Un desagüe pluvial , alcantarillado pluvial ( Reino Unido , EE . UU. Y Canadá ), desagüe / alcantarillado de aguas superficiales ( Reino Unido ) o desagüe de aguas pluviales ( Australia y Nueva Zelanda ) es una infraestructura diseñada para drenar el exceso de lluvia y agua subterránea de superficies impermeables como pavimentadas. calles, aparcamientos, aparcamientos, aceras, aceras y techos. Los desagües pluviales varían en diseño, desde pequeños pozos secos residenciales hasta grandes sistemas municipales.
Los desagües reciben agua de las alcantarillas en la mayoría de las autopistas , autopistas y otras carreteras con mucho tráfico , así como de ciudades en áreas con fuertes lluvias que provocan inundaciones y ciudades costeras con tormentas regulares . Incluso las canaletas de casas y edificios pueden conectarse al drenaje pluvial. Muchos sistemas de drenaje pluvial son alcantarillas por gravedad que drenan el agua pluvial no tratada en ríos o arroyos, por lo que es inaceptable verter sustancias peligrosas en los desagües.
Los desagües pluviales a menudo no pueden manejar la cantidad de lluvia que cae en lluvias fuertes o tormentas [ cita requerida ] . Los desagües inundados pueden causar inundaciones en el sótano y las calles. Muchas áreas requieren tanques de detención dentro de una propiedad que retienen temporalmente la escorrentía en caso de lluvias fuertes y restringen el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de abrumar el alcantarillado público. Algunos desagües pluviales mezclan aguas pluviales (agua de lluvia) con aguas residuales , ya sea intencionalmente en el caso de alcantarillas combinadas , o no intencionalmente .
Nomenclatura
Varios términos relacionados se usan de manera diferente en inglés americano y británico.
Término | americano | británico | Comentarios |
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Alcantarillado combinado | Una alcantarilla diseñada y destinada a servir como alcantarillado sanitario y alcantarillado pluvial, o como alcantarillado industrial y alcantarillado pluvial [1] : 121 | Igual que el inglés americano | Aguas pluviales mezcladas con aguas residuales |
Alcantarillado pluvial, alcantarillado de aguas superficiales o alcantarillado superficial | Una alcantarilla diseñada y destinada a transportar solo aguas pluviales, escorrentías superficiales, aguas de lavado de calles y drenaje [1] : 668 | Una alcantarilla diseñada y destinada a transportar solo la escorrentía de agua de lluvia. | Solo aguas pluviales |
Bypass de aguas pluviales | Igual que el inglés británico | Una tubería de descarga de alcantarillado combinada destinada a evitar las plantas de tratamiento de aguas residuales durante los picos de escorrentía [ cita requerida ] | Aguas pluviales mezcladas con aguas residuales |
Canal de carretera | Ver zanja en la carretera | Un canal al costado de la carretera para evitar la escorrentía incontrolada a lo largo de las superficies de las carreteras [ cita requerida ] | Solo aguas pluviales |
Barranco de la carretera | Ver zanja en la carretera | Consiste en una rejilla de barranco en una cámara que se conecta a una alcantarilla / desagüe de agua superficial, zanja o curso de agua | Solo aguas pluviales |
Zanja en la carretera | Un canal al costado de la carretera para evitar la escorrentía incontrolada a lo largo de las superficies de las carreteras [2] | Ver barranco de la carretera | Solo aguas pluviales |
Función
Entrada
Hay dos tipos principales de entradas de drenaje de aguas pluviales (drenaje de carretera o barranco de carretera en el Reino Unido): entradas laterales y entradas con rejilla. Las entradas laterales están ubicadas adyacentes al bordillo y dependen de la capacidad de la abertura debajo de la piedra trasera o dintel para capturar el flujo. Suelen estar deprimidos en el reverso del canal para mejorar la capacidad de captura. [3]
Muchas entradas tienen rejillas o rejillas para evitar que personas, vehículos, objetos grandes o escombros caigan al drenaje pluvial. Las barras de rejilla están espaciadas para que no se impida el flujo de agua, pero también pueden caer sedimentos y muchos objetos pequeños. Sin embargo, si las barras de la rejilla están demasiado separadas, las aberturas pueden presentar un riesgo para los peatones, ciclistas y otras personas en los alrededores. Las rejillas con ranuras largas y estrechas paralelas al flujo del tráfico son de especial preocupación para los ciclistas, ya que el neumático delantero de una bicicleta puede atascarse y hacer que el ciclista se pase por encima del manillar o pierda el control y se caiga. Los desagües pluviales en las calles y áreas de estacionamiento deben ser lo suficientemente fuertes para soportar el peso de los vehículos y, a menudo, están hechos de hierro fundido u hormigón armado. [ cita requerida ]
Algunos de los sedimentos más pesados y los objetos pequeños pueden depositarse en un recipiente colector o sumidero , que se encuentra inmediatamente debajo de la salida, donde el agua de la parte superior del depósito del recipiente colector se desborda hacia la alcantarilla propiamente dicha. El recipiente colector tiene la misma función que la "trampa" en las tuberías de aguas residuales domésticas para atrapar objetos.
