PRELIMINARY ASSESSMENT OF ROOF RUNOFF RAIN WATER QUALITY FOR POTENTIAL HARVESTING IN BOGOTA S PERI-URBAN AREAS

Abstract

En Colombia, varias comunidades, cuyo acceso al servicio de agua potable es limitado o precario, recolectan aguas lluvias para diferentes usos domésticos. Este artículo presenta los resultados de análisis de calidad de aguas lluvias de escorrentía sobre tejados, en barrios de Kennedy (Bogotá) y del municipio de Soacha (Cundinamarca), con miras a evaluar su adaptabilidad para satisfacer usos domésticos, en dichas comunidades. De acuerdo a los resultados obtenidos, el agua muestreada no es apta para ninguno de los usos de las comunidades estudiadas, debido principalmente a altos valores de turbiedad y altas concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales, Demanda Bioquímica de Oxígeno a los cinco días y metales pesados; sin embargo, se detectó una alta variabilidad espacial y temporal de los resultados, así como en función de los materiales de los techos de las casas. En algunos casos y condiciones especiales, el agua lluvia de escorrentía sobre tejados, se podría adaptar para ser utilizada como fuente alternativa para satisfacer algunos usos domésticos.

Full text

Artículo Cientíco Torres, A.; Méndez Fajardo, S.; López-Kleine, L.; Marín, V.; González, J.A.; Suárez, J.C.; Pinzón, J.D.;
Ruiz, A.: Calidad de aguas lluvias sobre tejados
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EVALUACIÓN PRELIMINAR DE LA CALIDAD DE LA
ESCORRENTÍA PLUVIAL SOBRE TEJADOS PARA SU
POSIBLE APROVECHAMIENTO EN ZONAS PERIURBANAS
DE BOGOTÁ
PRELIMINARY ASSESSMENT OF ROOF RUNOFF RAIN
WATER QUALITY FOR POTENTIAL HARVESTING IN
BOGOTA’S PERI-URBAN AREAS
Andrés Torres1, Sandra Méndez-Fajardo2, Liliana López-Kleine3, Valentina Marín4, Jorge Andrés González5, Juan
Camilo Suárez6, Julián David Pinzón7, Alejandra Ruiz8
1 Ingeniero Civil, Especialista en Sistemas Gerenciales de Ingeniería, M.Sc. en Ingeniería Civil y Ph.D. en Ingeniería Civil con énfasis
en Hidrología Urbana. Grupo de Investigación ISAD, Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Javeriana, Calle 40 No. 5-50,
Edif. José Gabriel Maldonado, S.J., Bogotá D.C., Colombia, andres.torres@javeriana.edu.co 2 Ingeniera Civil y M.Sc en Ingeniería
Civil con énfasis en Ingeniería Ambiental. Grupo de Investigación ISAD, Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Javeriana,
Calle 40 No. 5-50, Edif. José Gabriel Maldonado, S.J., Bogotá D.C., Colombia, sandra.mendez@javeriana.edu.co 3 Bióloga, M.Sc.
en Ecología, Evolución y Biometría y Ph.D. en Ciencias Biológicas. Departamento de Estadística, Facultad de Ciencias, Universidad
Nacional de Colombia, sede Bogotá, Colombia, llopezk@unal.edu.co 4, 5, 6, 7 Estudiante de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería,
Pontificia Universidad Javeriana, Calle 40 No. 5-50, Edif. José Gabriel Maldonado, S.J., Bogotá D.C., Colombia, marinv@javeriana.
edu.co, jgonzalezv@javeriana.edu.co, jsuarezb@javeriana.edu.co, julian.pinzon@javeriana.edu.co 8 Ingeniera Civil y estudiante de
Maestría en Hidrosistemas. Facultad de Ingeniería, Pontificia Universidad Javeriana, Calle 40 No. 5-50, Edif. José Gabriel Maldonado,
S.J., Bogotá D.C., Colombia, alejandra.ruiz.l@javeriana.edu.co
Rev. U.D.C.A Act. & Div. Cient. 14(1): 127 - 135, 2011
RESUMEN
En Colombia, varias comunidades, cuyo acceso al servicio de
agua potable es limitado o precario, recolectan aguas lluvias
para diferentes usos domésticos. Este artículo presenta
los resultados de análisis de calidad de aguas lluvias de
escorrentía sobre tejados, en barrios de Kennedy (Bogotá)
y del municipio de Soacha (Cundinamarca), con miras a
evaluar su adaptabilidad para satisfacer usos domésticos, en
dichas comunidades. De acuerdo a los resultados obtenidos,
el agua muestreada no es apta para ninguno de los usos
de las comunidades estudiadas, debido principalmente a
altos valores de turbiedad y altas concentraciones de Sólidos
Suspendidos Totales, Demanda Bioquímica de Oxígeno a
los cinco días y metales pesados; sin embargo, se detectó
una alta variabilidad espacial y temporal de los resultados,
así como en función de los materiales de los techos de las
casas. En algunos casos y condiciones especiales, el agua
lluvia de escorrentía sobre tejados, se podría adaptar para
ser utilizada como fuente alternativa para satisfacer algunos
usos domésticos.
