representado es el Sistema Lluvia, y no el total del consumo previsto. Del
estudio de estos datos se obtiene la solución buscada.
En este escenario de partida el resumen mensual y anual de la aportación de agua de lluvia
y de red, al Sistema Lluvia, es el siguiente:
0 lit
2.000 lit
4.000 lit
6.000 lit
8.000 lit
10.000 lit
12.000 lit
14.000 lit
16.000 lit
18.000 lit
20.000 lit
1
16
31
46
61
76
91
106
121
136
151
166
181
196
211
226
241
256
271
286
301
316
331
346
361
Volumen de agua almacenado
al final del día,litros
Vol. aportado RED Vol. en tanque fin día
Dotación 77 lit/hab/día; 73 % agua de lluvia
1 viv;12 hab;782 mm/año; tanque 25000 lit;
superf.400 m2

 Para todos los consumos de la Casa Rural, y los dos orígenes posibles, de la red pública y de
lluvia, el resultado es que se puede abastecer con agua de lluvia el 30% del consumo, a
partir del tanque de 25.000 litros, con el siguiente detalle:
 Respecto al uso del tanque, se llena hasta un máximo del 79% en algún momento del ciclo
anual, aunque el llenado medio es del 37%.
5. COMPORTAMIENTO EN AÑOS METEOROLÓGICAMENTE DISTINTOS
Antes de iniciar las obras correspondientes, los propietarios de la Casa Rural desean conocer cómo se
comportará este sistema tanto en años más húmedos como en los más secos, respecto al año medio
utilizado para el cálculo, y así poder evaluar si la instalación actual requerirá reformas en el futuro que es
mejor adoptar ahora. La gráfica del comportamiento del Sistema Lluvia para un tanque de 25.000 litros y un
rango de lluvias entre el 70% y el 130% de la lluvia media, es la siguiente:
73%
27%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Aportación, % año
Lluvia/año Red/año
250
m3
91
m3
0 m3
50 m3
100 m3
150 m3
200 m3
250 m3
300 m3
350 m3
400 m3
Aportación, m3/año
DISEÑO FINAL Pob Fija: 5,0 hab Pob Var.: 7,1 hab Otros Consumos/Pob Tot Pob Fija+Var+OC: 12,1 hab
Total consumo
Red pública
Agua de lluvia

 Como se observa, en un año con el 80% de las lluvias previstas se aportará al sistema 200
m3
de agua de lluvia, o el 24% del consumo, y el tanque alcanzará un llenado máximo del
44%.
 Sin embargo, a partir de las lluvias por encima de las lluvias medias, por ejemplo con un
valor del 110%, el volumen aportado solo crece un 1%, pasando del 30% al 31% de aporte
del agua de lluvia, mientras que el tanque se llena al 100% de lo previsto.
 En conclusión se deduce que el sistema precisa de un almacenamiento mayor, con lo que
se podría provechar mejor las posibilidades de captación disponibles.
 SEGUNDA CONCLUSIÓN: después de realizadas las pruebas oportunas y atendiendo a las
posibilidades de la parcela disponible, y a los costes de implantación, se conviene con los
propietarios de la Casa Rural que el volumen adecuado del tanque es de 30 m3
, con lo que
se amplía la captación de lluvia por el lado de las lluvias más intensas de la media. La gráfica
que lo representa es la siguiente:
175,2m3/año
200,2m3/año
225,2m3/año
250,2m3/año
261,3m3/año
267,1m3/año
272,9m3/año
21% 24% 27% 30% 31% 32% 32%
33%
44%
56%
79%
100% 100% 100%
-100%
-50%
0%
50%
100%
0 m3/año
50 m3/año
100 m3/año
150 m3/año
200 m3/año
250 m3/año
300 m3/año
70% 80% 90% 100% 110% 120% 130%
Volumendeaguadelluviaaportadaalsistema,%
Llenadomáxumodelanque
Cantidad de lluvia respecto a la lluvia media estadística, %
COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA PARA UNA LLUVIA DISTINTA DE LA
LLUVIA MEDIA ESTADÍSTICA - Tanque de 25.000 Litros
Volumen de agua de lluvia captada, m3/año
Volumen de agua de lluvia respecto a la total consumida, %
Llenado máximo tanque

