Prototipo Conceptual de Infraestructura Verde y Azul para la Gestión del Agua Pluvial en Viviendas de Zonas Semiáridas

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Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.56845/rebs.v8i2.669

Palabras clave:

soluciones basadas en la naturaleza, captación de agua pluvial, gestión descentralizada del agua

Resumen

Este trabajo presenta el diseño conceptual de un prototipo de infraestructura verde y azul (IVyA) enfocado en la captación, tratamiento y almacenamiento descentralizado de agua pluvial en viviendas urbanas ubicadas en zonas semiáridas. La propuesta surge como una estrategia de adaptación frente a la escasez hídrica, considerando el bajo rendimiento de los sistemas convencionales de abastecimiento en contextos de alta vulnerabilidad. El sistema IVyA integra dos estrategias complementarias: la captación directa desde la azotea y la recolección de escorrentía superficial generada en banquetas impermeables, la cual es conducida a través de un pavimento permeable hacia una celda de biorretención compuesta por vegetación (vetiver) y agregado reciclado de construcción. Esta configuración permite conducir, filtrar y almacenar agua de escorrentía para su uso posterior. Para su dimensionamiento, se emplearon datos climáticos locales y un balance hídrico preliminar, con el fin de estimar los volúmenes de escurrimiento superficial, infiltración en las capas del sistema y almacenamiento potencial. El diseño se aplicó a una vivienda tipo con una superficie de azotea de 39.2 m² y una dotación diaria de 724.9 litros (considerando cinco habitantes y el uso de dispositivos ahorradores). Los resultados indican que, durante eventos representativos de lluvia, el volumen captado permite cubrir parcialmente esta dotación por al menos un día, lo que demuestra la viabilidad hidráulica del sistema en entornos urbanos con espacio limitado. Cabe mencionar que el balance hídrico no consideró pérdidas por evaporación ni evapotranspiración, ya que el objetivo fue realizar una estimación preliminar orientada al dimensionamiento conceptual. Se concluye que el prototipo IVyA representa una alternativa viable y sostenible para el aprovechamiento del agua pluvial en viviendas con espacio reducido y acceso limitado a fuentes convencionales, y contribuye así a la economía circular del agua.

Citas

Aguirre-Álvarez, E., Lizárraga-Mendiola, L., Coronel-Olivares, C., Tavizón-Pozos, J. A., & Vázquez-Rodríguez, G. A. (2024). Performance of construction and demolition waste coupled with selected vascular plants to treat gray water in nature-based solutions. Waste and Biomass Valorization, 15, 5463–5473. https://doi.org/10.1007/s12649-024-02510-7

Anaya-Garduño, M. (2011). Captación del agua de lluvia: solución caída del cielo. Biblioteca Básica de Agricultura.

Anderson, A. R., Hunt, W. F., & Smolek, A. P. (2013). Water quality and hydrologic performance of a permeable pavement-modular bioretention treatment train and a stormwater filter box in Fayetteville, North Carolina. World Environmental and Water Resources Congress 2013: Showcasing the Future, 3042–3049. https://doi.org/10.1061/9780784412947.296

Beemkumar, N., & Mathews, J. A. (2015). Energy and water consumption analysis of washing process in a fully automatic washing machine. International Journal of Applied Engineering Research, 10(11), 10341–10344.

Bigurra-Alzati, C. A., Ortiz-Gómez, R., Vázquez-Rodríguez, G. A., López-León, L. D., & Lizárraga-Mendiola, L. (2021). Water conservation and green infrastructure adaptations to reduce water scarcity for residential areas with semi-arid climate: Mineral de la Reforma, Mexico. Water, 13(1), 45. https://doi.org/10.3390/w13010045

Brown, R. A., Skaggs, R. W., Hunt, W. F., & Bean, Z. E. (2012). Hydrologic performance of a permeable pavement–bioretention system in North Carolina, USA. Water Science and Technology, 66(7), 1475–1485. https://doi.org/10.2166/wst.2012.341

Carril-Ferreira, J., Costa dos Santos, D., & Campos, L. C. (2024). Blue-green infrastructure in view of integrated urban water management: A novel assessment of an effectiveness index. Water Research, 257, 121658. https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121658

Crouch, M. L., Jacobs, H. E., & Speight, V. L. (2021). Defining domestic water consumption based on personal water use activities. Journal of Water Supply: Research and Technology – AQUA, 70(7), 1002–1011. https://doi.org/10.2166/aqua.2021.056

Devkota, J., Schlachter, H. E., & Apul, D. S. (2015). Life cycle-based evaluation of harvested rainwater use in toilets and for irrigation. Journal of Cleaner Production, 95, 311–321. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.01.134

Dobroski, K. (2016). Exploring feasible domestic water conservation practices. Washington College. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3666.8404

Fletcher, T. D., Shuster, W., Hunt, W. F., Ashley, R., Butler, D., Arthur, S., & Viklander, M. (2015). SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – the evolution and application of terminology surrounding urban drainage. Urban Water Journal, 12(7), 525–542. https://doi.org/10.1080/1573062X.2014.916314

Gregory, A. J. (2021). Green stormwater infrastructure for the town of Maynard, MA. Sustainability Science Working Papers (No. 1). University of Massachusetts Amherst.