Palabras clave: Aprovechamiento de aguas lluvias, calidad de
aguas lluvias urbanas, corrosión de tejados.
SUMMARY
In Colombia, several communities with limited or precarious
access to potable water services collect rain water for different
domestic uses. This paper presents results of the quality
analysis of runoff rainwater on roofs in Kennedy (Bogotá)
and Soacha (Cundinamarca) in order to evaluate their
adaptability to satisfy domestic uses in these districts. Based
on the results obtained, it can be conclude that the sampled
water is not suitable for none of the possible domestic uses in
these communities. This is due to high values of turbidity and
high concentrations of Total Suspended Solids, Biochemical
Oxygen Demand and heavy metals. Nevertheless, high spatial

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and temporal variability was detected, as well as variability
in function of the roof material. In some of the analyzed
samples, the runoff water of the roofs could be adapted as
an alternative for domestic uses.
Key words: Urban stormwater quality, stormwater harvesting,
roof corrosion.
INTRODUCCIÓN
Hoy en día existe una atención creciente en el
aprovechamiento del agua lluvia como fuente potencial de
agua en las ciudades (Hatt et al. 2006; Fletcher et al. 2007).
En especial, en países en desarrollo, el aprovechamiento de
aguas lluvias se ha convertido, en los últimos años, en una
alternativa interesante, debida, principalmente, al bajo costo
de operación asociado. Así, por ejemplo, se han reportado
experiencias exitosas de aprovechamiento de aguas lluvias
en países en desarrollo, tanto de Asia (Han & Ki, 2010)
como de Latinoamérica (Ghisi et al. 2009); sin embargo,
internacionalmente, se reconoce que la implementación
de estos sistemas depende no solamente de la cantidad de
lluvia u oferta hídrica disponible en un determinado lugar,
sino también de la calidad de ésta y de los usos que se
le quieran dar (Mitchell et al. 2008). En efecto, las aguas
lluvias urbanas contienen numerosos contaminantes que
pueden afectar la salud humana y la calidad de las aguas
superficiales y subterráneas (Göbel et al. 2007; McCarthy et
al. 2008). En la literatura, se reporta que las concentraciones
típicas en áreas urbanas de metales presentes en las aguas
de escorrentía, como resultado de la corrosión de las
superficies de los tejados, varían de 0,1µg/L a 32µg/L, para
Cd; de 3µg/L a 247µg/L, para Cu; de 16µg/L a 2764µg/L,
para Pb y de 802µg/L a 38061µg/L, para Zn (Gromaire-Mertz
et al. 1999; Göbel et al. 2007). Estos metales provienen
de partículas de polvo como resultado de procesos de
combustión, industrias de metales ferrosos y no ferrosos,
plantas de incineración, industrias cementeras o vidrieras y
tráfico vehicular (Göbel et al. 2007). Se ha hallado, además,
que en aguas de escorrentía sobre superficies de tejados se
encuentran concentraciones de Sólidos Suspendidos Totales
(SST), entre 3mg/L y 304mg/L, Demanda Bioquímica de
Oxígeno a los cinco días (DBO5) entre 1mg/L y 27mg/L
(Gromaire-Mertz et al. 1999) y valores bajos de pH (entre 4,7
y 6,8 según Göbel et al. 2007).
Varios factores influyen en la corrosión de los tejados, entre
los que se encuentran la humedad relativa y el pH de la lluvia
(Gromaire-Mertz et al. 1999). Así mismo, se ha encontrado
que la concentración de contaminantes presentes en las
aguas de escorrentía urbana depende también de depósitos
atmosféricos en tiempo seco y en tiempos de lluvia, de las
características de la superficie y del tipo de zona urbana
(Gromaire-Mertz et al. 1999; Schueler & Holland, 2000;
Göbel et al. 2007). Adicionalmente, el proceso de escorrentía
está estrechamente relacionado con las características de las
precipitaciones, como el volumen, la intensidad, el caudal y
los periodos de tiempo seco anterior.
En Colombia, varias comunidades recolectan aguas
lluvias para diferentes usos domésticos, como desagüe
de inodoros, lavado de patios, pisos y fachadas, riego y
consumo animal y humano. Esta práctica es común en
aquellas comunidades con un acceso limitado o precario
al servicio de agua potable o cuando el costo del servicio
no es adaptado al nivel de ingresos de los habitantes.