Obsérvese que para una lluvia del 110% el volumen de lluvia almacenada pasa de 261 m3
/año con
un tanque de 25.000 litros, a 275 m3
/año con un tanque de 30.000 litros; igualmente para una
lluvia del 120% el volumen de lluvia almacenada pasa de 267 m3
/año a 292 m3
/año. En resumen, se
ha logrado el objetivo buscado que era el de ampliar la captación de recursos aprovechando las
lluvias superiores a la media.
6. RESULTADO DEL PROCESO DE CÁLCULO
Una vez ajustados los valores de diseño se observa cómo se comporta la gráfica diaria, durante un
año, del volumen de agua en el tanque de 30.000 litros, tanto de lluvia como de red. Recordamos
que lo representado es el Sistema Lluvia, y no el total del consumo previsto. Esta gráfica no varía
respecto a la del tanque de 25.000 litros ya que representa la gráfica para la lluvia media anual, y
no para una lluvia por encima de la media que es la que ha motivado la ampliación del volumen.
175,2m3/año
200,2m3/año
225,2m3/año
250,2m3/año
275,3m3/año
292,1m3/año
297,9m3/año
20,8% 23,8% 26,7% 29,7% 32,7% 34,7% 35,4%
16,4%
22,1%
27,8%
39,5%
78,0%
100,0% 100,0%
-130%
-110%
-90%
-70%
-50%
-30%
-10%
10%
30%
50%
70%
90%
0 m3/año
50 m3/año
100 m3/año
150 m3/año
200 m3/año
250 m3/año
300 m3/año
350 m3/año
70% 80% 90% 100% 110% 120% 130%
Volumendeaguadelluviaaportadaalsistema,%
Llenadomáxumodelanque
Cantidad de lluvia respecto a la lluvia media estadística, %
COMPORTAMIENTO DEL SISTEMA PARA UNA LLUVIA DISTINTA DE LA
LLUVIA MEDIA ESTADÍSTICA - Tanque de 30.000 litros
Volumen de agua de lluvia captada, m3/año
Volumen de agua de lluvia respecto a la total consumida, %
Llenado máximo tanque

 El resumen mensual de la aportación de agua de lluvia y de red, al Sistema Lluvia, es el
siguiente:
0 lit
2.000 lit
4.000 lit
6.000 lit
8.000 lit
10.000 lit
12.000 lit
14.000 lit
16.000 lit
18.000 lit
20.000 lit
1
16
31
46
61
76
91
106
121
136
151
166
181
196
211
226
241
256
271
286
301
316
331
346
361
superf.400 m2
100% 100% 100% 100% 100%
46%
32% 34%
49%
100% 100% 100%
0% 0% 0% 0% 0%
54%
68% 66%
51%
0% 0% 0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Aportaciónde agua de lluviay de red al consumo, % mes
Aguade lluvia Aguade red

 El resumen anual de la aportación de agua de lluvia y de red, al Sistema Lluvia, es el siguiente:
 Para todos los consumos de la Casa Rural, y con los dos orígenes posibles del agua, tanto de la red
pública como de la lluvia, el resultado con el tanque de 30.000 litros es el siguiente:
 Respecto al uso del tanque, se llena al 66% en algún momento del ciclo anual del año tipo, aunque
el llenado medio es del 31%.
7. ESQUEMA DE LA SOLUCIÓN PROPUESTA
En la siguiente representación se propone una visión esquemática del sistema completo de agua potable
24,3 m3
20,8 m3 19,5 m3
27,5 m3
22,4 m3
16,3 m3
13,8 m3 14,4 m3 13,4 m3
23,7 m3
28,5 m3
25,6 m3
0,0 m3
0,0 m3
0,0 m3
0,0 m3
0,0 m3
19,1 m3
29,8 m3 28,3 m3 14,1 m3
0,0 m3
0,0 m3
0,0 m3
0 m3
5 m3
10 m3
15 m3
20 m3
25 m3
30 m3
35 m3
40 m3
45 m3
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
Aportaciónde agua de lluviay de redal consumo, m3/mes
Aguade lluvia Aguade red
73%
27%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Aportación, % año
250
m3
91
m3
0 m3
50 m3
100 m3
150 m3
200 m3
250 m3
300 m3
350 m3
400 m3
Aportación, m3/año
DISEÑO FINAL Pob Fija: 5,0 hab Pob Var.: 7,1 hab Otros Consumos/Pob Tot Pob Fija+Var+OC: 12,1 hab
Total consumo
Red pública
Agua de lluvia