Ismail, A., Shalaby, A.-F., & Khedr, A. (2024). Residential water consumption patterns: a theoretical review. Environmental Research, Engineering and Management, 80(3), 251–267. https://doi.org/10.5755/j01.erem.80.3.3687

Kasprzyk, M., Szpakowski, W., Poznańska, E., Boogaard, F. C., Bobkowska, K., & Gajewska, M. (2022). Technical solutions and benefits of introducing rain gardens – Gdańsk case study. Science of the Total Environment, 835, 155487. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155487

Kenway, S. J., Scheidegger, R., & Bader, H.-P. (2019). Dynamic simulation of showers to understand water-related energy in households. Energy and Buildings, 192, 45–62. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2019.03.008

Kordana, S., Styś, D., & Dziopak, J. (2014). Rationalization of water and energy consumption in shower systems of single-family dwelling houses. Journal of Cleaner Production, 82, 58–69. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.06.078

Liu, W., Feng, Q., Chen, W., & Ravinesh, C. (2020). Stormwater runoff and pollution retention performances of permeable pavements and the effects of structural factors. Environmental Science and Pollution Research, 27, 30831–30843. https://doi.org/10.1007/s11356-020-09220-2

Lizárraga-Mendiola, L., Vázquez-Rodríguez, G., Blanco-Piñón, A., Rangel-Martínez, Y., & González-Sandoval, M. (2015). Estimating the rainwater potential per household in an urban area: case study in Central Mexico. Water, 7(9), 4622–4637. https://doi.org/10.3390/w7094622

Lluch-Cota, S. E., Velázquez-Zapata, J. A., & Nieto-Delgado, C. (2022). Agricultura, agua y cambio climático en zonas áridas de México. Recursos Naturales y Sociedad, 8(2), 35–47. https://doi.org/10.18846/renaysoc.2022.08.08.02.0004

Makki, A. A., Stewart, R. A., Panuwatwanich, K., & Beal, C. (2013). Revealing the determinants of shower water end use consumption: enabling better targeted urban water conservation strategies. Journal of Cleaner Production, 60, 129–146. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2011.08.007

Otsuka, M., Kouno, S., & Sugimoto, R. (2013). An experimental study on the water-saving effect of water-saving single-lever kitchen faucets. Journal of Environmental Engineering (Transactions of AIJ), 78(692), 757–763. https://doi.org/10.3130/aije.78.757

Pakula, C., & Stamminger, R. (2009). Electricity and water consumption for laundry washing by washing machine worldwide. Energy Efficiency, 3(4), 365–382. https://doi.org/10.1007/s12053-009-9072-8

Pavlou, P. V., Filippou, S., Solonos, S., Vrachimis, S. G., Malialis, K., Eliades, D. G., Theocarides, T., & Polycarpou, M. M. (2024). Monitoring domestic water consumption: a comparative study of model-based and data-driven end-use classification methods. Journal of Hydroinformatics, 26(4), 709–726. https://doi.org/10.2166/hydro.2024.120

Ramírez-Escobar, C. A., & Buriticá-Arboleda, C. I. (2021). Prototipo de cosecha inteligente de agua lluvia para mejorar la eficiencia energética residencial en Bogotá. Tecnura, 25(69), 171–195. https://doi.org/10.14483/22487638.17975

Rosas-Flores, J. A., & Morillón-Gálvez, D. (2010). What goes up: recent trends in Mexican residential energy use. Energy, 35(6), 2596–2602. https://doi.org/10.1016/j.energy.2010.01.015

Sadr, S. M. K., Memon, F. A., Jain, A., Gulati, S., Duncan, A. P., Hussein, W., Savić, D. A., & Butler, D. (2016). An analysis of domestic water consumption in Jaipur, India. British Journal of Environment & Climate Change, 6(2), 97–115. https://doi.org/10.9734/BJECC/2016/23727

Shan, Y., Yang, L., Perren, K., & Zhang, Y. (2015). Household water consumption: insight from a survey in Greece and Poland. Procedia Engineering, 119, 1409–1418. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.1001

Tirpak, R. A., Winston, R. J., Simpson, I. M., Dorsey, J. D., Grimm, A. G., Pieschek, R. L., Petrovskis, E. A., & Carpenter, D. D. (2021). Hydrologic impacts of retrofitted low impact development in a commercial parking lot. Journal of Hydrology, 592, 125773. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125773

Vázquez-Rodríguez, G. A., Zúñiga-Estrada, M. A., & Ortiz-Hernández, J. E. (2024). Blue and green infrastructure: history and experiences in Mexico and the arid and semi-arid global south. In Sustainable spaces in arid and semiarid zones of Mexico (pp. 69–89). Springer International Publishing.

Wilkes, C. R., Mason, A. D., & Hern, S. C. (2005). Probability distributions for showering and bathing water-use behavior for various US subpopulations. Risk Analysis, 25(2), 317–337. https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.2005.00592.x

Willis, R. M., Stewart, R. A., Panuwatwanich, K., Jones, S., & Kyriakides, A. (2010). Alarming visual display monitors affecting shower end use water and energy conservation in Australian residential households. Resources, Conservation & Recycling, 54(12), 1117–1127. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2010.03.004

Zúñiga-Estrada, M. A., Lizárraga-Mendiola, L., Ramírez-Cardona, M., & Vázquez-Rodríguez, G. A. (2024). Biomineralization of urban runoff pollutants in bioretention cells adapted to hot semi-arid climates. Earth Systems and Environment, 8, 1699–1711. https://doi.org/10.1007/s41748-024-00487-w

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Publicado

2026-04-26

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Olmedo-Martínez, D. M., Bigurra-Alzati, C. A., Lizárraga-Mendiola, L., Areu-Rangel, O. S., Zúñiga-Estrada, M. A., Coronel-Olivares, C., & Vázquez-Rodríguez, G. A. (2026). Prototipo Conceptual de Infraestructura Verde y Azul para la Gestión del Agua Pluvial en Viviendas de Zonas Semiáridas. Renewable Energy, Biomass & Sustainability, 8(2), 1–10. https://doi.org/10.56845/rebs.v8i2.669

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