Específicamente, de acuerdo con observaciones directas y
salidas de campo a zonas periurbanas de Bogotá, realizadas
desde el 2002, varias familias están, actualmente, empleando
el agua lluvia de escorrentía sobre tejados, para satisfacer
algunas prácticas domésticas sin evaluar, previamente, su
calidad y, por lo tanto, existe un riesgo sanitario asociado
a dicha explotación y, en particular, debido a la calidad del
agua lluvia y su adaptabilidad a las diferentes actividades
de las comunidades y a los métodos de recolección, de
almacenamiento, de conservación y de distribución. A pesar
de dichos riesgos, en Colombia no se han reportado aún
resultados de estudios detallados sobre la calidad de aguas
lluvias de escorrentía sobre tejados ni su variabilidad, con el
fin de evaluar su adaptabilidad a diferentes usos por parte
de las comunidades. El objetivo de este trabajo consistió en
caracterizar el agua lluvia de escorrentía sobre tejados para
su eventual uso doméstico, en zonas periurbanas de Bogotá,
a través de los casos específicos de estudio de los barrios
Altos de la Florida (Soacha, Cundinamarca), Villa Alexandra
y Acacias (localidad de Kennedy, Bogotá), donde es práctica
común la utilización de las aguas lluvias de escorrentía sobre
los tejados.
MATERIALES Y MÉTODOS
Soacha, se ha constituido como un territorio de
concentración de actividades industriales, como textil,
fabricación de productos químicos, pinturas y barnices,
jabones y detergentes, caucho, vidrio, ladrillos, fundición
de cobre, plomo y acero (Pachón Quinche, 2005). Por otro
lado, la localidad de Kennedy y, en particular, el barrio Villa
Alexandra, cuenta con bodegas que son utilizadas como
talleres. Dentro de la zona concurre, también, el negocio
de materiales reciclables, así como quema de combustibles
domésticos y basuras (llantas, plásticos y residuos sólidos
en general) y fabricación de carbón vegetal. Aunque no
se tienen mediciones específicas que permitan estimar la
magnitud, acaece una contaminación atmosférica en la

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zona, provocada, principalmente, por el tráfico vehicular
(emanación de gases y levantamiento de polvo de las calles
no pavimentadas). En estos dos sitios es práctica común,
por parte de las comunidades que los habitan, la utilización
de las aguas lluvias recolectadas después de su escorrentía
sobre los tejados de las viviendas.
Entre febrero y abril de 2010, se recolectaron y se analizaron
siete muestras en el barrio Altos de la Florida (Soacha) y 23
muestras en Villa Alexandra y Acacias (Localidad de Kennedy),
provenientes de casas con tejas de zinc y fibrocemento. La
diferencia en el número de muestras, se debe a la escasa
precipitación existente en Soacha, en comparación con
aquella observada en la localidad de Kennedy. Sobre dichas
muestras, se determinaron valores de pH, color verdadero y
turbiedad y concentraciones de SST, DBO5 y metales pesados
(Cd, Cu, Pb y Zn), en el Laboratorio de Pruebas y Ensayos,
de la Facultad de Ingeniería, de la Pontificia Universidad
Javeriana, sede Bogotá, siguiendo los procedimientos
indicados en los métodos estándar (APHA/AWWA/WEF,
1998). Se decidió analizar cada parámetro de calidad por
triplicado, de tal manera que se calculara la incertidumbre
experimental proveniente, tanto de la precisión de los
aparatos utilizados como del submuestreo y manipulación
de muestras y equipos de laboratorio, así como facilitar el
análisis de varianza previsto sobre los resultados obtenidos.
Con el fin de evaluar la eventual manejo de las aguas de
escorrentía muestreadas en diferentes usos domésticos,
como desagüe de inodoros, lavado de patios, pisos y fachadas,
riego y consumo animal y humano, se revisaron estándares
de calidad y documentos relacionados, a nivel nacional
(Ministerio de Salud República de Colombia, 1984; Ministerio
de la Protección Social, Ministerio de Ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial, 2007) e internacional (European Union,
1998; U.S. EPA, 2004; WHO, 2006; European Union, 2006).
Dichos estándares y documentos proponen una calidad
mínima del agua recolectada para diferentes usos, teniendo
en cuenta parámetros microbiológicos y fisicoquímicos.
