Fácil y económico: la mejor fuente de agua doméstica
Proyecto
Vivienda unifamiliar en Kelmis / Bélgica / 2017
Aplicaciones
Reciclaje de aguas grises, aprovechamiento de aguas pluviales
Productos
AQUALOOP, RAINMASTER, PURAIN
Descripción
Generar agua potable a partir del agua de lluvia de forma sencilla y económica con una nueva tecnología de tratamiento del agua
La idea del autoabastecimiento de agua no es nueva. La mayoría de estos sistemas de autoabastecimiento se encuentran en zonas rurales no desarrolladas y se alimentan de aguas subterráneas. Sin embargo, no todos los propietarios tienen la oportunidad de utilizar estas fuentes. El agua de lluvia, por su parte, está disponible en casi todas partes. Sin embargo, hasta ahora apenas se ha utilizado, salvo para las cisternas de los inodoros y el riego de jardines.
Según la Ordenanza europea sobre agua potable, el agua de calidad potable debe utilizarse para la higiene personal, como ducharse y lavarse las manos.
Para cumplir los requisitos de la Directiva CE "Agua para uso humano", INTEWA GmbH aplicó un concepto especial en un sistema de demostración de una vivienda unifamiliar en el marco del proyecto de la UE "Eco Innovation". Dado que en este proyecto no hay suficiente agua de lluvia para todos los consumidores, el agua de la ducha, denominada agua gris después de su uso, se recoge en una fase posterior de reciclaje, se recicla y se vuelve a utilizar como agua de descarga del inodoro. Paralelamente, se extrae calor de las aguas grises y se utiliza para precalentar el agua de la ducha.
Las principales ventajas de la tecnología AQUALOOP son las siguientes
- Ahorro de recursos de agua potable
- Ahorro en alcantarillado y sistemas de tuberías
- Ahorro de costes para operadores y usuarios
- mayor independencia del proveedor
- agua blanda y sin cal
- sin trazas de sustancias antropogénicas en el agua
- Posibilidad de reequipamiento sencillo utilizando el sistema de tuberías existente
Reequipamiento del sistema de aguas pluviales AQUALOOP
El agua de lluvia se recoge del tejado de 120 m² y se almacena en una cisterna de 10 m³.
El filtro de aguas pluviales autolimpiante PURAIN (con rebosadero de skimmer integrado, compuerta de remanso y principio de salto alterno) limpia previamente el agua con ayuda de una rejilla ranurada de 0,8 mm. Con la estación de membrana AQUALOOP en la cisterna, el agua de lluvia se microfiltra a través de las fibras de la membrana con un tamaño de poro de 0,02 µm (desinfección) y se bombea a un depósito de almacenamiento de agua limpia de 350 litros en el sótano. Para excluir un posible peligro debido a una posible contaminación posterior en este depósito interior, el agua se desinfecta adicionalmente mediante tratamiento UV antes de su distribución en la vivienda.
El agua depurada se bombea mediante la instalación de agua doméstica RAINMASTER Favorit SC de velocidad regulada al sistema de tuberías existente hasta los puntos de toma de la casa. El sistema municipal de abastecimiento de agua, que es independiente de éste, sólo suministra el agua al RAINMASTER certificado por la DVGW. La calidad del agua del sistema AQUALOOP se comprueba periódicamente.
Gracias a la posibilidad de aprovechar el sistema de tuberías existente, este concepto permite por primera vez el reequipamiento sencillo de sistemas de aguas pluviales.
Vista general del sistema de aguas pluviales AQUALOOP
- Recogida de agua de lluvia de 120 m² de superficie de tejado
- Filtro de aguas pluviales PURAIN 100 incl. rebosadero de skimmer y compuerta de remanso, calmado de la entrada
- Almacenamiento en una cisterna exterior de 10 m³
- Estación de membrana AQUALOOP con ultrafiltración y microfiltración en la cisterna
- Depósito de agua limpia de 350 litros en el sótano para agua esterilizada
- Extracción del depósito de agua limpia con RAINMASTER-Favorit 20-SC
- Desinfección UV con 20 vatios para mayor seguridad
- Aumento de presión en el sistema de tuberías existente
- Conexión a ducha, lavadora, lavamanos, etc. Alimentación de agua potable mediante RAINMASTER con agua de la ciudad
Calidad del agua de lluvia
La calidad del agua de lluvia y el rendimiento de limpieza del sistema se examinaron tomando muestras en varios puntos del sistema general. Los resultados de los análisis muestran que la carga bacteriana del agua bruta procedente de la cisterna de agua de lluvia ya es muy baja. Ni la bacteria E. Coli, un importante indicador de contaminación fecal, ni el patógeno Pseudomonas aeruginosa pudieron encontrarse en las muestras.
