| REINVIDICACION DE LA INVENCION El cosechador de agua de agua de lluvia o captor de agua de lluvia de plástico, plegable o retractile, es de fácil transporte para recuperar agua de lluvia sin importar las condiciones de locales del sitio, siempre y cuando cuente con espació libre de obstáculos que impidan el paso de la lluvia, así mismo sin importar el ángulo de incidencia de la lluvia. El cosechador esta confeccionado con material de plástico, el cual debe ser resistente a los impactos de la lluvia, incluso granizo, antidesgarre, protección de UV (no se decoloran), antifuego (tratamiento antiflama). Todo lo anterior para garantizar el perfecto desempeño ante condiciones extremas de temperatura, rozamiento, tracción y durabilidad de los colores. El cosechador de agua de lluvia (Figura 6) está constituido con cuatro componentes principales: 1) Sistema de Sujeción (Figura 1), 2) Sistema de Captación (Figura 2), 3) Sistema de Conducción, (Figura 3), y 4) Sistema de control del flujo (Figura 4), los cuales en su conjunto constituyen el cosechador de agua de lluvia (Figura 6) que permite, captar, conducir y regular el flujo de agua para conducirlo hacia a un dispositivo de almacenamiento, a partir del cual puede recuperar y disponerse de agua de buena calidad para el uso humano sin ningún tratamiento adicional. La invención es novedosa y esta constituía por los 4 componentes indicados anteriormente y que describen a continuación. 1. Sistema de Sujeción. Esta formado por una cinta de plástico (1). La sujeción en el soporte del cosechador se hace mediante el ajuste de cinta y cierre de hebilla (2). La cinta de plástico para la sujeción esta enlazada al sistema de captación mediante broches con resorte a anillo los cuales están fijos al sistema de captación (3 y 4). 2. Sistema de Captación. Compuesta por una superficie de captación de material plástico, la cual es de forma circular para atrapar la precipitación en forma más eficiente en condiciones de viento no mayores a 3 m s"1 (5), en su caso es recomendable agregar un contrapeso para garantizar la estabilidad del soporte, Figura 6. Se conecta con broches con resorte a anillo para integrar la cinta de plástico (6 y 7). Contiene una boca toma de aire para inflara el cosechador y una válvula para cerrado y desalojo de aire para desarmar el cosechador (8). Una vez inflado el cosechador mediante la inyección de aire con lo boca, análogamente como se hace con un globo, en un tiempo no mayor a 3 min a ritmo normal, la canalización de la superficie de captación queda disponible para la cosecha (9) y automáticamente quedan disponible los conductos que conforman el Sistema de Conducción, Figuras 2 y 3. 3. Sistema de Conducción. Esta constituido por un sistema de conductos integrados al Sistema de Captación (Figura 2) y el Sistema de Regulación del flujo (Figura 4). Uno conducto vertical (11) en el centro de colector para concentrar el flujo captado por la superficie de captación. Un conducto horizontal (12) conectado al conducto de vertical para conducir el flujo del agua capta al sistema de almacenamiento. El Sistema de Conducción esta integrado al Sistema de Captación (Figura 2). 4. Sistema de Regulación de flujo. En la parte superior se muestra el mecanismo (16) que descansa sobre un orificio adaptado a su forma y está situada en un receptáculo que limita sus movimientos, que asegura su retorno a la posición de cierre de la válvula esférica (17) cuando la presión del líquido la empuja. 5. Sistema de Armado. Cosechador de Agua de lluvia. Constituye la pieza que comprende los cuatro sistemas restantes. 1) Sistema de Sujeción, 2) Sistema de Captación, 3) Sistema de Conducción, 4) Sistema de Regulación del Flujo. |
CAMPO Y APLICACIÓN INDUSTRIAL DE LA INVENCION
La invención esta relacionada con los sistemas de captación de agua. Uso eficiente y disminución del estrés hídríco que padecen los grandes centros urbanos y zonas rurales. Específicamente su aplicación se sitúa en el campo de la hidrología urbana para los sistemas de recolección de agua de lluvia, zonas industríales, suburbanas, rurales y para manejo de escurrimientos urbanos, con aplicaciones en sistemas de explotación agrícola e invernaderos a pequeña escala. La invención es una estructura para cosechar agua de lluvia libre de contaminantes ambientales sólidos. El cosechador de lluvia puede utilizarse en a nivel de hogares e industrias ya que permite regular los excedentes para favorecer una mayor eficiencia de los sistemas de drenaje y puede favorecer un diseño eficaz para el desalojo de los escurrimientos urbanos.