En los Estados Unidos, a diferencia de la trampa de plomería, el depósito de recogida no evita necesariamente que escapen los gases de alcantarillado, como el sulfuro de hidrógeno y el metano . Sin embargo, en el Reino Unido, donde se les llama ollas de barranco , [4] están diseñadas como verdaderas trampas llenas de agua y bloquean la salida de gases y roedores.
La mayoría de las cuencas hidrográficas contienen agua estancada durante las épocas más secas del año y pueden, en los países cálidos, convertirse en criaderos de mosquitos . Se han utilizado larvicidas u hormonas larvarias disruptivas, a veces liberadas por "galletas de mosquitos", para controlar la cría de mosquitos en las cuencas de captura. Se puede evitar físicamente que los mosquitos lleguen al agua estancada o migren al alcantarillado mediante el uso de un "filtro de cono invertido". Otro método de control de mosquitos es esparcir una fina capa de aceite sobre la superficie del agua estancada, lo que interfiere con los conductos respiratorios de las larvas de mosquitos.
El rendimiento de las cuencas de captación para eliminar sedimentos y otros contaminantes depende del diseño de la cuenca de captación (por ejemplo, el tamaño del sumidero) y del mantenimiento de rutina para retener el almacenamiento disponible en el sumidero para capturar sedimentos. Los municipios suelen tener grandes camiones de vacío que realizan esta tarea.
Las cuencas de captación actúan como tratamiento previo de primera línea para otras prácticas de tratamiento , como las cuencas de retención , al capturar grandes sedimentos y basura de las calles de la escorrentía urbana antes de que ingrese a las tuberías de drenaje pluvial.
Tubería
Las tuberías pueden tener diferentes formas de sección transversal (rectangular, cuadrada, en forma de barra de pan, ovalada, en forma de pera invertida, en forma de huevo y, más comúnmente, circular). Los sistemas de drenaje pueden tener muchas características diferentes, incluidas cascadas , escaleras, balcones y fosas para recoger basura, a veces llamadas trampas de contaminantes brutos (GPT). También se pueden utilizar tuberías de diferentes materiales, como ladrillo, hormigón, polietileno de alta densidad o acero galvanizado. El plástico reforzado con fibra se usa más comúnmente para tuberías y accesorios de drenaje.
Salida
La mayoría de los desagües tienen una única salida grande en su punto de descarga (a menudo cubierta por una rejilla ) hacia un canal , río, lago, embalse , mar u océano. Aparte de los sumideros, normalmente no hay instalaciones de tratamiento en el sistema de tuberías. Los desagües pluviales pequeños pueden descargar en pozos secos individuales . Los desagües pluviales se pueden interconectar mediante tuberías ranuradas, para hacer un sistema de pozo seco más grande. Los desagües pluviales pueden descargar en excavaciones hechas por el hombre conocidas como cuencas de recarga o estanques de retención.
