El sistema de agua por gravedad con tratamiento es un conjunto de estructuras en la que el agua cae por su propio peso, a través de una red de conexiones, pasando por la captación del agua, el sistema de tratamiento, el almacenaje, hasta las conexiones públicas y/o domiciliarias (AGÜERO 1997; BARRIOS et al. 2009; TORRES 2006). Para estos sistemas normalmente se utilizan las fuentes de aguas superficiales como: ríos y riachuelos, así como lagos, lagunas y embalses, sin embargo cuando se sabe que las aguas subterráneas o los manantiales presentan cierto grado de contaminación, también se debe implementar este sistema.
En sistemas donde la fuente son aguas superficiales, el componente de captación de agua de ríos, lagos y embalses es una estructura de concreto u otro material que permite la entrada de agua de la fuente de abastecimiento. En esta etapa, el agua pasa por un primer proceso físico de limpieza donde se eliminan materiales sólidos, basura y sedimentos que pudieran ser arrastrados por el agua. La línea de conducción por gravedad es un conjunto de tuberías con una inclinación que permite el traslado del agua desde donde fue captada al sistema de tratamiento y, posteriormente, al reservorio, ambos ubicados en puntos más bajos en el trayecto del sistema (TIXE 2004). Debido a que normalmente la fuente de agua es superficial, esta puede tener un alto contenido de materia orgánica, sedimentos, sólidos disueltos, otros minerales y elementos que afectan su calidad, haciéndola no apta para consumo humano, por lo que un elemento básico del sistema corresponde al tratamiento. En éste, un conjunto de estructuras y elementos someten al agua a diferentes procesos físicos y químicos, reduciendo o eliminando los diversos contaminantes presentes en la misma, con el fin de hacerla potable (OPS 2005a). En los casos en que las fuentes sean manantiales o aguas subterráneas contaminadas, que pueden presentar contaminación microbiológica, se debe asegurar la potabilización del agua, normalmente a través de la cloración centralizada. Una vez tratada, el agua pasa a un tanque de almacenamiento que sirve para almacenarla antes de ser distribuida a la comunidad (TIXE 2004). Por lo general, se utiliza un reservorio en la zona más elevada de la localidad, cuya capacidad de almacenaje debe ser diseñada y construida en función del volumen requerido y así garantizar la disponibilidad continua a la población actual, tomando en consideración el futuro crecimiento de ésta (AGÜERO 2004, OPS 2005d). La red de distribución comunitaria consiste en un conjunto de tuberías, accesorios y estructuras que conducen el agua hasta las tomas en el hogar o tomas públicas. Al igual que en los componentes anteriores, se deben considerar diversos factores técnicos de hidráulica y consumo de agua por habitante para adaptar el diseño, la construcción, operación y mantenimiento a las necesidades de la comunidad (OPS, 2005b). Una vez que el agua llega a la vivienda, se deben adoptar ciertas acciones para el almacenamiento y manejo seguro de la misma. En el caso de que no haya sido tratada completamente antes a nivel comunitario, o de que haya posibilidades de re-contaminación en el sistema de distribución comunitario, se deberá considerar también su tratamiento en el hogar, mejorando así la calidad del agua a través de diferentes procesos físicos y/o químicos, tales como cloración, ebullición, filtración de bioarena, filtracion de cerámica, etc., que la hagan apta para consumo humano (OPS 2005c).
La organización comunitaria es indispensable para la operación y mantenimiento del sistema, buscando su funcionamiento eficiente, adecuado y continuo. Para ello se debe contar con las herramientas, materiales y manuales de operación y mantenimiento, así como la capacitación técnica, para realizar los trabajos necesarios para su correcto funcionamiento (TORRES 2006).
Es importante resaltar que la mayoría de las fuentes de agua superficiales en el país no son aptas para consumo humano (MARÍN 2017), por lo que suelen requerir de un proceso de tratamiento y desinfección para que el uso en comunidades sea viable. El hecho de requerir de un tratamiento centralizado y las necesidades de mantenimiento del propio sistema de conducción, hacen que este sistema se haya implementado con éxito en escasas ocasiones en comunidades rurales en México. Hay que considerar, que estos sistemas dependen en gran medida de la capacidad de inversión para afrontar los costos de construcción del sistema de tratamiento, y que además requieren de personal capacitado y de una supervisión constante para operar correctamente las instalaciones y asegurar la calidad del agua suministrada.
Este sistema es aplicable de modo óptimo para escenarios en los que la población cuenta con acceso a fuentes de aguas superficiales y con capacidades y recursos suficientes, tanto en poblaciones dispersas como comunidades de hasta 2500 habitantes. Ejemplos concretos se encuentran en la zona de los volcanes Iztaccíhuatl y Popocatépetl, en el estado de México, donde existen sistemas comunitarios y multicomunitarios que abastecen a comunidades de los municipios de Amecameca, Tenango del Aire, Ayapango, Juchitepec, Tepetlixpa, Ozumba y Atlautla. Estos sistemas son efectivos en cuanto al suministro de la cantidad de agua requerida, pero presentan problemas de calidad, ya que los sistemas de tratamiento sólo aseguran la calidad física y bacteriológica, dejando de lado la contaminación por elementos químicos. Por otro lado, la operación y mantenimiento está a cargo de comités de agua con el complemento de faenas voluntarias, lo que ha generado inestabilidad en la operación del sistema. Pero también se pueden encontrar experiencias exitosas, como es en el sistema de abastecimiento del municipio de Axtla de la Huasteca Potosina, que es operado por un organismo que también se encarga del mantenimiento del sistema con eficiencia. También se encuentran ejemplos en los que este sistema se usa sólo de modo estacional, con el apoyo o sustitución por otras fuentes de agua. Este es el caso de la Población de San Antonio Alpanocan, Puebla, en donde el sistema de abastecimiento por gravedad desde manantiales sufre interrupciones durante la temporada de lluvias debido a derrumbes que cortan el suministro que baja en tuberías a la parte alta de la comunidad, obligando a sus miembros a recurrir a sistemas improvisados de captación de agua de lluvia y a realizar el lavado de ropa en los manantiales, con el problema de no realizarse una cloración centralizada adecuada que asegure la calidad permanente del agua que llega a las viviendas.
También es adecuado para localidades de casas dispersas y poblados de hasta 2500 habitantes con escasa disposición de agua y con capacidades y recursos sociales ubicadas en zonas áridas, con poca lluvia, y donde el terreno dificulta la extracción de agua del subsuelo y por lo tanto la fuente de abastecimiento superficial es la más cercana y está por arriba de la comunidad, siempre y cuando la disponibilidad de agua estacional sea suficiente para justificar la inversión y la distancia y situación de las fuentes de agua superficiales lo hagan posible. Si se plantea un aprovechamiento de aguas de diferentes fuentes según la época del año, es necesario considerar sistemas de tratamiento adicionales para asegurar una calidad del agua suficiente cuando se opte por fuentes alternativas.
