Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible como metodología para la reducción de las aguas de escorrentía en las ciudades
Basado en un modelo de simulación con Vensim
María Angela Ávila Acero
avac32@gmail.com
INTRODUCCIÓN
Una de las problemáticas más importantes que afrontan las ciudades actuales, es la ineficiente amortiguación de aguas pluviales en el espacio público. El acelerado desarrollo urbano ha generado la progresiva impermeabilización de las ciudades, ocasionando que la escasa cobertura vegetal sea insuficiente para la interceptación de las aguas lluvias dando lugar a grandes escorrentías urbanas que impiden la devolución del recurso a la atmósfera o suelo y a su vez, el reinicio del ciclo hidrológico de la región.
Los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS) surgen como una alternativa para resolver estas problemáticas que han surgido a partir de los sistemas convencionales de aguas lluvias, y a su vez se proponen como una novedosa metodología que regula el control en la cantidad y calidad de las escorrentías urbanas; es un sistema que tiene como objetivo representar la condición hidrológica existente previa a la urbanización y su implementación se evalúa desde el inicio de la cadena de consumo: viviendas y apartamentos.
El presente proyecto pretende hacer un diagrama causal preliminar disponible y aplicable para un estudio de construcción que se pretenda en una zona determinada, a partir de la evaluación y el análisis de tres aspectos importantes: aumento de escorrentía pluvial en la ciudad, influencia de la precipitación diaria registrada y dependencia del grado de infiltración de la zona en estudio.
1. GENERALIDADES
Una de las situaciones que más preocupa a nuestra sociedad actualmente es la posibilidad de contar con agua potable para un futuro próximo y lejano, y la degradación de los ecosistemas que se alimentan de este recurso. Universidades e instituciones de algunos países, han venido reconociendo en los últimos años los beneficios derivados de afrontar la gestión del agua pluvial desde una perspectiva diferente a la convencional (alcantarillado convencional), promoviendo así un desarrollo sustentable dentro de las mismas urbes. Teniendo en cuenta esto, los Sistemas Urbanos de Drenajes Sostenibles (SUDS), surgen como una alternativa a las modelaciones convencionales debido a que su objetivo principal consiste en mitigar tanto los problemas de cantidad como de calidad de las escorrentías urbanas y se caracterizan por tener como fin, reproducir de la manera más fiel posible, el ciclo hidrológico natural previo a la urbanización o impermeabilización de la zona.
1.1. Definición Problemática
El crecimiento exagerado de nuestras ciudades actuales ha respondido al aumento desmesurando de la población trayendo como consecuencia inevitable, una continua impermeabilización de zonas verdes para la construcción de edificaciones como respuesta a las necesidades de la población de la zona: edificios residenciales, centros comerciales, restaurantes, oficinas, clínicas, hospitales entre otros. Además, pocas construcciones han sido pensadas como herramientas de recolección de agua, o como puente de comunicación dentro del mismo ciclo hidrológico que se debería continuar. Actualmente, muy pocas ciudades se han construido pensando en el recurso hídrico como fuente principal de abastecimiento en un futuro cercano y/o lejano, por tal razón su estudio hoy es necesario y su cuidado aún más.
Es importante la planificación de ciudades desde la perspectiva de la unidad residencial; planear edificios residenciales y viviendas unifamiliares y multifamiliares, en donde se conciba la edificación como un instrumento para gestionar el agua; en donde la ingeniería se conciba como una disciplina para la conservación y uso de los recursos medio ambientales.
1.2. Identificación parámetros
Para la correcta construcción del diagrama causal base para los estudios de implementación de sistemas urbanos de drenaje sostenible, se debe determinar una serie de parámetros generales en común para los casos de estudio en que se requiera la modelación:
- Caudal de escorrentía: Se determina a partir de operación entre el caudal de entrada (Precipitación) y los caudales de salida (Infiltración y evaporación).
- Caudal de precipitación: Caudal que fluye sobre un área de construcción determinada.
- Caudal de infiltración: Caudal de escorrentía que se infiltra.
- Caudal de evaporación: Caudal de escorrentía que se evapora.
- Área de construcción: área de la zona impermeabilizada.
- Precipitación diaria: Estimación de al lamina acumulada en un día de lluvias.
- Tasa de infiltración: Velocidad de infiltración
- Tasa de evaporación: Velocidad de evaporación
Estos parámetros se consideran aplicables para cualquier tipo de proyecto en que se requiera definir el comportamiento del caudal de escorrentía sobre cualquier estructura determinada. Es importante aclarar que la tasa de infiltración se encuentra fuertemente relacionada con el material sobre el cual se presenta el caudal de escorrentía transportándose; la tasa de infiltración del agua en un material de tierra o turba es considerablemente más grande que la infiltración del recurso hídrico sobre una construcción netamente hecha de concreto.
Es por esta razón, que la inferencia de la tasa de infiltración en el modelo preliminar adopta una relevancia importancia frente a las demás, teniendo en cuenta que el fin de la modelación es determinar que tipo de material permite una mayor influencia positiva sobre el ciclo hidrológico de la zona y que materiales ocasionan el aumento de la escorrentía, situación que puede afectar el cauce de los cuerpos superficiales de la zona y en casos en los que no se cuenta con un control de flujo, ocasionar inundaciones aguas abajo del vertimiento pluvial.
2. DIARGAMA CAUSAL
A partir de la identificación de los elementos, se procede a la elaboración del diagrama causal que determine el comportamiento del caudal de escorrentía en un material determinado por la tasa o velocidad de infiltración en el suelo:
Caudal de escorrentía= Caudal de Precipitación-Caudal de Evaporación-Caudal Infiltración
Caudal de precipitación= Área de construcción*Precipitación Diaria
Caudal de Infiltración = Caudal de Escorrentía*Tasa de Infiltración
Caudal de evaporación = Caudal de Escorrentía*Tasa de evaporación
Área de construcción= Variable constante
Precipitación Diaria= Variable constante
Tasa de infiltración= Variable constante
Tasa de Evaporación= Variable constante
CONCLUSIONES
Teniendo en cuenta el diagrama causal preliminar propuesto como objeto de estudio, se infiere que al urbanizar áreas verdes se presentan problemas de inundación, pues aumentan las áreas impermeables que evitan la infiltración natural y el comportamiento usual del recurso hídrico dentro de su mismo ciclo. Es importante tener en cuenta que, para poder construir sistemas sostenibles de edificaciones dentro de nuestras ciudades, la manera adecuada de la gestión del recurso hídrico debe estar pensada directamente hacia la escorrentía y uso del agua lluvia. El completo accionar del ciclo hidrológico dentro de la ciudad, permite la perpetuidad del recurso hídrico, por medio de la recarga de acuíferos.
(*) Si lo desea puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor del texto
