Raccolta dell'acqua piovana sull'isola di Saona: raccolta sui tetti, serbatoi di stoccaggio e approvvigionamento idrico sostenibile nelle isole

Introduzione

La gestione dell'acqua dolce è una considerazione importante per le isole, dove la disponibilità di acqua, l'accesso alle infrastrutture e le precipitazioni stagionali possono influenzare il modo in cui le comunità e le imprese pianificano le proprie forniture. La raccolta dell'acqua piovana offre un modo possibile per raccogliere e immagazzinare la pioggia per un uso successivo.

Un sistema di raccolta dell'acqua piovana sul tetto cattura l'acqua da un tetto adatto, la convoglia attraverso grondaie e tubi, rimuove i detriti, devia il deflusso iniziale quando appropriato e immagazzina l'acqua raccolta in un serbatoio protetto. A seconda della qualità dell'acqua e dell'applicazione prevista, potrebbe essere necessario un trattamento aggiuntivo.

Per l'isola di Saona, la raccolta dell'acqua piovana può essere esplorata come potenziale opzione supplementare di gestione dell'acqua per edifici e strutture adeguate. La sua praticità dipenderà dai dati locali sulle precipitazioni, dalle superfici dei tetti, dalla domanda di acqua, dalla capacità di stoccaggio, dalle condizioni di costruzione e dai requisiti di qualità dell’acqua. Questo articolo spiega i principi ingegneristici e le considerazioni di progettazione senza affermare che sull'isola esista attualmente un particolare sistema di raccolta dell'acqua piovana o una fornitura misurata.

1. Cos'è la raccolta dell'acqua piovana?

La raccolta dell'acqua piovana è il processo di raccolta delle precipitazioni da una superficie di raccolta e di stoccaggio per un uso successivo.

Un tipico sistema su tetto contiene diversi componenti collegati:

• Superficie di raccolta del tetto.
• Grondaie e pluviali.
• Schermi fogliari e detriti filtri.
• Dispositivo di deviazione del primo scarico.
• Serbatoio o cisterna di stoccaggio.
• Disposizione di troppopieno.
• Tubazioni e rubinetti di distribuzione.
• Attrezzature per il trattamento ove richiesto.

L'acqua raccolta può essere presa in considerazione per usi non potabili appropriati come pulizia, irrigazione, scarico dei WC e altre applicazioni approvate. L'uso dell'acqua potabile richiede un'adeguata gestione e verifica della qualità dell'acqua.

La raccolta dell'acqua piovana può essere progettata su scale diverse. Una piccola famiglia può utilizzare un serbatoio compatto, mentre un edificio più grande o una struttura comunitaria può richiedere più serbatoi di stoccaggio e un sistema di raccolta e distribuzione più dettagliato.

2. Perché prendere in considerazione la raccolta dell'acqua piovana per un'isola?

La pianificazione idrica di un'isola può comportare diverse sfide, tra cui spazio di stoccaggio limitato, variazioni stagionali delle precipitazioni, vincoli infrastrutturali e costi o difficoltà di trasporto delle forniture.

Un sistema di raccolta dell'acqua piovana ben progettato può offrire diversi potenziali vantaggi.

2.1 Approvvigionamento idrico supplementare

L'acqua piovana raccolta può ridurre la quantità di acqua che deve essere ottenuta da altre fonti per usi adeguati.

2.2 Riduzione della domanda su altre fonti

Laddove l'acqua piovana è adatta per applicazioni non potabili, può aiutare a ridurre la domanda di forniture di acqua potabile trattata.

2.3 Stoccaggio locale dell'acqua

Un serbatoio di stoccaggio può trattenere la pioggia da utilizzare tra un evento piovoso e l'altro. La sua utilità dipende dalla relazione tra raccolta, domanda e durata del periodo di siccità.

2.4 Gestione delle acque piovane

Catturare una parte del deflusso dai tetti può ridurre il volume di acqua scaricata immediatamente da un edificio durante le precipitazioni. Il sistema necessita comunque di un percorso di troppo pieno sicuro e non dovrebbe sostituire un sistema di drenaggio adeguatamente progettato.

2.5 Dimensioni flessibili del sistema

La raccolta dell'acqua piovana può essere adattata all'area disponibile del tetto, alla domanda prevista, allo spazio di stoccaggio e al budget.

Questi vantaggi sono risultati potenziali, non garanzie. Un sistema deve essere progettato in base ai dati climatici locali e ai reali fabbisogni idrici.

3. Componenti principali di un sistema di raccolta dell'acqua piovana sul tetto

3.1 Bacino idrografico

Il tetto è la superficie primaria che riceve le precipitazioni.