Impactos ambientales
Cantidad de agua
Los desagües pluviales a menudo no pueden administrar la cantidad de lluvia que cae durante las lluvias fuertes y / o tormentas. Cuando los desagües pluviales se inundan, el sótano y las calles pueden inundarse. A diferencia de los eventos de inundaciones catastróficas, este tipo de inundaciones urbanas ocurre en áreas urbanizadas donde prevalecen los sistemas de drenaje artificiales. Las inundaciones urbanas son la causa principal de las obstrucciones de las alcantarillas y las inundaciones del sótano, que pueden afectar las propiedades repetidamente. [5]
Los desagües obstruidos también contribuyen a las inundaciones por la obstrucción de los desagües pluviales. Las comunidades o ciudades pueden ayudar a reducir esto limpiando las hojas de los desagües pluviales para detener los estanques o las inundaciones en los patios. [6] La nieve en el invierno también puede obstruir los desagües cuando hay una cantidad inusual de lluvia en el invierno y la nieve se quita encima de los desagües pluviales. [7]
La escorrentía en las alcantarillas pluviales se puede minimizar al incluir sistemas de drenaje urbano sostenibles (término del Reino Unido) o prácticas de desarrollo de bajo impacto o infraestructura verde (términos de EE. UU.) En los planes municipales. Para reducir el agua de lluvia de los tejados, los flujos de los canales de los aleros ( canalones de lluvia y bajantes) pueden infiltrarse en el suelo adyacente, en lugar de descargarse en el sistema de alcantarillado pluvial. Tormenta escurrimiento de agua de las superficies pavimentadas puede ser dirigida a zanjas sin revestimiento (a veces llamados swales o bioswales ) antes de fluir en las alcantarillas, de nuevo para permitir el escurrimiento penetre en el suelo. Los materiales de pavimentación permeables se pueden usar en aceras de construcción, entradas de vehículos y, en algunos casos, estacionamientos, para infiltrar una parte del volumen de aguas pluviales. [8]
Muchas áreas requieren que las propiedades tengan tanques de detención que contengan temporalmente la escorrentía de agua de lluvia y restrinjan el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de sobrecargar el alcantarillado público durante las fuertes lluvias. Una salida de desbordamiento también puede conectarse más arriba en el lado de salida del tanque de retención. Este desbordamiento evita que el tanque de retención se llene completamente. Restringir el flujo de agua y retener temporalmente el agua en un tanque de detención público de esta manera hace que sea mucho menos probable que la lluvia abrume las alcantarillas. [ cita requerida ]
Calidad del agua
La primera descarga de la escorrentía urbana puede ser extremadamente sucia. El agua de lluvia puede contaminarse mientras corre por el camino u otra superficie impermeable , o por la escorrentía de químicos del césped, antes de ingresar al desagüe.
El agua que corre por estas superficies impermeables tiende a recoger gasolina , aceite de motor , metales pesados , basura y otros contaminantes de las carreteras y estacionamientos, así como fertilizantes y pesticidas del césped. Las carreteras y los estacionamientos son fuentes importantes de níquel , cobre , zinc , cadmio , plomo e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que se crean como subproductos de la combustión de la gasolina y otros combustibles fósiles . La escorrentía del techo aporta altos niveles de compuestos orgánicos sintéticos y zinc (de canalones galvanizados ). El uso de fertilizantes en céspedes residenciales, parques y campos de golf es una fuente importante de nitratos y fósforo . [9] [10]
La separación de la escorrentía no deseada se puede lograr instalando dispositivos dentro del sistema de alcantarillado pluvial. Estos dispositivos son relativamente nuevos y solo se pueden instalar con un nuevo desarrollo o durante actualizaciones importantes. Se les conoce como separadores de arenilla de aceite (OGS) o separadores de sedimentos de aceite (OSS). Consisten en una cámara de registro especializada y utilizan el flujo de agua y / o la gravedad para separar el aceite y la arena. [11]
Cría de mosquitos
Los depósitos de recogida se diseñan comúnmente con un área de sumidero por debajo del nivel de la tubería de salida, un depósito para agua y escombros que ayuda a evitar que la tubería se obstruya. A menos que se construya con fondos permeables para permitir que el agua se infiltre en el suelo subyacente, esta cuenca subterránea puede convertirse en un área de reproducción de mosquitos, porque es fresca, oscura y retiene el agua estancada durante mucho tiempo. Combinado con rejillas estándar, que tienen orificios lo suficientemente grandes para que los mosquitos entren y salgan del lavabo, este es un problema importante en el control de mosquitos. [12]
Los lavabos se pueden llenar con hormigón hasta el nivel de la tubería para evitar que se forme este depósito. Sin un mantenimiento adecuado, la funcionalidad de la cuenca es cuestionable, ya que estas cuencas colectoras comúnmente no se limpian anualmente como es necesario para que funcionen como se diseñaron. La captura de escombros no sirve para nada porque una vez llenos funcionan como si no hubiera cuencas, pero continúan permitiendo un área poco profunda de retención de agua para la cría de mosquitos. Además, incluso si se limpia y mantiene, el depósito de agua permanece lleno, acomodando la cría de mosquitos.