Tras realizar pruebas de homogeneidad de varianza (test
de Bartlett) y de normalidad (test de Shapiro-Wilk) a los
resultados de calidad de aguas obtenidos, se concluyó que
en todos los casos se debía realizar pruebas de Kruskal-Wallis,
ya que en ningún caso se obtuvo homogeneidad de varianza
ni normalidad (valores p < 0,05). Las pruebas de Kruskal-
Wallis para cada parámetro de calidad medido, se realizaron
con el propósito de identificar la influencia del tipo de tejado
(tejas de zinc o fibrocemento), de la variabilidad de los
eventos lluviosos y del tipo de zona urbana, sobre la calidad
del agua muestreada. Con el fin de observar eventuales
correlaciones entre las diferentes variables medidas, se
llevaron a cabo pruebas de correlación de Pearson (para
muestras con distribución normal) y de Spearman. Este
análisis estadístico, se realizó utilizando el programa R (R
Development Core Team, 2010).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A manera de síntesis, las tablas 1 a 3 muestran los valores
promedio de contaminantes y de desviaciones estándar para
cada localidad (Soacha y Kennedy), cada evento lluvioso (15
de febrero, 16 de febrero, 12 de marzo, 22 de marzo, 12 de
abril y 30 de abril de 2010) y cada material de tejado (tejas
de fibrocemento, tejas de fibrocemento pintadas y tejas
de zinc y tejas de zinc), respectivamente. De acuerdo a los
resultados obtenidos, el agua muestreada no es apta para
vaciar sanitarios y orinales, riego, lavado de pisos y fachadas
ni consumo humano. Lo anterior, se debe, principalmente,
a: (i) altos valores de turbiedad para los tres primeros
eventos lluviosos (en particular para las muestras del 15 de
febrero, 16 de febrero y 12 de marzo: Tabla 2), superiores
a 5 NTU, el cual, es un valor límite recomendado para
los usos menos restrictivos, como riego no agrícola (U.S.
EPA, 2004); (ii) altas concentraciones en SST para los tres
primeros eventos lluviosos (en particular para las muestras
del 15 de febrero, 16 de febrero y 12 de marzo: Tabla 2),
superiores a 30mg/L, un valor límite recomendado para los
usos menos restrictivos, como riego agrícola superficial (U.S.
EPA, 2004); (iii) altas concentraciones en DBO5, en especial,
para los eventos del 15 de febrero, 16 de febrero y 22 de
marzo (Tabla 2), con valores superiores a 10 mg/L, el cual,
es el valor límite recomendado para descarga de sanitarios
y de orinales, usos recreativos con contacto primario y riego
(U.S. EPA, 2004); (iv) altas concentraciones en Cd para todas
las muestras analizadas (Tabla 2), superiores a 0,003 mg/L,
valor límite recomendado para consumo humano (Ministerio
de la Protección Social, Ministerio de Ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial, 2007); (v) altas concentraciones en Cd
para los tres últimos eventos lluviosos (22 de marzo, 12 de
abril y 30 de abril: tabla 2), superiores a 0,01mg/L, el cual, es
un valor límite recomendado para riego agrícola (Ministerio
de Salud República de Colombia, 1984; U.S. EPA, 2004) y, en
particular, si se quiere evitar el taponamiento de elementos
de irrigación; (vi) altas concentraciones en Pb, superiores a
0,01mg/L, valor límite recomendado para consumo humano
(Ministerio de Salud República de Colombia, 1984; Ministerio
de la Protección Social, Ministerio de Ambiente Vivienda y
Desarrollo Territorial, 2007); (vii) altas concentraciones en Zn,
en especial, en casas con techos de zinc, superiores a 2mg/L
(Tabla 3), el cual, es un valor límite recomendado para riego
(Ministerio de Salud República de Colombia, 1984; U.S. EPA,
2004). Adicional a lo anterior, se detectaron valores un poco
elevados de pH, superiores a siete unidades, lo que restringe
su uso para riego, debido a un posible taponamiento de los
elementos de irrigación (Lazarova et al. 2004).

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Con excepción de los metales, se detectó una mejor calidad
del agua de las muestras provenientes de los dos últimos
eventos lluviosos muestreados (12 y 30 de abril), tanto en
Kennedy como en Soacha. Estas observaciones, se podrían
deber a un cambio en el régimen (época seca/época
lluviosa) y/o características de las lluvias (altura, intensidad,
duración de lluvias, duración de tiempo seco anterior) de
abril, con respecto de febrero a marzo o a una disminución
de la contaminación en abril. En caso de que se llegara a
comprobar que la mejoría en la calidad de las aguas lluvias de
escorrentía sobre tejados, como aquella observada durante
abril con respecto a los meses anteriores, está asociada a
una época de lluvias, se podría plantear una utilización de las
aguas lluvias recolectadas durante estas épocas para vaciar
sanitarios y orinales o para lavado de pisos y fachadas.