El análisis del agua tratada tras la microfiltración, en la que ya no se detectaron bacterias coliformes ni colonias bacterianas, puede demostrar el potencial de tratamiento de la membrana. Según los resultados del análisis, no habría sido necesaria una desinfección adicional mediante la lámpara UV, pero sirve como seguridad adicional. Los valores límite de la Ordenanza de agua potable para "agua para consumo humano" se cumplieron para todos los parámetros analizados (véase la tabla 1).
Resultados de los análisis del sistema de agua de lluvia AQUALOOP
| Parámetro | Valor límite (según TrinwV) | Tratamiento con AQUALOOP |
| Escherichia coli | 0 /100ml | 0 /100ml |
| Enterococos | 0 /100ml | 0 /100ml |
| Bacterias coliformes | 0 /100ml | 0 /100ml |
| Recuento de colonias 22 °C | 1000 /ml | 0 /ml |
| Recuento de colonias 36 °C | 100 /ml | 0 /ml |
| Pseudomonas aeruginosa | 0 /100ml | |
| TOC | --- | 0,85 mg/l |
| Valor pH in situ | 9,5 | 8,58 |
| Calcio | 9,9 mg/l | |
| Magnesio | <0,5 mg/l | |
| Conductividad a 25°C | 2790 μs/cm | 64 μs/cm |
| Cobre | 2 mg/l | <0,002 mg/l |
| Níquel | <0,02 mg/l | <0,005 mg/l |
| Turbidez en laboratorio | 1 NTU | 0,11 NTU |
| Clostridium perfringens | 0 /100ml | 0 /100ml |
| Nitrato | 50 mg/l | 3,4 mg/l |
| Nitrito | 0,5 mg/l | <0,02 mg/l |
| Mercurio | <0,001 mg/l | <0,0002 mg/l |
| Cadmio | <0,001 mg/l | <0,003 mg/l |
| Fuente: Instituto de Análisis de Aguas y Aguas Residuales GmbH |
AQUALOOP Reciclaje de aguas grises
En este proyecto de demostración, el agua de lluvia por sí sola no basta para cubrir toda la demanda de agua de una familia de cuatro miembros. Mediante el reciclado adicional de las aguas grises de la ducha y el lavabo, se pueden ahorrar otros 30 m³/año de agua y cubrir así toda la demanda de agua (100 m³/año). Esta agua "de lluvia", que sólo está relativamente poco contaminada por la higiene personal, se depura en el sistema de reciclado de aguas grises AQUALOOP y luego se utiliza para las cisternas de los inodoros. A diferencia de la cisterna de agua de lluvia, el sistema de aguas grises se gestiona con dos depósitos de almacenamiento muy pequeños (2 x 350 litros), que cubren aproximadamente las necesidades diarias. Para su depuración, los contaminantes gruesos, como el pelo, se separan primero mediante el prefiltro AQUALOOP. A continuación, el agua se depura biológicamente en el lecho fluidizado aireado mediante microorganismos que colonizan los rellenos del tanque de tratamiento. La microfiltración, a su vez, tiene lugar cuando el agua es aspirada a través de los poros de la membrana de fibra hueca de la estación de membranas AQUALOOP. El agua biológicamente purificada y esterilizada cumple como mínimo las normas de calidad de las aguas de baño de la UE. La instalación de agua doméstica RAINMASTER Eco bombea el agua tratada desde el depósito de almacenamiento de agua clara del sistema de aguas grises hasta el inodoro.