Relación con los sistemas de alcantarillado sanitario
Los desagües pluviales están separados y son distintos de los sistemas de alcantarillado sanitario . La separación de las alcantarillas pluviales de las alcantarillas sanitarias ayuda a evitar que las plantas de tratamiento de aguas residuales se vean abrumadas por la infiltración / afluencia durante una tormenta, lo que podría descargar aguas residuales no tratadas al medio ambiente.
Muchos sistemas de drenaje pluvial drenan el agua pluvial no tratada en ríos o arroyos. En los EE. UU., Muchos gobiernos locales realizan campañas de concienciación pública sobre esto, para que la gente no arroje desechos al sistema de drenaje pluvial. [13] En Cleveland, Ohio , por ejemplo, todas las nuevas cuencas de captura instaladas tienen inscripciones para no arrojar ningún desperdicio y, por lo general, también incluyen una huella de pez. Trout Unlimited Canada recomienda que se pinte un símbolo de pez amarillo junto a los desagües pluviales existentes. [14]
Alcantarillas combinadas
Las ciudades que instalaron sus sistemas de recolección de aguas residuales antes de la década de 1930 solían utilizar sistemas de tubería única para transportar tanto la escorrentía urbana como las aguas residuales. Este tipo de sistema de recolección se conoce como sistema de alcantarillado combinado (CSS). La razón fundamental de las ciudades cuando se construyeron las alcantarillas combinadas fue que sería más barato construir un solo sistema. [15] En estos sistemas, se permite que una gran cantidad de lluvia repentina que excede la capacidad de tratamiento de aguas residuales se desborde directamente de los desagües pluviales hacia las aguas receptoras a través de estructuras llamadas desbordamientos de alcantarillado combinados . [dieciséis]
Los desagües pluviales generalmente se instalan a profundidades menores que las alcantarillas combinadas. Esto se debe a que las alcantarillas combinadas se diseñaron para aceptar flujos de aguas residuales de edificios con sótanos, además de recibir la escorrentía superficial de las calles. [17]
Aproximadamente 860 comunidades en los EE. UU. Tienen sistemas de alcantarillado combinados, que atienden a aproximadamente 40 millones de personas. [18] La ciudad de Nueva York , Washington, DC , Seattle y otras ciudades con sistemas combinados tienen este problema debido a una gran afluencia de agua de lluvia después de cada lluvia intensa. Algunas ciudades se han ocupado de esto agregando grandes tanques de almacenamiento o estanques para retener el agua hasta que pueda ser tratada. Chicago tiene un sistema de túneles, colectivamente llamado Deep Tunnel , debajo de la ciudad para almacenar sus aguas pluviales. [19] Muchas áreas requieren tanques de detención o sistemas de detención de techo que retienen temporalmente la escorrentía en caso de lluvias intensas y restringen el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de abrumar el alcantarillado público en caso de fuertes lluvias. Una salida de desbordamiento también puede conectarse más arriba en el lado de salida del tanque de retención. Este desbordamiento evita que el tanque de retención se llene completamente. Al restringir el flujo de agua de esta manera y retener temporalmente el agua en un tanque de retención o en el techo, es menos probable que se desborden las alcantarillas públicas. [20]
Regulaciones y códigos de construcción locales
Los códigos de construcción y las ordenanzas del gobierno local varían mucho en el manejo de la escorrentía de los desagües pluviales. Es posible que se requieran nuevos desarrollos para construir su propia capacidad de procesamiento de desagües pluviales para devolver la escorrentía a la capa freática y es posible que se requieran bioswales en áreas ecológicas sensibles para proteger la cuenca .
