Sisteme de colectare a apei de ploaie de pe acoperișuri

Colectarea apei de ploaie și utilizarea acesteia pentru irigarea suprafețelor mici sau pentru alte necesități ale gospodăriei este eficientă și economic avantajoasă, deoarece apa de ploaie este curată și moale, favorabilă pentru plante.

Sisteme de colectare a apei de ploaie

Un sistem mic de colectare, dar comod în utilizare poate fi construit după schema de mai jos de sine stătător, iar sisteme mai complexe pot fi procurate de la companii specializate.

Sensul principal al unui sistem de colectare a apelor pluviale de pe acoperișuri constă în faptul că apa de ploaie se scurge de pe acoperiș, trece prin sistemul de burlane și se direcţionează spre rezervoarele de acumulare.

Din aceste rezervoare, apa se folosește pentru diferite folosinţe.

Tipuri de sisteme de colectare a apei de ploaie

Aceste sisteme pot fi amenajate atât la suprafaţa terestră (sau deasupra ei), cât și în subteran.

Sistem terestru de colectare a apei de ploaie

Sistemul terestru se amenajează lângă pereţii clădirii (casei) sau în nemijlocită apropiere. Deseori, sunt amenajate chiar în construcţii auxiliare. Avantajul acestui sistem constă în ușurinţa construirii lui și nemijlocit în componentele simple ale sistemului.

În unele cazuri, pentru folosirea apei din rezervoarele de acumulare nici nu este necesar de a utiliza pompa. Este mult mai ușor de întreţinut astfel de sisteme, de curăţat
depunerile acumulate pe fundul rezervorului și de sedimentele de pe pereţii vasului.

Dar, în lipsa pompei, apa poate fi folosită doar cu căldări, stropitori manuale sau irigare prin picurare.

Dacă sistemul se amenajează în regiunile cu ierni geroase, atunci rezervoarele trebuie să fie pregătite din materiale rezistente la temperaturi negative, sau va fi necesară demontarea lor pentru conservarea sezonieră în spaţii ce nu vor fi afectate de condiţiile mediului.

În orice caz, va fi nevoie de scurs apa din ele pentru perioada de iarnă.

Este preferabilă alegerea rezervoarelor confecţionate din polipropilenă sau polietilenă de presiune joasă, polimeri, care au o densitate înaltă și nu permit trecerea razelor solare.

Vasele metalice, chiar dacă au acoperire de protecţie, cu timpul vor fi afectate de coroziune. Respectiv și apa folosită în casă sau pentru udarea plantelor va avea culoare și miros de rugină, fapt ce reprezintă în sine un neajuns, dar și va deteriora dispozitivele de sanitaţie.

Cel mai simplu dispozitiv de colectare terestră a apei reprezintă un rezervor deschis în partea superioară sau acoperit cu un capac cu o pâlnie de colectare a apei.

În partea superioară se amenajează un dispozitiv de evacuare a surplusului de apă, de care se fixează o ţeavă sau furtun.

Când apa ajunge la acest dispozitiv, ea nu se va revărsa din vas în curte, dar se va evacua. Așa tip de rezervoare se amenajează lângă burlanul unit cu jgheabul de sub streșina casei.

Sistem subteran de colectare a apei de ploaie

• 

• 

Sistemul subteran de colectare a apei de ploaie va fi mai costisitor în construire și exploatare.

Pentru rezervoare va fi nevoie de excavat un spaţiu subteran, apoi după instalarea hidranţilor și acoperirea cu pământ va fi necesară și recultivarea terenului sectorului.

Este evident că la astfel de construcţii este inevitabilă utilizarea pompelor.

Un mare avantaj al sistemelor de tip subteran este posibilitatea de a le utiliza pe tot parcursul anului, chiar și în perioada temperaturilor negative, dacă s-a efectuat căptușirea hidranţilor și comunicaţiilor aferente.

Un avantaj deosebit de mare al acestui tip de sistem constă în faptul că rezervorul nu ocupă un spaţiu din grădină, curte, ceea ce este deosebit de actual în cazul dimensiunilor mici ale gospodăriei.

Amenajarea acestui tip de sistem este posibilă doar în cazul orizontului freatic suficient de adânc. Cuvertura de pământ deasupra rezervorului trebuie să fie nu mai mică de 0,5 m.