Resultados de los análisis del sistema de aguas grises AQUALOOP
| Parámetros del agua | Especificación NSF | Aguas grises |
| E. Coli | 14 /100ml | <1 /100ml |
| Turbidez | 5 NTU | 0,5 NTU |
| pH | 6-9 | 7,8 |
| DBO5 | 10 mg/l | 5 mg/l * |
| *tras 8 semanas de fase de rodaje | ||
| Fuente: PIA Prüfinstitut für Abwassertechnik GmbH |
Vista general del sistema de aguas grises AQUALOOP
- Biorreactor de lecho fluidizado aireado en depósito de 350 litros
- Prefiltro AQUALOOP incl. rebosadero de skimmer, rebosadero de sifón y compuerta de remanso Estación de membranas AQUALOOP con ultra/microfiltración
- Almacenamiento intermedio en depósito de agua clara de 350 litros
- Toma de agua del depósito de agua limpia con RAINMASTER-Eco (potencia de 100 vatios), aumento de presión en tubería de agua de servicio separada hasta el inodoro
- Reposición mediante agua de lluvia tratada
Riesgos
El riesgo inmediato de transmisión de agentes patógenos a través del agua de lluvia se elimina mediante el sistema de desinfección AQUALOOP. Sin embargo, dependiendo de la ubicación del sistema de aguas pluviales, es necesario comprobar qué parámetros deben examinarse para mantener la calidad del agua potable, incluso en lo que respecta a las sustancias químicas disueltas. Por ejemplo, los tejados de cobre o zinc podrían provocar un mayor aporte de estos metales. En las zonas donde el aire está contaminado por gases de combustión no purificados, puede producirse la llamada "lluvia ácida". Debido al bajo valor del pH, aumenta el riesgo de corrosión de los metales. El valor del pH debe neutralizarse con medidas sencillas. En regiones con una calidad del aire muy mala, los metales pesados pueden lixiviarse de la atmósfera. Por ello, en las proximidades de industrias con altas emisiones o con un volumen de tráfico muy elevado, deben comprobarse las concentraciones correspondientes en el agua de lluvia. En la mayoría de los países europeos, sin embargo, la contaminación atmosférica no desempeña ningún papel desde hace años debido a la mejora de las medidas de protección del medio ambiente, y la calidad del agua de lluvia es muy buena.
Costes y ahorro potencial del proyecto de demostración
En cuanto a los costes y los potenciales de ahorro de esta tecnología, puede decirse que no es posible hacer afirmaciones generales debido a los diferentes costes del agua, modelos de tarifas y consumos. Sin embargo, con esta nueva tecnología de sistemas ya se pueden alcanzar a menudo interesantes periodos de amortización, sensiblemente inferiores a la vida útil de los edificios. Así pues, tener un suministro propio de agua con agua de lluvia puede tener sentido en muchas zonas:
| Ubicación | Kelmis, Bélgica |
| Superficie de captación | 120 m² |
| Rendimiento del agua de lluvia | aprox. 90 m³ / año |
| Consumo de agua 4 personas | aprox. 105 m³ / año |
| Consumo de RW | aprox. 70 m³ / año |
| Consumo de GW | aprox. 30 m³ / año |
| Potencial de ahorro | aprox. 100 m³ / año |
| Precio medio del agua en D** | 5,00 €/ m³ |
| Costes de electricidad del sistema / m³ a 0,23 €/kWh | 0,43 €/m³ |
| Potencial de ahorro DE tras deducir los costes de electricidad | 4,57 €/m³ |
| Modelo 1***: Aguas pluviales y aguas grises | Costes totales aprox. 15.684,00 € Amortización estática 16,73 años |
| Modelo 2***: Sólo aguas pluviales | Costes totales aprox. 9621,15 € Amortización estática 12,03 años |
| Modelo 3***: Sólo agua de lluvia, todos los trabajos a cargo del propietario | Costes totales aprox. 7241,15 € Amortización estática 9,05 años |
* Para comparar: Ø consumo de agua 4 personas Alemania 180 m³,Ø consumo de agua 4 personas EE.UU. 430 m³ ** costes de agua potable y residual, en caso de reparto de tasas no se puede calcular la tasa de aguas residuales *** Ø consumo de agua de 175 m³/año Tabla 3: Costes y potenciales de ahorro
Resumen
Este proyecto de demostración financiado por la UE ha demostrado de forma impresionante que es posible sustituir casi todo el consumo de agua de una vivienda unifamiliar por agua de lluvia utilizando la nueva tecnología AQUALOOP.
Es notable que esto ya puede ser económico cuando se retroadapta un edificio existente. Por lo tanto, esta tecnología es interesante tanto para edificios nuevos como para casas ya existentes.
Si no se dispone de suficiente agua de lluvia, el vacío puede colmarse reciclando las aguas grises producidas. Además, un intercambiador de calor permite recuperar el calor de las aguas grises calientes.
Para las empresas especializadas en el tratamiento de aguas, el aprovechamiento de aguas pluviales y los fabricantes de depósitos de almacenamiento, la tecnología AQUALOOP puede representar un nuevo campo de negocio para el futuro.
El ahorro de valiosas reservas de agua potable es también una importante contribución al medio ambiente.