OBJETO DE LA INVENCION
El presente invento esta relacionado con el uso racional, la gestión y la conservación de los recursos maricos por io cual tiene como objeto recuperar eí agua producida por ia lluvia antes entrar en contacto con cualquier tipo de superficie que pueda contaminarla. Específicamente su aplicación se sitúa en el campo de la hidrología urbana para los sistemas de recolección de agua de lluvia, zonas industriales, suburbanas, rurales y para manejo de escurrimientos urbanos, con aplicaciones en sistemas de explotación agrícola e invernaderos a pequeña escala. El concepto es un cosechador de lluvia o captor de agua de lluvia de plástico, plegable o retractile de fácil transporte para recuperar agua de lluvia sin limitaciones por las condiciones de locales del sitio, siempre y cuando cuente con espació suficiente y libre de obstáculos que impidan el paso de la lluvia. El cosechador es de fácil instalación, puede colgarse en un espacio abierto, incluso en la rama de un árbol o en su caso en un soporte. Además por su concepción presenta la ventaja con relación a la forma natural del aprovechamiento de agua de lluvia en áreas urbanizadas y áreas naturales ya que requiere de espacios pequeños para su instalación. Generalmente en áreas urbanizadas el agua cosechada con los sistemas tradicionales requiere un tratamiento adicional para ser servida, el tipo de tratamiento depende de las características del material de la superficie y la ubicación lo cual genera un costo adicional al proceso de captación, en cambio el cosechador objeto de esta invención el costo por tratamiento es prácticamente nulo. Por ejemplo la superficie de los techos de naves industriales o de cualquier otro tipo, potencialmente disponibles para la recolección de agua de lluvia y localizadas dentro del área de influencia horno de fundición, contendrán residuos tóxicos que contaminan el agua de lluvia y en consecuencia demanda un tratamiento especifico su uso. Por otra parte el cosechador de agua de lluvia también reduce sustancialmente las pérdidas por evaporación y permite regular el flujo de almacenamiento
ANTECEDENTES
El aprovechamiento del agua de lluvia tiene origen en las antiguas civilizaciones de Egipto y Roma. Principalmente las localizadas en regiones semiáridas donde la precipitación media anual oscila entre 200 y 600 mm. En la actualidad el volumen de agua disponible para el consumo humano es cada vez menor y el abastecimiento hacia los centros altamente urbanizados también es cada vez más costoso debido a que las fuentes de abastecimiento subterráneo se agotan aceleradamente y las fuentes superficiales se localizan lejos de los centros urbanos, industriales y agrícolas. El problema se acentúa en zonas donde el régimen del clima es seco y la precipitación media anual varía entre 200 y 600 mm. En poblaciones rurales menores a <5000 habitantes el problema se aumenta porque carecen de infraestructura hidráulica adecuada para el abastecimiento y consumo, así mismo requiere de una inversión significativa. El aprovechamiento directo del agua de lluvia actualmente obliga a la creación de nuevos dispositivos de captación que afecten lo menos posible el ambiente, reduzcan las perdidas por evaporación y la polución del agua. Existen tecnologías y sistemas para el almacenamiento del agua de lluvia en zonas urbanas y para uso domestico a partir de la captación del agua de lluvia en azoteas, techos y techumbres y zonas pavimentadas o impermeabilizadas. Algunos sistemas contienen dispositivos que integran elementos para mejorar la calidad del agua de lluvia. Diversas invenciones han tratado de dar respuesta a la captación de agua de lluvia, la regulación de escurrimientos y contaminación, como la celda de almacenamiento de agua de Murfin; Quintín Anthony (Jersey, Channel Islands, GB, PCT/GB2004/004115) que reduce los volúmenes de escurrimiento. Zimmerman, Jr. et al., (United States. No. Patent 7025076. April 11, 2003) proponen un sistema recolector de agua También está el sistema de colección y almacenamiento de agua para colectar y almacenar agua de tochos desarrollado por Alcom Gary (United States, No. Patent 6553723 Bl. April 29, 2003. AU., PQ349) constituido por canaletas colocadas en los techos. De igual forma la hoja o membrana para colectar agua considerado en al sistema desarrollado por Bucherre Veronique (United States. Patent No. US 4527927. July 9, 1985). Así mismo existen métodos y dispositivos para colectar y manejar el agua de los escurrimientos urbanos como el inventado por Ankeny et al., (United States., Patent No. US 6467994B1. Oct. 22, 2002) o el método desarrollado por Gavin Jr et al. (United States. Patent No. 4678376. July. 7, 1987). Sin embargo ninguna de ésas invenciones presenta las ventajas de la invención propuesta: bajo costo, plegable o retractile, no contaminante, reduce las pérdidas por evaporación, regulación del flujo de captación y mejora la eficiencia de los sistemas de drenaje.
