Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SuDS), [parte I]

Noelia Esteban comparte con nosotros un interesante texto sobre nuevas modalidades de infraestructuras urbanas más acordes con la conservación del medio ambiente y aplicables a ciudades sostenibles. Gracias Noelia por esta nueva contribución a nuestro blog.

Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SuDS)

Introducción:

Hoy os escribo sobre el tema de la integración de las aguas y la naturaleza en el contexto urbano y en particular, de  los sistemas de biorretención en ambientes urbanos.

El tema es tan amplio e interesante desde el punto de vista paisajístico que me ha resultado difícil resumir este texto, así que para facilitar la lectura, lo he dividido en dos entradas al blog. En la primera parte os hablo de los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SuDS) en general y en la segunda os muestro algunos ejemplos de su uso en Nueva Zelanda. Espero que os guste.

SuDS:

Con el cambio climático, parece evidente que cada vez son más frecuentes los eventos meteorológicos extremos.  Entre otros, riadas e inundaciones van de la mano de temporadas de extrema sequía.

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Newsphoto Supplied The Nelson Mail Swimming on the Brightwater school tennis courts.

Niños nadando en esta improvisada piscina en que se convirtió el patio de su escuela, en las inundaciones de 2011 de la región de Nelson, hacen buena representación del espíritu “Kiwi” de mantener el buen humor ante las adversidades.

En ambientes urbanos, la descomunal cantidad de escorrentía producida cuando tiene lugar uno de estos eventos,  puede causar daños físicos, económicos y sociales a gran escala. En muchas ocasiones, los sistemas de drenado actuales se saturan, quedan obsoletos y son incapaces de hacer frente a la enormidad de estas precipitaciones.

En ciudades costeras, como Nelson, la coincidencia de altas intensidades de lluvia con mareas altas suponen un gran riesgo para la red de drenaje que se ve amenazada por la incapacidad de descargar el exceso de escorrentía.

Estos eventos han provocado el auge de un movimiento global creciente hacia una forma más ecológica y sostenible de  interpretar nuestras ciudades. De aquí surgen los SuDS o Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible. Estos son parte de un urbanismo con una conexión más profunda entre ciudad y naturaleza.

La mayoría de las redes de drenaje convencionales se centran en la movilización de las aguas pluviales fuera del entorno urbano.  En cambio, los SuDS buscan soluciones con un comportamiento más similar al del medio natural, centrándose en  la reducción de la cantidad y el flujo de agua que entra en la red, tratándola y reteniéndola in-situ.

En muchas ocasiones, incorporan la naturaleza incrementando las zonas verdes a través, entre otros elementos, de humedales,  techos verdes,  jardines verticales, jardines de infiltración, sistemas de biorretención, cunetas vegetadas (también conocidas como zanjas de infiltración o “biozanjas”), etc. Para un buen funcionamiento, los SuDS deben ser diseñados específicamente para cada situación y, a su vez, deben estar pensados para trabajar a gran escala y conseguir así una mayor eficiencia del sistema de drenaje (en vez de limitarse a proveer soluciones puntuales aisladas).

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La incorporación de mayor cantidad de vegetación en ambientes urbanos tiene además otros beneficios como son el embellecimiento de calles, la mejora de la calidad ambiental y el acercamiento de la población a la naturaleza, incluso a veces se logra incrementar la biodiversidad de algunas zonas.

Sistemas de drenaje sostenible: Sistemas de biorretención, Jardines de Infiltración y Cunetas vegetadas: Parece haber cierta confusión entre estos términos y muchas veces se usan indistintamente. En algunos países como es el caso de Estados Unidos se hace una clara distinción entre estos tres sistemas. Sin embargo, en la mayor parte de la documentación que he encontrado en Nueva Zelanda se suele usar el término “jardín de infiltración”(del inglés “rain gardens”) de forma general para estos sistemas.Por otro lado, en España, la documentación que he visto usa la nomenclatura“sistemas de biorretención” como término principal dentro del cual se engloban los demás términos.

Me han parecido interesantes  las definiciones usadas en Estados Unidos y os las resumo a continuación a modo de nota informativa:

Los tres sistemas son sistemas de captación de aguas que tienen como objetivo reducir el flujo de la escorrentía y mejorar la calidad de las aguas pluviales pero existen unas pequeñas diferencias.

Jardines de infiltración o jardines de lluvia (Rain gardens) – Estos jardines, suelen utilizarse en zonas residenciales y suelen ser de menor tamaño que las biozanjas. Utilizan el suelo existente o mejorado con arena o compost.