Le prestazioni di raccolta dipendono da:

• Bacino idrografico totale.
• Materiale del tetto.
• Pendenza e superficie del tetto condizioni.
• Intensità e durata delle precipitazioni.
• Perdite causate da spruzzi, evaporazione e tracimazione.

I materiali del tetto devono essere valutati per la loro idoneità all'uso previsto dell'acqua. Materiali o rivestimenti che possono rilasciare sostanze chimiche nocive non devono essere utilizzati come collettori di acqua potabile.

3.2 Grondaie

Le grondaie raccolgono l'acqua che scorre dal bordo del tetto e la dirigono verso i pluviali.

Un sistema di grondaie adatto dovrebbe:

• Avere un'adeguata capacità di flusso.
• Mantenere una pendenza costante verso gli scarichi.
• Essere supportati in modo sicuro.
• Resistere alla corrosione e all'esposizione agli agenti atmosferici.
• Includere punti di pulizia accessibili.
• Impedire che foglie e detriti di grandi dimensioni entrino nel sistema.

Le grondaie sottodimensionate, danneggiate o mal posizionate possono causare perdite d'acqua e traboccamento.

3.3 Pluviali

I pluviali convogliano l'acqua raccolta dalle grondaie verso il filtro, dispositivo di primo scarico e serbatoio di stoccaggio.

Il loro numero, diametro e disposizione devono essere selezionati in base all'area del tetto, all'intensità delle precipitazioni previste e ai requisiti di progettazione idraulica.

3.4 Schermi per foglie e filtri di ingresso

Gli schermi impediscono a foglie, ramoscelli e altri materiali di grandi dimensioni di entrare nel sistema di stoccaggio. Dovrebbero essere accessibili e puliti regolarmente per evitare ostruzioni.

3.5 Deviatore di primo getto

Il primo deflusso da un tetto può trasportare polvere accumulata, foglie, escrementi di uccelli e altri contaminanti.

Un deviatore di primo getto devia temporaneamente questo deflusso iniziale lontano dal serbatoio di stoccaggio. Dopo che la camera di deviazione si è riempita, l'acqua successiva può entrare nel serbatoio attraverso il sistema di raccolta.

Il volume di deviazione richiesto deve essere selezionato in base alle condizioni del tetto, al rischio di contaminazione locale, alle caratteristiche delle precipitazioni e alle indicazioni pertinenti. Non si deve presumere che un volume fisso di primo scarico sia adatto per ogni tetto.

3.6 Serbatoio di stoccaggio

Il serbatoio immagazzina l'acqua piovana raccolta per un uso successivo.

Le opzioni comuni includono:

• Serbatoi in cemento armato.
• Serbatoi in plastica o polimeri approvati per l'acqua prevista utilizzare.
• Serbatoi in fibra di vetro.
• Serbatoi metallici idonei con trattamento protettivo adeguato.
• Cisterne sotterranee.

La scelta dovrebbe considerare la capacità di stoccaggio, la stabilità strutturale, la resistenza alla corrosione, l'accesso per la pulizia, lo spazio disponibile, il costo e l'idoneità dei materiali a contatto con l'acqua.

3.7 Disposizione del troppopieno

Quando il serbatoio è pieno, l'acqua in eccesso necessita di uno scarico controllato. Il troppopieno deve essere indirizzato verso un luogo di drenaggio o infiltrazione sicuro e adatto, soggetto alle condizioni del sito e ai requisiti locali.

Un tubo di troppopieno deve essere protetto da insetti e detriti senza ostruire lo scarico.

4. Stima del potenziale di raccolta dell'acqua piovana

Una stima di base del volume raccolto da un tetto può essere calcolata utilizzando la profondità delle precipitazioni, il bacino idrografico e un coefficiente di deflusso.

La formula generale è:

V = P × A × C

Dove:

• V = volume stimato dell'acqua raccolta in litri.
• P = profondità delle precipitazioni in millimetri.
• A = area di raccolta del tetto in metri quadrati.
• C = coefficiente di deflusso, che rappresenta le perdite di raccolta.

La conversione funziona perché 1 mm di pioggia su 1 m² equivale a circa 1 litro d'acqua.

Esempio di calcolo

Supponiamo che un ipotetico edificio abbia:

• Area del tetto = 100 m².
• Precipitazioni durante un periodo selezionato = 100 mm.
• Coefficiente di deflusso presunto = 0,80.

Quindi:

V = 100 × 100 × 0,80

V = 8.000 litri.

Ciò significa che il volume raccolto stimato per quel periodo di pioggia è di circa 8.000 litri prima di considerare ulteriori perdite specifiche del sistema, deviazione del primo getto, traboccamento del serbatoio e condizioni operative.

Questo è un calcolo illustrativo, non una misurazione delle precipitazioni o delle condizioni del tetto per l'isola di Saona.