De las pruebas de Kruskal-Wallis realizadas sobre los
resultados de color, se pudo concluir que, tanto la variabilidad
temporal (factor etiquetado como “evento”) como de
material de los techos considerados (factor etiquetado
como “techo”), tienen una influencia significativa sobre los
resultados obtenidos (valores p < 0,05). Cabe anotar que
este parámetro sólo fue medido en Soacha y, por lo tanto, no
se contempla una variabilidad de los resultados en función
de la localización espacial. Un análisis más detallado de los
resultados de las pruebas de Kruskal-Wallis indica que el
factor que más influencia tiene sobre el color es la variabilidad
de los eventos lluviosos, ya que el porcentaje de varianza
correspondiente sobre la varianza total es mayor para este
factor que para los otros factores considerados (Figura 1);
sin embargo, este resultado se concluye a partir de tan sólo
ocho muestras tomadas en Soacha, durante dos eventos
lluviosos y, por lo tanto, es bastante prematuro formular
conclusiones definitivas. Parece necesario, entonces, tener
un mayor número de muestras para diferentes eventos
lluviosos y localidades. En la tabla 2, se observa que la
muestra correspondiente al evento del 12 de marzo presenta
valores de color mayores que aquellos del evento del 30 de
abril. A partir de una comparación de los resultados mediante
una prueba t con ajuste de Bonferroni, se logró concluir
que dicha diferencia es significativa (valor p < 0,05). Estas
diferencias, se podrían deber a un cambio en el régimen
de lluvias de abril con respecto a marzo y, en particular, un
periodo de tiempo seco anterior más prolongado, para el
evento del 12 de marzo.
De las pruebas de Kruskal-Wallis realizadas sobre los
resultados de pH, se concluyó que tanto la variabilidad
espacial (factor etiquetado como “localidad”) como temporal
(factor etiquetado como “evento”) y de material de los techos
considerados (factor etiquetado como “techo”) tienen una
influencia significativa sobre los resultados obtenidos (valores
p < 0,05). Un análisis más detallado de los resultados de
las pruebas de Kruskal-Wallis indica que el factor que más
influencia tiene sobre el resultado de pH es el material del
techo, ya que el porcentaje de varianza correspondiente
sobre la varianza total es mayor para este factor que para
los otros factores considerados (Figura 1). En la tabla 3, se
observa que las muestras asociadas a los techos de zinc
presentan valores de pH más bajos que los techos con
tejas de fibrocemento. A partir de una comparación de los
resultados mediante pruebas t con ajuste de Bonferroni, se
consiguió concluir que dichas diferencias son significativas
(valores p < 0,05).
De las pruebas de Kruskal-Wallis efectuadas sobre los
resultados de turbiedad, SST y DBO5, se pudo concluir que
la variabilidad temporal (factor etiquetado como “evento”)
es el único factor que tiene una influencia significativa sobre
los resultados obtenidos (valores p < 0,05) (Figura 1). En la
tabla 2, se detalla que las muestras recolectadas durante los
eventos del 15 y 16 de febrero y 12 de marzo presentan valores
de turbiedad y SST mayores, que aquellos obtenidos en los
eventos posteriores. Además, se observa que la muestra
recolectada durante el evento del 15 de febrero presenta
valores de DBO5 mayores, que aquellos de los eventos
posteriores. A partir de una comparación de los resultados
mediante pruebas t con ajuste de Bonferroni, se logró
Tabla 1. Valores promedio de contaminantes y desviaciones estándar
(entre paréntesis), obtenidos durante los eventos lluviosos del 15 de
febrero al 30 de abril de 2010. (NA: el parámetro no se midió; *: el valor
reportado corresponde a la mediana).
CONTAMINANTE SOACHA KENNEDY
color (UPC) 39
(36) NA
pH* 7,4 8,0
turbiedad (NTU) 17
(20) 21
(19)
SST (mg/L) 149
(138) 124
(168)
DBO5 (mg/L) NA 20
(16)
Cd (mg/L) 0,3835
(0,2013) 0,1725
(0,3137)
Cu (mg/L) 0,0589
(0,0132) 0,0349
(0,0243)
Pb (mg/L) 0,3106
(0,1063) 0,2273
(0,0545)
Zn (mg/L) 2,0880
(1,9049) 2,4650
(1,6485)

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Figura 1. Resultados de análisis de varianza para cada parámetro de calidad medido.
Tabla 2. Valores promedio de contaminantes y desviaciones estándar (entre paréntesis), obtenidos durante los eventos lluviosos del 15 de febrero
al 30 de abril de 2010. (NA: el parámetro no se midió o no es posible calcular la desviación estándar; *: el valor reportado corresponde a la me-
diana).