PROBLEMA TECNICO A RESOLVER
Uno de los grandes problemas que enfrentan las regiones semiáridas es la escasez de agua y de infraestructura para su recolección, almacenamiento y distribución. Mediante ésta invención se pretende mejora el aprovechamiento de agua de lluvia en zonas urbanas, suburbanas y rurales sin ningún tratamiento adicional para el consumo humano y la producción de alimentos. Reducir los costos de tratamiento de agua por contaminación durante el lavado de partículas contaminantes depositadas en techos, banquetas y pavimentos. Así mismo, reducir los costos para la distribución de agua en zonas suburbanas y rurales.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
El cosechador de lluvia está concebido en cinco componentes principales: 1) Sistema de Sujeción, 2) Sistema de Captación, 3) Sistema de Conducción, 4) Sistema de Regulación del Flujo y 5) Sistema de Armado. Cosechador de Agua de lluvia. Los cuatro sistemas constituyen en su conjunto el cosechador que permite, captar el agua de lluvia, conducir y regular el flujo de agua para transferirlo hacia a un dispositivo de almacenamiento, a partir del cual se puede recuperar y disponerse de agua de buena calidad para el uso humano sin ningún tratamiento adicional. Con este cosechador se evita la contaminación ambiental generada por el lavado de lixiviados y sedimentos finos depositados en azoteas, techos, techumbres y áreas pavimentadas, salvo para sitios con altos índices de contaminación atmosférica que pudiera generar lluvia acida o contaminación directa. El cosechador de lluvia es de bajo costo y está concebido para un uso masivo, así mimo para su explotación en sistemas agrícolas tradicionales o explotaciones en invernaderos. La versatilidad de su manejo, colocación y mantenimiento representa grandes ventajas respecto a las concepciones actuales de cosechadores y almacenamientos de agua de lluvia. Adicionalmente presta un servicio de mitigación de encharcamientos en zonas urbanas o periurbanas porque reduce o regula los escurrimientos generados por la lluvia, en consecuencia como reduce el volumen de escurrímiento, reduce el costo de saneamiento del agua.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Con el fin de tener una mejor representación de la invención se describe a continuación los esquemáticamente las partes que lo componen. Figura 1. Sistema de Sujeción. Es una vista general de la composición del Sistema la sujeción para la instalación del cosechador de agua de lluvia.
Figura. 2. Sistema de Captación. Se muestra la constitución y la geometría de la superficie de captación. Incluye boca toma de aire y válvula de desalojo de aire para desinflar el cosechador de lluvia.
Figura 3. Sistema de Conducción. Se ejemplifica la estructura y forma de conducción del flujo, incluyendo el Sistema de control del flujo.
Figura 4. Sistema de Regulación del Flujo. Se presenta de un esquema del sistema de control del flujo, el cual es un control manual de cierre de una válvula que impida o regule el flujo deseado.