Sistemas de biorretención (Bioretentionsystems) – Son jardines de infiltración que tienen drenaje en el subsuelo, suelen tener una capa de grava que favorece la infiltración y una tubería perforada en el subsuelo.

Cunetas vegetadas, Biozanjas o Zanjas de infiltración (Bioswales)–Son zanjas de canalización diseñadas para tolerar una escorrentía determinada procedente de un área impermeable. Necesitan acomodar grandes cantidades de agua, por ello requieren que los suelos sean diseñados de forma similar a los sistemas de biorretención y sean más profundos que en los de los jardines de infiltración. Suelen ser de mayor longitud y anchura que estos. La principal diferencia con los sistemas de biorretención es que las biozanjas suelen estar construidas a lo largo de carreteras o aparcamientos.

Estos sistemas tratan las aguas usando la infiltración, evaporación y transpiración con objetivo de reducir, colectar y filtrar la escorrentía. Son económicos y eficientes y a su vez, como mencioné anteriormente, tienen beneficios ambientales y sociales.Además, son capaces de absorber y retener sustancias contaminantes, metales pesados y patógenos procedentes de la escorrentía. Con el paso del tiempo, al madurar su vegetación, mejora su efectividad.

Hay varios estudios que valoran los efectos de la vegetación en la eliminación de contaminantes, a modo orientativo, mencionaré que de acuerdo con EPA 1999, los contaminantes quedan reducidos de la siguiente manera al usar estos sistemas:

  • 81% Sólidos en suspensión
  • 67% Sustancias que demandan oxígeno
  • 38% Nitrato
  • 9% Fósforo
  • 62% Hidrocarbonos
  • 42% Cadmio
  • 51% Cobre
  • 67% Plomo
  • 71% Zinc

Pero quiero insistir en que estos datos son únicamente orientativos ya que hay que tener en cuenta que la capacidad de eliminar más o menos contaminantes depende, entre otros factores, del medio, del diseño y del contexto en que se encuentren.

Como para la entrada de este blog me he basado en su mayor parte de documentación neozelandesa en donde, como expliqué anteriormente, se engloban estos términos bajo la nomenclatura de jardines de infiltración, de ahora en adelante usaré esta terminología.

Factores a tener en cuenta en el diseño:

Cuando se plantea el diseño de estos sistemas, es importante el análisis de varios factores, cabe citar los siguientes:

Extracto de la guía del Ayuntamiento de Christchurch para el diseño, construcción y mantenimiento de jardines de infiltración.

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1- El suelo – Los materiales que usemos para el suelo son clave para favorecer el filtrado de sustancias contaminantes. Suelos de tipo franco arenoso, arena arcillosa o marga suelen dar buenos resultados.

2- Zona de encharcamiento – Almacena la escorrentía hasta que es absorbida. Se recomienda que sea aproximadamente unos 300mm más profunda que los pavimentos duros que la rodean.

3- Vegetación – Es preferible usar especies autóctonas que estén habituadas a condiciones extremas que incluyan la sequía y la inundación.En Nueva Zelanda, se aceptan los diseños que incluyen una vegetación capaz de tolerar hasta 24h de inundación.

4- Sistema de desbordamiento – Proporciona alivio desviando el flujo cuando la zona de encharcamiento del jardín está llena.

5- Capa de mantillo,  guijarros, grava, etc. –  Previene el crecimiento de malas hierbas y previene que el suelo se reseque.

6- Capa de transición de arena – Provee un filtro adicional a la escorrentía para eliminar aquellos contaminantes que hubieran podido pasar a través de la zona de plantación. También ayuda a contener la tierra en el jardín.

7 y 9- Sistema de drenado del subsuelo – Cuando está presente,  el agua que drena a través del suelo,  es filtrada por la capa de arena y se capta por esta capa de drenaje que la conduce a una tubería a través de la cual es conducida a la red de drenaje. No siempre se requiere su utilización, a veces el agua de escorrentía drena a través del suelo a acuíferos subterráneos.

8- Soportes en los extremos – Se menciona la necesidad de proveer el jardín con estos soportes para protección del pavimento u otras superficies adyacentes.

8A- Tira de césped a lo largo – A veces se utiliza como una especie de barrera entre la zona de pavimentos duros y los jardines de lluvia. Cuando se utiliza esta zona, provee una primera etapa de filtrado adicional que atrapa las partículas más grandes y ayuda a prevenir la erosión. No siempre se utiliza.

10- Subsuelo– Trabajar el subsuelo a unos 300mm de profundidad ayuda a la absorción de agua.