CONTAMINANTE FECHA DEL EVENTO (dd/mm)
15/02 16/02 12/03 22/03 12/04 30/04
color verdadero
(UPC) NA NA 78
(21) NA NA 15
(15)
pH* 8,1 8,2 8,0 8,0 7,8 7,1
turbiedad (NTU) 45
(11) 27
(12) 38
(9) 5
(9) 2
(3) 4
(6)
SST (mg/L) 275
(109) 107
(75) 269
(125) 78
(155) 10
(3) 78
(156)
DBO5 (mg/L) 47
(24) 19
(7) NA 19
(5) 9
(1) NA
Cd (mg/L) 0,0236
(0,0227) 0,0137
(0,0146) 0,0206
(NA) 0,3604
(0,2031) 0,3539
(0,1189) 0,4742
(0,2763)
Cu (mg/L) 0,0329
(0,0117) 0,0340
(0,0160) 0,0400
(0,0271) 0,0347
(0,0120) 0,0378
(0,0156) 0,0703
(0,0155)
Pb (mg/L) 0,2200
(0,0855) 0,2345
(0,1320) 0,3106
(0,0545) NA NA NA
Zn (mg/L) 3,7530
(1,5711) 2,7680
(2,1856) 2,5650
(2,4211) 2,0210
(2,0642) 1,2460
(1,1104) 1,8020
(1,2456)

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concluir que dichas diferencias son significativas (valores p
< 0,05), tanto para los valores de turbiedad como de SST y
DBO5. Estas diferencias, se podrían deber a un cambio en el
régimen de lluvias de abril con respecto a febrero y marzo y,
en particular, en lo que respecta los periodos de tiempo seco
anteriores a las lluvias: un periodo prolongado de tiempo
seco anterior a una lluvia podría favorecer la acumulación
de material particulado sobre los techos, el cual, podría ser
arrastrado, posteriormente, durante el evento lluvioso. Para
el caso de la DBO5, estas diferencias se podrían deber a una
acumulación de materia orgánica, como por ejemplo, hojas
y excremento de aves antes del evento del 15 de febrero,
posiblemente, durante un periodo prolongado de tiempo
seco anterior a dicho evento. Cabe anotar que la DBO5 sólo
fue medida en la localidad de Kennedy y, por lo tanto, no se
contempla una variabilidad de los resultados en función de
la localización espacial.
De las pruebas de Kruskal-Wallis generadas sobre los
resultados de Cd y Cu, se concluyó que tanto la variabilidad
espacial (factor etiquetado como “localidad”), como
temporal (factor etiquetado como “evento”) y de material de
los techos considerados (factor etiquetado como “techo”)
tienen una influencia significativa sobre los resultados
obtenidos (valores p < 0,05). Un análisis más detallado de
los resultados de las pruebas de Kruskal-Wallis indica que el
factor que más influencia tiene sobre el resultado de Cd es
la variabilidad de los eventos lluviosos, ya que el porcentaje
de varianza correspondiente sobre la varianza total es mayor
para este factor que para los otras variables consideradas
(Figura 1). En la tabla 2, se indica que las muestras
recolectadas durante los eventos del 15 y 16 de febrero y
12 de marzo presentan valores de Cd inferiores a aquellos
obtenidos para las pruebas recolectadas durante los eventos
posteriores. Además, se observa que las muestras recogidas
durante el evento del 30 de abril presentan valores de Cu
superiores a aquellos obtenidos para los eventos anteriores.
A partir de una comparación de los resultados mediante
pruebas t con ajuste de Bonferroni, se logró concluir que
dichas diferencias son significativas (valores p < 0,05). Estas
diferencias representan un aumento de la disponibilidad
de Cd y Cu en el agua de escorrentía sobre los tejados con
respecto al tiempo. Esta disponibilidad podría estar ligada a
un aumento en la intensidad o altura de las lluvias de abril
con respecto a aquellas de febrero y marzo.
De las pruebas de Kruskal-Wallis desarrolladas sobre
los resultados de Pb, se consiguió deducir que, tanto la
variabilidad espacial (factor etiquetado como “localidad”)
como temporal (factor etiquetado como “evento”) tienen una
influencia significativa sobre los resultados de Pb obtenidos
(valores p < 0,05).
Para SST, Cu y Pb, la variabilidad de los replicados tiene
una influencia muy importante sobre los resultados, ya
que el porcentaje de varianza correspondiente sobre la
varianza total es mayor que para los factores considerados
(Figura 1). La observación anterior indicaría una presencia
de problemas en los procesos experimentales de muestreo
y/o análisis de laboratorio y, consecuentemente, se podría
cuestionar la fiabilidad de los resultados obtenidos, lo cual,
se deberá corregir en futuros estudios. Adicionalmente, cabe
anotar que las concentraciones de Pb, se determinaron
únicamente para las muestras recolectadas durante los
eventos lluviosos del 15 de febrero al 12 de marzo, ya que,
después, se presentaron problemas técnicos con el equipo
empleado, que no se lograron solucionar para el análisis de
las muestras posteriores.