Figura 5. Tanque de almacenamiento del agua lluvia cosechada.
Figura 6. Sistema de Armado. Cosechador de Agua de lluvia. Se muestra una vista general de cosechador de agua de lluvia. Incluye los cuatro Sistemas del cosechador de agua de lluvia. 1) Sistema de sujeción, 2) Sistema de Captación, 3) Sistema de Conducción y 4) Sistema de Control del Flujo.
DESCRIPCION DE LAS REFERENCIAS NUMERALES DE LAS FIGURAS
Figura 1. Presenta el Sistema de Sujeción formado por una cinta de plástico (1). La sujeción en el soporte del cosechador se hace mediante el ajuste de una cinta de plástico y se fija con un cierre de hebilla (2). La cinta de plástico para la sujeción esta enlazada al sistema de captación mediante broches con resorte a anillo, los cuales están fijos al Sistema de Captación (3 y 4).
Figura 2. Muestra el Sistema de Captación. La superficie de captación es de forma circular para atrapar la precipitación en forma más eficiente en condiciones de viento no mayores a 3 m s "1 (5), en su caso es recomendable agregar un contrapeso para garantizar la estabilidad del soporte (Figura 6). Contiene broches con resorte a anillo para integrar la cinta de plástico del Sistema de Sujeción (6 y 7). Está integrada al sistema de captación una boca toma de aire para inflar la superficie de captación y armar el cosechador, así mismo dispone de una válvula para cerrado y desalojo de aire para desarmar el cosechador (8). Inflado el cosechador mediante la inyección de aire con lo boca, análogamente como se hace con un globo, en un tiempo no mayor a 3 min., a ritmo normal, la canalización de la superficie de captación queda disponible para la cosecha (9) y utilizable automáticamente la parte vertical del Sistema de Conducción, (10).
Figura 3. Exhibe el Sistema de Conducción. La parte vertical de la tubería (11) de conducción del flujo va integrada al Sistema de Captación (Figura 2) y comunica la parte horizontal de la conducción (10) , con el cual puede formar un ángulo entre 45° y 90° dependiendo la rigidez lograda con el inflado del cosechador (12). En la parte intermedia de la parte horizontal de la conducción del flujo está colocado el sistema de regulación del flujo (Figura 4). En la parte interior va la válvula esférica o en su caso alguna tipo compuerta ya sea giratoria o bien de ascenso vertical, de regulación del flujo y en la parte superior externa el dispositivo para cerrar o abrir la válvula de regulación del flujo (13 y 14). El tramo vertical del sistema de conducción (11) va conectado con el tramo horizontal (12) y el tramo de desalojo que dirige el flujo (15) al tanque de almacenamiento.
Figura 4. Pone a la vista el Sistema de Regulación del Flujo. En la parte superior se muestra el mecanismo (16) que descansa sobre un orificio adaptado a su forma y está situada en un receptáculo que limita sus movimientos, que asegura su retorno a la posición de cierre de la válvula esférica (17) cuando la presión del líquido la empuja.
Figura 5. Presenta la disposición del depósito de almacenamiento del agua captada con el cosechador de agua de lluvia plegable (Figura 6).
Figura 6. Sistema de Armado. Cosechador de Agua de lluvia. Se muestra una vista general de cosechador de agua de lluvia. Incluye los cuatro Sistemas del cosechador de agua de lluvia, (Figura 1) Sistema de sujeción, (Figura 2) Sistema de Captación, (Figura 3) Sistema de Conducción y Sistema de Control del Flujo (Figura 4).