que abastece a la Casa Rural. Obsérvese que el tanque receptor de agua de lluvia también debe recibir agua
de la red para garantizar el abastecimiento del Sistema Lluvia. Igualmente se indica que toda la lluvia
captada entra al sistema, con lo que no hay excedentes.
8. UNA APROXIMACIÓN AL COSTE DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LLUVIA
Se aportan datos económicos que sirven de apoyo a la toma de decisiones en el marco de que la
implantación de un sistema de gestión de agua de lluvia, en conjunto con el resto del proyecto completo de
la Casa Rural, se encuentre en su fase de diseño, con lo que los costes añadidos para implementar un
Sistema de Lluvia son reducidos. En este contexto la pregunta habitual que se plantea es:
 ¿Cuánto podemos invertir en la captación de agua de lluvia de tal manera que el agua así aportada
no resulte más cara que la ahora disponible de la red?
Como se indica se está haciendo una valoración mercantilista del agua, lo que permite acercarse a la
tradicional inquietud de si esto es rentable. Los valores para evaluar la rentabilidad de la inversión, son:
. Vida útil de la instalación: 40 años.
. Tasa de descuento: 2,5%.
. Superficie de captación adaptada a partir de las superficies disponibles: 400 m2
.
. Tanque de almacenamiento: 30.000 litros.
. Coste de adaptación del proyecto, y una sola vez en la vida del proyecto, de la superficie de captación de
agua de lluvia y de construcción de tanque de almacenamiento, y otros costes en instalaciones: 13.500
euros. Este sobrecoste se aplica en la fase de diseño y construcción del proyecto.
Sup.: 400 m2
Vol.: 30,0 m3
Pob.: 12,1 hab
191 lit/hab/día
843 m3/año
57 lit/hab/día
250 m3/año
+
113 lit/hab/día 21 lit/hab/día 57 lit/hab/día
501 m3/año 91 m3/año 250 m3/año
134 lit/hab/día 21 lit/hab/día
70% 592 m3/año 91 m3/año 30%
592 m3/año 250 m3/año
Excedente: 0 m3/año
73%
27%
Lluvia de cálculo: 782 mm/año
Vol. lluvia captada: 250 m3/año

. Coste de mantenimiento anual y otros gastos sobre el total de la inversión realizada: 1,5% para el primer
año que se incrementa el 2% anual durante cada uno de los 40 años de la vida del proyecto.
. Ingresos: ahorro de agua de 541 Euros/año a un coste actual de 2,16 Euros/m3
, incrementando el precio
del agua el 2,5% al año.
Con estos datos se obtiene el comportamiento económico de la inversión, que es:
(*) VPN es el valor presente neto de una inversión, y TIR es la tasa interna de retorno de una inversión
9. EN RESUMEN ¿CUÁL ES EL AHORRO DE AGUA?
Respecto al agua para riego, piscina e inodoros, que es la que se pretende abastecer con agua de lluvia, el
ahorro es del 73% del consumo anual, o de 250 m3
/año. Respecto al total de agua consumida en la Casa
Rural, que es de 843 m3
/año, los 250 m3
/año representan el 30%. La dotación media se reduce en 57
litros/habitante/día desde los 191 litros/habitante/día de partida.
La factura del agua se reduce en 541 Euros/año el primer año, y en 36.435 Euros en la vida prevista del
proyecto, que es de 40 años, si no se modifican los datos de partida.
10. ¿SE PUEDE LOGRAR LA AUTONOMÍA TOTAL CON AGUA DE LLUVIA?
Técnicamente sí es posible disponer de un sistema totalmente autónomo que garantice la disponibilidad
del agua de lluvia para el uso previsto durante todo el año, a partir del agua captada en la época de lluvia.
El sistema de cálculo empleado permite determinar los datos de diseño de este sistema, a partir de una
superficie de captación mayor. Ejemplo:
- Con una superficie de captación de 600 m2
, y un tanque de almacenamiento de 83.000
litros se garantiza el 100% del consumo previsto en el Sistema de Lluvia, o el 41% del
consumo total.
- Los mismos resultados se obtienen con una superficie de captación de 700 m2
, y un tanque
de almacenamiento de 73.000 litros, o con una superficie de 800 m2
, y un tanque de
almacenamiento de 62.000 litros.
Esta es la gráfica anual del caso 600 m2
/83.000 litros:
Vida útil Tot. Inversión Tot. Mantenimiento Tot. Ingresos VPN* TIR*
40 años 13.500 € 12.231 € 36.435 € 400 € 2,6%

0 lit
10.000 lit
20.000 lit
30.000 lit
40.000 lit
50.000 lit
60.000 lit
70.000 lit
80.000 lit
90.000 lit
1
16
31
46
61
76
91
106
121
136
151
166
181
196
211
226
241
256
271
286
301
316
331
346
361
superf.600 m2

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