En los Estados Unidos, las ciudades, las comunidades suburbanas y los pueblos con más de 10,000 habitantes deben obtener permisos de descarga para sus sistemas de alcantarillado pluvial, según la Ley de Agua Limpia . [21] La Agencia de Protección Ambiental (EPA) emitió regulaciones sobre aguas pluviales para grandes ciudades en 1990 y para otras comunidades en 1999. [22] Los permisos requieren que los gobiernos locales operen programas de gestión de aguas pluviales, que abarquen tanto la construcción de nuevos edificios e instalaciones como el mantenimiento. de sus redes de drenaje municipal existentes. Para proyectos de nueva construcción, muchos municipios requieren que los constructores obtengan la aprobación del sistema de drenaje del sitio junto con los planos estructurales. Las instalaciones del gobierno estatal, como carreteras y autopistas , también están sujetas a las regulaciones de gestión de aguas pluviales. [23]
Ejemplos de
El sureste del condado de Los Ángeles instaló miles de dispositivos de recolección total de basura de acero inoxidable en los desagües de sus carreteras en 2011. [24]
Exploración
Ha surgido una subcultura internacional en torno a la exploración de drenajes de aguas pluviales. Sociedades como el Clan de las Cavernas exploran regularmente los desagües debajo de las ciudades. Esto se conoce comúnmente como " exploración urbana ", pero también se conoce como drenaje cuando se relaciona específicamente con los desagües pluviales.
Residencia
En varias ciudades grandes de Estados Unidos, las personas sin hogar viven en desagües pluviales. Al menos 300 personas viven en las 200 millas de desagües pluviales subterráneos de Las Vegas , muchos de ellos se ganan la vida encontrando ganancias no reclamadas en las máquinas de juego. [25] Una organización llamada Shine a Light fue fundada en 2009 para ayudar a los residentes de drenaje después de que ocurrieron más de 20 muertes por ahogamiento en los años anteriores. [25] [26] Un hombre en San Diego fue desalojado de un desagüe pluvial después de vivir allí durante nueve meses en 1986. [27]
Historia
Los estudios arqueológicos han revelado el uso de sistemas de escorrentía de aguas pluviales bastante sofisticados en culturas antiguas. Por ejemplo, en la Creta minoica alrededor del año 2000 a. C., ciudades como Phaistos fueron diseñadas para tener desagües pluviales y canales para recolectar la escorrentía de las precipitaciones. En Creta Knossos , los desagües pluviales incluyen estructuras revestidas de piedra lo suficientemente grandes como para que una persona se arrastre. [28] Otros ejemplos de civilizaciones tempranas con elementos de sistemas de drenaje de aguas pluviales incluyen a los primeros habitantes de Orkney continental como Gurness y Brough of Birsay en Escocia .
Galería
Un desagüe pluvial que desemboca en el río Brent en el Reino Unido .
Iron Cove Creek , Sydney , Australia .
Dentro de un gran desagüe pluvial de caja de hormigón armado en Mississauga , Ontario , Canadá .
Desagüe pluvial en Obertraun , Austria .
Desagüe pluvial desbordado en Durham, Carolina del Norte .
Instalación de tubería de 114 "; Tubería: 114" aluminizado tipo 2; Flujo: 25 metros cúbicos / segundo; Este es un drenaje pluvial en Guasave , México .
La entrada a un desagüe pluvial en Markeaton , Derby permitiendo que un río se desborde hacia el desagüe pluvial.
Dentro de la alcantarilla de alivio de tormenta del interceptor de Markeaton
Antiguo drenaje pluvial en Kutná Hora , República Checa
Ver también
- Escorrentía urbana
- La contaminación del agua
- Concreto permeable carreteras
Referencias
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enlaces externos
- EPA - Desbordamientos de alcantarillado combinados
- Pautas del proyecto de estarcido de drenaje pluvial de la EPA
- 7 Pasos para Limpiar el Agua de la Iniciativa Verde de los Grandes Lagos (ejemplo de un programa de conciencia pública local)