Otras recomendaciones que se proponen en la normativa de Nueva Zelanda van en relación al tamaño de estos jardines dictado por la viabilidad de su construcción,para obtener unos radios de infiltración uniformes, una distribución de flujo uniforme y para facilitar su mantenimiento. Se recomienda que tengan una extensión máxima de 1000 a 1200m2.

También se hace referencia a la inviabilidad de estos jardines cuando  el nivel freático es alto. Esto se debe a que en estas condiciones los jardines podrían inundarse por largos periodos ahogando la vegetación y favoreciendo la pérdida de nutrientes. Se recomienda una profundidad del nivel freático estacional de al menos 800mm por debajo del suelo.

Para más detalles podéis visitar los siguientes enlaces:

http://www.aucklandcouncil.govt.nz/EN/environmentwaste/stormwater/Documents/raingardenconstructionguide.pdf

https://www.ccc.govt.nz/assets/Documents/Consents-and-Licences/construction-requirements/IDS/15-1297087-Rain-garden-design-construction-and-maintenance-manual.PDF

El arbolado en los jardines de infiltración – Estudio del arboreto de Morton, Chicago:

Otro aspecto interesante de estos jardines es el dilema de incorporar arbolado en su diseño. La incorporación de arbolado en entornos urbanos es siempre polémica debido a las restricciones de espacio para el buen desarrollo de los árboles así como a la preocupación de como las raíces afectan a la multitud de servicios públicos soterrados.

La Sociedad Americana de Agronomía, La Sociedad de la Ciencia de los Cultivos y La Sociedad de la Ciencia del Suelo de América realizaron un estudio en 2015 en el que se quiso evaluar cómo distintas especies de árboles funcionaban en los jardines de infiltración.

Este estudio utilizó como referencia de análisis el arboreto del aparcamiento Morton situado a las afueras de Chicago en la proximidad de lago Meadow.El estudio demostró que, en cuanto a la reducción de aguas de escorrentía,era beneficioso la utilización de arbolado en estos  jardines ya que estos retornaban gran cantidad de agua a la atmósfera (del 46 al 72% en los árboles estudiados), principalmente a través de los estomas de sus hojas.  Además sus raíces mantenían el suelo en condiciones saludables ya que éstas crean canales que ayudan al agua a infiltrarse en la tierra promoviendo así la actividad de organismos  que almacenan y limpian el agua.Los hallazgos realizados demuestran que entre la mitad y tres cuartas partes del agua de escorrentía del aparcamiento se eliminaba a través de los jardines de infiltración.

Se evaluaron varias especies de árboles en distintas fases de madurez. Al observar la conductividad estomática, el diámetro de crecimiento y el estado de salud de varias especies, se descubrió que no todas las especies eran adecuadas para los jardines de infiltración y que no todas producían una transpiración y curva de crecimiento equivalentes. Esto hacía que contribuyeran de una forma muy diferente a las capacidades funcionales estos jardines. Se concluyó que las especies con gran conductividad del aparato estomático y los árboles maduros eran los que hacían una mejor contribución.

No he visto que el estudio mencionara si las raíces de estos árboles habían afectado a otros servicios públicos.

Para más detalles del estudio, os recomiendo que visitéis el siguiente enlace:

https://www.researchgate.net/publication/279285607_Tree_Species_Suitability_to_Bioswales_and_Impact_on_the_Urban_Water_Budget

Labores de mantenimiento de los jardines de infiltración:

Estos sistemas requieren de un mayor mantenimiento que los sistemas de drenaje tradicionales y por ello, algunos ayuntamientos muestran reticencia al uso de estos sistemas. Creo que a la hora de valorar la utilización de estos sistemas, se deberían tener en cuenta no solo los gastos de mantenimiento sino también los beneficios, a largo y corto plazo, que ofrecen frente a los sistemas tradicionales.

Un mantenimiento regular ayudará a que los jardines funcionen en condiciones óptimas. Vigilar la erosión, sedimentación, la acumulación de basura especialmente en filtros y rejillas, la evolución de la plantación y controlar el crecimiento de malas hierbas (sin el uso de pesticidas ya que estos contaminarían el agua) serían tareas propias de un buen mantenimiento.

Para terminar esta primera parte os dejo con un toque de humor con estos dibujos de www.Thames21.org.ukque comparan una misma zona urbana con un sistema de drenaje tradicional y un sistema de drenaje sostenible.

En la segunda parte de este texto os dejaré el listado de referencias que he usado para documentarme…

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Dibujos de www.Thames21.org.uk caricaturizando una comparación entre No SuDS y SuDS
 
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