Un filtro de caja de árbol es una mejor práctica de gestión (BMP) o un sistema de tratamiento de aguas pluviales ampliamente implementado a lo largo de aceras, bordillos de calles y aparcamientos. Se utilizan para controlar el volumen y la cantidad de contaminantes de escorrentía urbana que ingresan a las aguas locales, proporcionando áreas donde el agua puede acumularse e infiltrarse o filtrarse naturalmente en el suelo. Dichos sistemas suelen consistir en un árbol plantado en un sustrato, contenido en una pequeña caja cuadrada de hormigón. Los filtros de caja de árbol son prácticas populares de bioretención e infiltración , ya que recolectan, retienen y filtran la escorrentíaa medida que atraviesa la vegetación y los microorganismos del suelo. El agua luego es consumida por el árbol o transferida al sistema de drenaje pluvial. [1] [2]
Construcción
Consideraciones de diseño
Antes de la construcción del filtro de caja de árbol, se deben considerar varios factores para maximizar la efectividad y el impacto del sistema. Tales factores incluyen:
- área disponible
- área de cobertura
- tipos de contaminantes
- nivel de lluvia
- atractivo estético
- mantenimiento
- presupuesto.
Para adaptarse a tales consideraciones, la ubicación, el diseño y el tipo de material del filtro de caja pueden modificarse. [2] [3]
Ubicación
Los filtros de caja de árbol están diseñados para adaptarse a un volumen bajo de lluvia. [2] Un área de superficie de filtro de 48 pies (15 m) solo puede cubrir hasta 0.25 acres (0.10 ha) de superficie impermeable o no porosa. [3] [4] Como resultado, colocar estratégicamente varias cajas de árboles alrededor del área de cobertura es vital cuando se trata de reducir costos y trabajo.
Diseño
Los filtros de caja de árbol constan de cuatro partes principales. [1] [2]
- Árbol
- Caja de hormigón de fondo abierto
- Mezcla de suelo poroso
- Desagüe
El árbol se planta en una mezcla de tierra de arena de construcción, tierra vegetal sin tamizar y abono. [5] La capa de suelo debe ser lo suficientemente profunda para adaptarse a los requisitos de nutrientes y espacio del árbol. Se recomienda que haya 2 pies cúbicos (0.057 m 3 ) de suelo por cada 1 pie cúbico (0.028 m 3 ) de copa de árbol. [6]Por lo tanto, una caja de árbol de cinco por seis pies debe contener al menos dos pies de sustrato para sostener un árbol con un dosel de treinta pies cuadrados. Debajo de la capa de tierra se encuentra el drenaje subterráneo. Consiste en una capa de piedra triturada, de al menos dos pies (0,6 metros) de profundidad, que rodea una tubería de drenaje perforada. La tubería de drenaje se conecta al sistema de drenaje pluvial existente en el municipio, lo que permite que el exceso de agua fluya y evite el desbordamiento. Estas capas están encapsuladas en una caja de hormigón, de ahí el nombre filtro de caja de árbol. Opcionalmente, se puede colocar una rejilla de metal en la parte superior de la caja de concreto, bloqueando la entrada de grandes trozos de escombros a la capa de suelo. Cuando el filtro de caja de árbol está ubicado al lado de la calle, se puede implementar una entrada de drenaje pluvial, permitiendo que el agua pluvial ingrese desde la cuneta de la calle. [2] [3][7]
Procedimiento de instalación
La instalación de un filtro de caja de árbol toma solo de dos a tres días, ya que todas las capas necesarias se entregan dentro de la caja, listas para plantar. Primero, se marcan las tuberías y cables subterráneos preexistentes alrededor del lugar de trabajo. A continuación, una retroexcavadora con llantas de goma excavará el área donde se colocará la caja. A continuación, la caja de hormigón que contiene todas las partes principales, excepto el árbol, se coloca en el agujero sobre una base nivelada. Luego, se conectan las tuberías de drenaje y se rellenan los huecos alrededor de la caja del árbol. Finalmente, se planta el árbol y, si se incluye, se instala la rejilla metálica. Las pruebas e inspecciones finales de la función del filtro de caja de árbol concluyen el procedimiento de instalación. Dependiendo de la ubicación y el área de cobertura, la instalación puede costar entre $ 12,500 y $ 65,000. [3] [6]
Mantenimiento
El mantenimiento de los filtros de caja de árbol puede incluir, pero no se limita a
- Inspecciones de salud y seguridad de árboles
- Poda o poda
- Reemplazo de abono y abono
- Eliminación de basura
- Remoción de estacas
- Enderezado de árboles
El costo de la atención puede oscilar entre $ 100 y $ 500 por año por cada filtro de caja de árbol. Para prolongar la vida útil y la eficiencia del filtro de caja de árbol, se recomienda que se realicen inspecciones anualmente. [2] [3] [8]
Eficiencia de filtración
Cuando se implementan correctamente, los filtros de caja de árboles pueden reducir significativamente la cantidad de contaminante en las aguas pluviales que se infiltran.