Forma și materialul acoperișului pentru colectarea apei de ploaie

Se consideră că pentru colectarea apei de ploaie sunt comode doar acoperișurile construite sub un unghi oarecare.

Însă, și de pe acoperișurile plate se poate colecta apa de ploaie prin asigurarea unei pante mici (3°), suficiente pentru scurgerea apei spre colector.

În cazul acoperișurilor plate se asigură și câteva colectoare de rezervă în caz dacă se va astupa cu praf colectorul principal.

Toate colectoarele și jgheaburile trebuie dotate cu plase de protecţie pentru reţinerea gunoiului mășcat – frunze, crenguţe ș.a., pentru a evita astuparea ţevilor.

Apa prin jgheaburi sau colector ajunge în partea verticală a burlanului. Această ţeavă (burlanul) poate fi introdusă direct în rezervorul de acumulare a apei de ploaie.

Din punct de vedere ingineresc, va fi utilă îndreptarea ei spre sistemul de canalizare (dacă există), sau spre sistemul de evacuare a apelor pluviale din curte.

În locul necesar se amenajează o ramificare orientată spre rezervor printr-o supapă-colector specială.

Colectorul se instalează într-o secţiune a ţevii verticale în locul necesar. Respectiv corpul dispozitivului 1 are diametrul corespunzător, care ţinând cont de garnitura ţevii 2 se va instala ermetic în ţeavă.

Colectorul reprezintă un pahar cu fund 3 și 4 în care se instalează un cilindru de diametru mai mic. În partea inferioară a paharului există o conductă ramificată care iese prin peretele lateral 5.

Această conductă de ramificare este dotată cu un accesoriu 6 care se unește cu un furtun ce va conecta burlanul cu rezervorul de acumulare a apei de ploaie.

În cazul unei ploi slabe sau moderate, se colectează puţină apă, care, de regulă, se scurge pe pereţii interiori ai burlanului (ţevii).

Astfel – apa ajungând în pahar, apoi din el prin conducta de ramificare și furtunul conectat – în rezervor. În cazul unei ploi puternice – procesul este același, dar apa, parţial, se va scurge și în jos – spre sistemul de evacuare (canalizare), ocolind paharul colectorului, nemijlocit prin canalul cilindric central.

Înălţimea amplasării colectorului de apă de ploaie se alege astfel, încât orificiul paharului să coincidă cu nivelul maxim al apei din rezervor (Varianta B din imagine).

Colectorul de apă poate fi combinat cu un filtru adiţional, care va evacua gunoiul protejând rezervorul și conducta de ramificare. Dacă jgheaburile și burlanele nu sunt dotate cu plase – ea poate fi instalată aici.

Nu toate componentele materialelor din care este format acoperișul sunt benefice pentru sănătatea omului și a mediului.

Spre exemplu azbestul reprezintă o provocare pentru sănătatea omului.

Deci nu putem utiliza materialele care conţin această substanţă – de exemplu – ardezia.

Dacă acoperișul este format din ardezie sau tablă din oţel zincat și nu are acoperire de protecţie din polimeri, atunci este raţional de renunţat la ideea colectării apei de ploaie de pe acoperiș.

Sigur, din acest punct de vedere sunt preferabile plăcile ceramice și metalice, ţigla metalică acoperite cu strat de protecţie din polimeri, oalele și cuverturile naturale – șindrila, de exemplu.

Materialele din care sunt confecţionate burlanele și ţevile de colectare, evacuare a apei de ploaie pot conţine zinc, plumb și cupru.

Materialele optime din care pot fi confecţionate aceste accesorii sunt metalul acoperit cu o cuvertură de protecţie din polimeri. Nu prezintă pericol materialele contemporane confecţionate din plastic.

Suprafaţa utilă pentru colectarea apei constituie aproximativ 80% din suprafaţa totală a acoperișului. Coeficientul scurgerii variază (în funcţie de materialul acoperișului și particularităţile construcţiei) de la 0,8 la 0,94 (se mai numește coeficient de eficienţă a colectării apei).