Nota importante sulla progettazione

Il totale delle precipitazioni annuali da solo non determina la dimensione del serbatoio richiesta. La distribuzione delle precipitazioni è importante. Un sistema può raccogliere una notevole quantità di acqua durante i mesi piovosi, ma subire comunque carenze durante un lungo periodo secco.

Per la pianificazione preliminare, i dati sulle precipitazioni mensili o giornalieri sono più utili che fare affidamento solo su una media annuale.

5. Progettare la capacità del serbatoio di stoccaggio

Il dimensionamento del serbatoio è una delle parti più importanti nella progettazione della raccolta dell'acqua piovana.

Un serbatoio troppo piccolo può traboccare frequentemente durante i periodi piovosi e svuotarsi durante i periodi secchi. Un serbatoio sovradimensionato può aumentare i costi di costruzione senza fornire un vantaggio corrispondente.

5.1 Dimensionamento basato sulla domanda

Un semplice punto di partenza è:

Domanda di stoccaggio = Domanda giornaliera di acqua × Numero di giorni di stoccaggio

Ad esempio, supponiamo che un ipotetico impianto richieda 500 litri al giorno per un'applicazione non potabile selezionata e desideri uno stoccaggio per 10 giorni senza precipitazioni.

Necessario utilizzabile. stoccaggio:

500 × 10 = 5.000 litri.

Il volume finale del serbatoio dovrebbe considerare anche lo stoccaggio morto, il bordo libero, la riserva operativa, la geometria del serbatoio e l'affidabilità della fonte di raccolta.

5.2 Dimensionamento basato sulle precipitazioni

Il progetto dovrebbe stimare la quantità di acqua che può essere raccolta nel periodo pertinente e confrontare tale fornitura con la domanda.

5.3 Bilancio idrico mensile

A un approccio più affidabile utilizza un bilancio idrico basato sul tempo:

Immagazzinamento alla fine del periodo = Stoccaggio precedente + Pioggia raccolta − Domanda idrica − Perdite.

Il calcolo deve rispettare la capacità massima del serbatoio. Qualsiasi volume superiore alla capacità disponibile diventa traboccante.

Un modello mensile può aiutare a identificare:

• Periodi previsti di traboccamento del serbatoio.
• Potenziali carenze.
• Il numero di giorni di stoccaggio della riserva.
• L'effetto del cambiamento della domanda.
• Se un serbatoio più grande o più piccolo è giustificato.

5.4 Disposizioni con serbatoi multipli

Quando un serbatoio grande non è pratico, si possono prendere in considerazione più serbatoi collegati. La loro disposizione dovrebbe consentire un riempimento, un isolamento, una pulizia e una manutenzione sicuri.

6. Qualità e trattamento dell'acqua

L'acqua piovana non dovrebbe essere automaticamente considerata sicura da bere. La sua qualità può cambiare quando passa attraverso il tetto, attraverso grondaie e tubi e fino allo stoccaggio.

I potenziali contaminanti includono:

• Capacità portante del terreno.
• Cedamento differenziale.
• Dimensioni della fondazione.
• Condizioni delle acque sotterranee.
• Geometria del serbatoio.
• Accesso per manutenzione.

7.2 Serbatoi in cemento armato

I serbatoi in cemento possono essere costruiti fuori terra o sotto terra. La progettazione dovrebbe riguardare lo spessore delle pareti, il rinforzo, il controllo delle crepe, i giunti, l'impermeabilizzazione e il carico strutturale.

Un ingegnere qualificato dovrebbe progettare il serbatoio in base agli standard strutturali applicabili e alle condizioni del sito.

7.3 Serbatoi in plastica e prefabbricati

I serbatoi realizzati in fabbrica possono semplificare l'installazione, ma la base deve essere livellata e in grado di supportare l'intero carico operativo. È necessario seguire i requisiti del produttore per l'ancoraggio, l'accesso e l'installazione.

7.4 Coperture e aperture di accesso

I serbatoi devono essere coperti per impedire l'ingresso di insetti, animali, luce solare e detriti. Le aperture di ispezione devono essere sicure ma accessibili per la pulizia.

7.5 Protezione dalle zanzare

Aperture, prese d'aria e sistemi di troppopieno devono utilizzare adeguate barriere contro gli insetti. Serbatoi scarsamente protetti e acqua stagnante intorno al sistema possono creare opportunità di riproduzione delle zanzare.

7.6 Corrosione ed esposizione costiera

Negli ambienti costieri, i raccordi e i supporti metallici esterni possono essere esposti al sale. I materiali e i sistemi di protezione devono essere selezionati in base alle effettive condizioni di esposizione e al piano di manutenzione.

8. Usi dell'acqua piovana e pianificazione della distribuzione

L'uso previsto determina i requisiti di trattamento e distribuzione.