Como se mencionó anteriormente, para Cd, Cu y Pb, la
variabilidad espacial (factor etiquetado como “localidad”)
tiene una influencia significativa sobre los resultados
obtenidos (valores p < 0,05). En efecto, se hallaron valores
significativamente más altos de estos tres metales en Soacha
que en Kennedy (Tabla 1). Esto, se puede deber, a que la
actividad industrial en Soacha es bastante más desarrollada
que en Kennedy, como se mencionó previamente.
Tabla 3. Valores promedio de contaminantes y desviaciones estándar
(entre paréntesis), obtenidos para cada material de tejado (FC: broce-
mento; FCp-Zn: brocemento pintadas y tejas de zinc; Zn: tejas de
zinc), durante los eventos lluviosos del 15 de febrero al 30 de abril
de 2010. (NA: el parámetro no se midió o no es posible calcular la
desviación estándar; *: el valor reportado corresponde a la mediana).
CONTAMINANTE FC FCp-Zn Zn
color (UPC) 95
(NA) 25
(22) 45
(57)
pH* 8,3 7,2 7,8
turbiedad (NTU) 24
(22) 11
(14) 19
(18)
SST (mg/L) 104
(107) 141
(182) 156
(169)
DBO5 (mg/L) 21
(21) NA 19
(10)
Cd (mg/L) 0,1892
(0,2234) 0,4516
(0,3167) 0,1487
(0,1720)
Cu (mg/L) 0,0409
(0,0122) 0,0594
(0,0320) 0,0342
(0,0164)
Pb (mg/L) 0,2458
(0,0924) 0,2658
(NA) 0,2390
(0,1259)
Zn (mg/L) 1,1860
(1,1600) 1,8900
(1,2120) 3,7340
(1,6866)

Artículo Cientíco Torres, A.; Méndez Fajardo, S.; López-Kleine, L.; Marín, V.; González, J.A.; Suárez, J.C.; Pinzón, J.D.;
Ruiz, A.: Calidad de aguas lluvias sobre tejados
133
De las pruebas de Kruskal-Wallis realizadas sobre los
resultados de Zn, se pudo concluir que, tanto la variabilidad
temporal (factor etiquetado como “evento”) como de material
de los techos considerados (factor etiquetado como “techo”)
poseen una influencia significativa sobre los resultados de Zn
obtenidos (valores p < 0,05). Un análisis más detallado de
los resultados de las pruebas de Kruskal-Wallis indica que el
factor que más influencia tiene sobre el resultado de Zn es el
material de los techos, puesto que el porcentaje de varianza
correspondiente sobre la varianza total es mayor para este
factor que para los otros factores considerados (Figura 1).
En la tabla 3, se detalla que las muestras asociadas con
techos de fibrocemento presentan concentraciones de Zn
inferiores a aquellas asociadas con techos de zinc. A partir
de una comparación de los resultados usando pruebas t con
ajuste de Bonferroni, se consiguió determinar que dichas
diferencias son significativas (valores p < 0,05).
Para los resultados presentados en las tablas 1 a 3, se
efectuaron pruebas de correlación entre todos los parámetros.
Dichas pruebas de correlación, se realizaron aplicando el
método de Pearson (para muestras con distribución normal)
y el método de Spearman. Los coeficientes de correlación, se
presentan en la tabla 4 (arriba): coeficientes de correlación de
Pearson encima de la diagonal y coeficientes de correlación
de Spearman debajo de la diagonal. Los valores p inferiores
a 0,05 (lo que indica correlaciones significativas con un 95
% de confianza), se indican en la tabla 4 (abajo): valores p
de Pearson, encima de la diagonal y valores p de Spearman,
debajo de la diagonal.
Con respecto a las concentraciones en metales, los
resultados expuestos en la tabla 4 sugieren que, aunque no
de manera significativa, existen correlaciones negativas entre
el pH y las concentraciones en metales (Cd, Cu, Pb, Zn), lo
que está de acuerdo con las observaciones reportadas en
la literatura (Gromaire-Mertz et al. 1999). Adicionalmente,
se observa que: (i) existen correlaciones significativas entre
las concentraciones de Zn y los valores de turbiedad,
SST y Cd; (ii) existe una correlación significativa entre las
concentraciones de Cd y los valores de turbiedad; (iii) existe
una correlación significativa entre las concentraciones de
Cu y los valores de turbiedad. Lo anterior sugiere que, los
Tabla 4. Resultados de las pruebas de correlación de Pearson y de Spearman. Arriba: coecientes de correlación de Pearson (encima de la diago-
nal) y coecientes de correlación de Spearman (debajo de la diagonal). Abajo: valores p inferiores a 0,05 de Pearson (encima de la diagonal) y de
Spearman (debajo de la diagonal).