Pentru calculul volumului aproximativ al apei colectate se aplică formula:

W = F × H × k, m3 sau W = F × H × k/1000, unde:

• F – suprafaţa utilă a acoperișului, m2;
• H – cantitatea medie anuală de precipitaţii, mm;
• k = 0,8 – coeficient de eficienţă de colectare a apei.

De exemplu, cu o cantitate medie anuală de precipitaţii 550 mm/an, la o casă cu acoperiș din materiale care satisfac cerinţelor și cu o suprafaţă de 100 m2, suprafaţa utilă va fi 80 m2.

W = F × H × k = 80x550x0,8 = 35. Conform calculelor putem colecta 35 m3 sau 35 t de apă de ploaie.

Montarea sistemului subteran de aprovizionare cu apă de ploaie colectată de pe acoperiș

Elementele principale a construcţiei de aprovizionare cu apă sunt indicate în următoarea imagine:

1. Indicator, care semnalează nivelul minim de apă din rezervor.
2. Filtru-flotor de epurare fină. Reprezintă un furtun cu filtru din plasă. Se află permanent la suprafaţa apei, fapt ce nu permite absorbirea sedimentelor de pe fundul rezervorului, care inevitabil se vor acumula cu timpul.
3. Controlorul nivelului de apă, legat cu dispozitivul de dirijare a pompei.
4. Pompă externă, care asigură extragerea apei din rezervor și transmiterea ei la punctul de consum sub presiunea necesară. De menţionat că pompa poate fi și submersibilă, după caz.
5. Rezervor de apă din polipropilenă.
6. Sifon, necesar funcţionării corecte a sistemului la umplerea și golirea rezervorului.
7. Filtru fin de curăţare, instalat în faţa pompei.

Apa de pe acoperiș se scurge prin jgheaburi protejate cu plase ce colectează fracţiile mari de gunoi. Torentul de apă colectat de jgheaburi trece prin burlan, unde iarăși poate fi amplasat un filtru de tipul celui descris anterior.

Apa va ajunge în rezervor, dar iarăși trece printr-un filtru, care separă deja gunoiul mai mărunt. Sistemele de colectare, curăţare și aprovizionare cu apă de ploaie pot fi diferite și pot fi asamblate din aparate, detalii și ansambluri procurate în complet, separat sau confecţionate de sine stătător.

Montarea sistemului terestru de aprovizionare cu apă de ploaie colectată de pe acoperiș

1. Acoperiș din materiale ecologice.
2. Plasă instalată peste jgheaburile sistemului de evacuare a apei. Ea va exclude acumularea gunoiului spălat de pe acoperiș.
3. Jgheab, care la fel trebuie să fie confecţionat din
   materiale neutre pentru a proteja apa transportată.
4. Pâlnii de colectare a apei.
5. Supapă instalată pentru separarea apei de la începutul ploii, care spală praful acumulat pe acoperiș și care sporește astfel calitatea apei acumulate în rezervor.
6. Orificiul de intrare în rezervor, unde se acumulează apa colectată. Trebuie, la fel, să fie protejat prin filtru-plasă.
7. Rezervorul. Trebuie să fie confecţionat din material neutru (ecologic), rezistent la influenţa factorilor externi. Cel mai des se utilizează polipropilena sau metalul acoperit cu polimeri
   calitativi. Volumul (respectiv dimensiunea) se alege în funcţie de cerinţele utilizatorului.
8. Sistemul de revărsare unit cu sistemul de drenaj. Ramificarea pentru revărsare se amplasează pe partea superioară a peretelui rezervorului, la care se fixează o ţeavă cu pâlnie, sau poate fi fixat un furtun.
9. Deversor. Este necesar pentru orientarea torentului de apă spre orificiul rezervorului.
10. Pompă externă, care creează presiune în sistem și asigură cu apa punctele de consum a ei.
11. Filtru pentru curăţare fină a apei din casă. Dar este mai corect de a-l amplasa înainte de pompă, pentru a prelungi perioada de funcţionare a acesteia;
12. Dispozitiv de măsurare a nivelului de apă în rezervor.

Bibbliografie și sursă foto: Colectarea apei de ploaie în agricultură pentru adaptarea la schimbările climaterice. Autori: Gherman BEJENARU, doctor în știinţe geonomice. Corneliu BUSUIOC, magistru în ecologie.