8.1 Usi non potabili

A seconda della qualità e dei requisiti applicabili, l'acqua piovana raccolta può essere presa in considerazione per:

• Irrigazione del giardino.
• Pulizia esterna.
• WC lavaggio.
• Abbattimento delle polveri edili.
• Altre applicazioni non potabili approvate.

8.2 Uso di acqua potabile

L'uso di acqua potabile richiede un livello di controllo più elevato. Il sistema dovrebbe includere materiali di raccolta adeguati, stoccaggio protetto, trattamento basato sul rischio, manipolazione sicura e verifica regolare della qualità dell'acqua.

8.3 Impianti idraulici separati

I sistemi di distribuzione dell'acqua piovana e dell'acqua potabile dovrebbero essere chiaramente separati dove richiesto. I collegamenti trasversali possono creare rischi di contaminazione.

Tubi, rubinetti e punti di stoccaggio dovrebbero essere etichettati in modo che gli utenti capiscano quale fonte d'acqua servono.

8.4 Pompaggio e fornitura per gravità

Un serbatoio posizionato a un'altitudine adeguata può fornire acqua per gravità. Laddove l'altitudine è insufficiente, potrebbe essere necessaria una pompa.

La selezione della pompa deve considerare:

• Portata richiesta.
• Prevalenza.
• Perdite per attrito nei tubi.
• Programma di funzionamento.
• Fornitura di energia.
• Manutenzione accesso.

9. Raccolta dell'acqua piovana per case, aziende e strutture comunitarie

9.1 Edifici residenziali

Un sistema domestico può raccogliere il deflusso del tetto e immagazzinarlo in un serbatoio per usi domestici appropriati. La sua progettazione dovrebbe corrispondere all'area del tetto, alla domanda delle famiglie e alla durata dei periodi di siccità.

9.2 Hotel e strutture turistiche

Gli edifici con aree del tetto più grandi possono avere un potenziale di raccolta maggiore. I possibili usi includono l'irrigazione del paesaggio, la pulizia esterna e lo scarico dei servizi igienici, soggetti alle norme locali e ai controlli sulla qualità dell'acqua.

La domanda dovrebbe essere stimata utilizzando modelli realistici di occupazione e operatività stagionale anziché presumere che la struttura sia sempre completamente occupata.

9.3 Scuole ed edifici comunitari

Gli edifici comunitari possono offrire opportunità di stoccaggio condiviso e soluzioni di manutenzione. Le responsabilità per la pulizia, i test e le riparazioni dovrebbero essere definite chiaramente.

9.4 Strutture pubbliche e di servizio

L'acqua piovana può essere presa in considerazione per usi non potabili selezionati in edifici pubblici o di servizio idonei. Il progetto dovrebbe valutare la domanda, l'idoneità del tetto, l'ubicazione del serbatoio e la capacità operativa.

Queste sono applicazioni potenziali, non affermazioni sui sistemi esistenti sull'isola di Saona.

10. Raccolta dell'acqua piovana e ricarica delle acque sotterranee

La gestione dell'acqua piovana può comportare lo stoccaggio per un uso successivo o l'infiltrazione controllata in un terreno adatto.

L'infiltrazione e la ricarica delle acque sotterranee non devono essere trattate come sostituti automatici dello stoccaggio. Richiedono una valutazione idrogeologica separata.

I fattori rilevanti includono:

• Condizioni geologiche e del suolo.
• Profondità delle acque sotterranee.
• Qualità delle acque sotterranee.
• Rischi di contaminazione.
• Capacità di infiltrazione.
• Potenziali effetti sulle zone vicine strutture.
• Requisiti ambientali e normativi locali.

Le strutture di ricarica non devono essere installate laddove potrebbero introdurre sostanze inquinanti nelle falde acquifere o causare ristagni idrici indesiderati.

11. Funzionamento e manutenzione

Una manutenzione regolare è necessaria per mantenere efficiente un sistema di raccolta dell'acqua piovana.

Un programma di manutenzione può includere:

Prima della stagione delle piogge

• Pulire il bacino di raccolta del tetto.
• Rimuovere foglie e detriti dalle grondaie.
• Ispezionare i pluviali e giunti.
• Controllare il deviatore del primo scarico.
• Ispezionare i coperchi e gli schermi del serbatoio.
• Confermare che il percorso di troppopieno sia libero.

Durante la stagione delle piogge

• Controllare eventuali ostruzioni e perdite delle grondaie.
• Ispezionare filtri.
• Verificare che il serbatoio si riempia correttamente.
• Cercare eventuali problemi di troppopieno.
• Controllare l'eventuale presenza di acqua stagnante nell'area circostante.

Periodicamente

Written by SAONA ISLAND

Local explorer & expert guide in Birdwatching Guide.