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
El cosechador esta integrado por un Sistema de Sujeción (Figura 1) formado por una cinta de plástico tipo cinturón. La sujeción en el soporte del cosechador se hace mediante el ajuste de cinta (1) y cierre de hebilla (2). La cinta de soporte para la sujeción del cosechador es de plástico y esta enlazada al sistema de captación mediante broches con resorte a anillo, los cuales están fijos al sistema de captación (3 y 4). La superficie de captación es circular (5 y 9) para atrapar la precipitación en forma más eficiente en condiciones de viento no mayores a 3 m s -1 , en su caso es recomendable agregar un contrapeso para garantizar la estabilidad del soporte. La conexión entre la cinta la cinta de sujeción y la superficie de captación se hace con broches con resorte a anillo (6 y 7) para integrar la cinta de plástico del Sistema de Sujeción (Figura 1). En el costado de la superficie ce captación (9) se localiza la boca toma de aire para armar el cosechador y válvula para cerrado y desalojo de aire para desarmar el cosechador (8), incluyendo un sistema de regulación para reducir la fuga de aire durante el inflado. El inflado del cosechador se realiza mediante la inyección de aire con lo boca, análogamente como se hace con un globo, en un tiempo no mayor a 3 min., a ritmo normal, la canalización de la superficie de captación queda disponible para la cosecha y queda disponible automáticamente. En la parte inferior del Sistema de Captación (Figura 2) va integrado el Sistema de Conducción (Figura 3) iniciando con la parte vertical de la conducción ( 1) prolongándose horizontalmente (12), conteniendo el Sistema de la Regulación del Flujo (Figura 3). El Sistema de Conducción (Figura 3) exhibe la parte vertical de la tubería de conducción va integrada al Sistema de Captación (Figura 2) y comunica la parte horizontal de la conducción, con el cual puede formar un ángulo entre 45° y 90° dependiendo la rigidez lograda con el inflado del cosechador. En la parte intermedia de la parte horizontal de la conducción seta colocado el sistema de regulación del flujo (Figura 4). En la parte interior va la válvula esférica o en su caso alguna tipo compuerta ya sea giratoria o bien de ascenso vertical (17), de regulación del flujo y en la parte superior externa el dispositivo para cerrar o abrir la válvula de regulación del flujo (16). En la parte superior se muestra el mecanismo que descansa sobre un orificio adaptado a su forma y está situada en un receptáculo que limita sus movimientos, que asegura su retorno a la posición de cierre de la válvula esférica cuando la presión del líquido la empuja. Finalmente el cosechador se dirige hacia el depósito de almacenamiento del agua (Figura 5) captada con el cosechador de agua de lluvia plegable o retractile (Figura 6). El volumen de agua cosechada depende del área de la superficie de captación (A) y a la lámina de lluvia (h), del tiempo de duración (t) i la intensidad de la precipitación, de tal manera que el volumen captado es igual
De esta forma el área del ducto de conducción considerando que funciona por gravedad (9.81 ms- 2 ) es siendo h la altura entre el centro de gravedad del tramo horizontal del ducto y la superficie de captación.
EJEMPLOS
Ejemplo 1. En zonas rurales el cosechador de lluvia (Figura 6) puede colgarse en la rama de un árbol a una altura no mayor de 1.50 m para facilitar su instalación. Asegurado y colgado con el Sistema de sujeción, se procederá a inflar el cosechador mediante la inyección de aire con lo boca, análogamente como se hace con un globo, en un tiempo no mayor a 3 min a ritmo normal. A partir del inflado el cosechador inicia a captar agua de lluvia, la regulación del flujo puede quedar completamente libre desde el inflado del cosechador o bien regular el flujo conforme a las necesidades del usuario, cerrando manualmente la válvula del sistema de regulación del flujo.
Ejemplo 2. En zonas urbanas en colonias de vivienda económica o denominadas zonas populares el cosechador de lluvia puede instalar en el patio o garaje, ambos descubiertos o libres de obstáculos para poder captar el agua de lluvia. Para ello puede instalarse un soporte como se muestra en la Figura 6, a una altura máxima de 1.5 m. El procedimiento consiste en asegurar y colgar el Sistema de Sujeción, se procede a inflar el cosechador mediante la inyección de aire con lo boca, análogamente como se hace con un globo, en un tiempo no mayor a 3 min a ritmo normal. Una vez del inflado el cosechador e instalarlo como se muestra en la Figura 6, se inicia a captar agua de lluvia, la regulación del flujo puede quedar completamente libre desde el inflado del cosechador o bien regular el flujo conforme a las necesidades del usuario, cerrando manualmente la válvula del sistema de regulación del flujo.