pH color T SST DBO5 Cd Cu Pb Zn
pH 1,00 0,97 -0,14 -0,19
color 1,00 - -0,18 -
t0,44 0,74 1,00
SST 0,26 0,72 0,81 1,00
DBO5 0,21 -0,70 0,62 1,00
Cd -0,30 -0,15 -0,67 -0,37 -0,53 1,00
Cu -0,16 -0,20 -0,70 0,37 1,00 0,29
Pb --0,01 0,12 0,00 -0,20 1,00
Zn -0,30 0,18 0,40 0,57 0,58 -0,41 -0,23 0,03 1,00
pH color T SST DBO5 Cd Cu Pb Zn
pH - <0,01
color -
t0,01 0,03 -
SST 0,04 <0,01 -
DBO5 0,02 -
Cd <0,01 -
Cu 0,02 -
Pb -
Zn 0,03 <0,01 0,03 -

Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Cientíca 14 (1): 127-135 2011
134
valores de pH, turbiedad y SST, se podrían constituir en
indicadores de concentraciones de metales pesados, lo
que sería interesante, operacionalmente, por la facilidad de
medición de estos parámetros y la prontitud de obtención
de resultados, en especial, en lo que concierne al pH y
turbiedad.
Los resultados obtenidos en el marco de este trabajo ponen
en evidencia que, a pesar que en la actualidad se utiliza el agua
lluvia de escorrentía sobre tejados para satisfacer algunos
usos domésticos en zonas periurbanas de Bogotá, no es apta
para ninguno de ellos. Lo anterior, se debe, principalmente,
a altos valores de turbiedad y altas concentraciones en
SST, DBO5 y metales pesados. A excepción del cadmio
(Cd), cuyas concentraciones obtenidas son casi diez veces
mayores que aquellas reportadas en la literatura, tanto para
las concentraciones en SST como en DBO5 y en metales
pesados, las concentraciones obtenidas y sus variabilidades
son del mismo orden de magnitud que aquellas reportadas
en la literatura para aguas lluvias de escorrentía sobre tejados
(Gromaire-Mertz et al. 1999; He et al. 2001; Göbel et al.
2007; Schriewer et al. 2008).
Se observaron altas variabilidades, tanto espaciales como
temporales, en la calidad de las aguas de escorrentía
sobre tejados. Adicionalmente, los resultados variaron en
función de los materiales de los techos de las casas en las
que se muestreó. Dichas variaciones permiten pensar que
en algunos casos y condiciones especiales, el agua lluvia
de escorrentía sobre tejados podría ser adaptada para ser
utilizada como fuente alternativa para satisfacer algunos
usos domésticos, como vaciado de sanitarios y de orinales
o lavado de pisos y fachadas. Se piensa, por ejemplo,
que aquellas muestras para las cuales se detectó mejor
calidad podrían estar asociadas a épocas de lluvias y, por
consiguiente, se podría plantear que en algunas épocas del
año el agua de escorrentía sobre tejados podría ser utilizada
en usos restringidos; sin embargo, se recomienda realizar
una caracterización más fina y prolongada en el tiempo de las
aguas lluvias de escorrentía sobre tejados, tanto para épocas
de tiempo seco como durante épocas de lluvias intensas, de
manera a lograr recomendaciones más específicas ligadas a
la operación de sistemas de aprovechamiento, en función de
las características de las precipitaciones, como el volumen, la
intensidad, el caudal y los periodos de tiempo seco anterior.
Los resultados presentados ponen en evidencia la necesidad
de tener en cuenta la calidad de las aguas lluvias de
escorrentía sobre tejados en zonas periurbanas de las
ciudades, para formular políticas y reglamentaciones
tendientes a proteger la sanidad civil, en particular, respecto
a la agricultura urbana. Se recomienda, sin embargo, un
estudio más profundo, con el fin de identificar el origen
de la contaminación y proponer soluciones adaptadas a
las comunidades que están actualmente utilizando el agua
lluvia de escorrentía sobre los tejados, para satisfacer sus
necesidades de agua potable. Con este propósito, se prevé
realizar campañas experimentales adicionales, entre agosto y
diciembre de 2010, las cuales, podrán servir para corroborar
relaciones entre contaminantes observadas en el presente
trabajo y proponer indicadores de contaminación menos
costosos y más oportunos.
Agradecimientos: Los autores agradecen a la Fundación
Un Techo para Colombia, a los colaboradores en las
comunidades de Soacha y Kennedy y al Laboratorio de
Pruebas y Ensayos, de la Facultad de Ingeniería, de la
Pontificia Universidad Javeriana. Conflictos de intereses: El
manuscrito fue preparado y revisado con la participación
de todos los autores, quienes declaramos que no existe
ningún conflicto de intereses que ponga en riesgo la validez
de los resultados presentados. Financiación: Este estudio
fue financiado por la Facultad de Ingeniería de la Pontificia
Universidad Javeriana, sede Bogotá.
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