| Tipo de contaminante | Entrada (mg / L) | Flujo de salida (mg / L) |
|---|---|---|
| Nitrógeno | 8,97 ± 5,13 | 3,71 ± 4,20 |
| Zinc | 0,2 ± 0,05 | 0,1 ± 0,1 |
| Fósforo | 0,54 ± 0,46 | 0,14 ± 0,14 |
| Demanda biológica de oxígeno | 12,12 ± 9,67 | 5,39 ± 7,15 |
| Demanda química de oxígeno | 131,95 ± 137,07 | 29,82 ± 40,31 |
| Solidos totalmente suspendidos | 156,54 ± 150,95 | 9,3 ± 12,96 |
La proporción de contaminantes que salen frente a los que ingresan al filtro de caja de árbol se conoce como proporción de carga. Los filtros de caja de árbol muestran relaciones de carga de 0.1 a 0.3 en la reducción de metales solubles, 0.35 a 0.6 en la reducción de orgánicos y nutrientes y 0.09 en la reducción de sólidos suspendidos totales . [7]
Los filtros de caja de árbol eliminan alrededor del 80-90% del total de sólidos en suspensión, 38-65% de nitrógeno y 50-80% de fósforo, 54% de zinc, 40% de cobre y 90% de hidrocarburos de petróleo. [3] Con base en estos resultados, se puede concluir que los filtros de caja de árboles pueden reducir significativamente la cantidad de contaminantes en el agua que fluye a través del sistema, disminuyendo en gran medida el impacto en las aguas superficiales locales.
Referencias
- ^ a b "Filtros de caja de árbol" . Littleton, CO: Asociación de fabricantes de equipos para aguas pluviales . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ a b c d e f "Filtros de caja de árbol" . Manual de gestión de la contaminación de fuentes difusas de Massachusetts . Boston, MA: Departamento de Protección Ambiental de Massachusetts . Consultado el 9 de noviembre de 2020 .
- ^ a b c d e f Rector, Pat; Obropta, Christopher; Brown, Jessica (agosto de 2013). "Prácticas de infraestructura verde: cajas de árboles" . New Brunswick, Nueva Jersey: Estación Experimental Agrícola de Nueva Jersey, Universidad de Rutgers. Hoja informativa de extensión cooperativa FS1209.
- ^ "BMP de infiltración de aguas pluviales - contribuyendo al área de drenaje" . Manual de aguas pluviales de Minnesota . St. Paul, MN: Agencia de Control de la Contaminación de Minnesota (MPCA). 2020-04-20.
- ^ "Directrices de diseño para las características del suelo - trincheras y cajas de árboles" . Manual de aguas pluviales de Minnesota . MPCA. 2019-07-29.
- ^ a b "Directrices de construcción para trincheras y cajas de árboles" . Manual de aguas pluviales de Minnesota . MPCA. 2020-02-24.
- ^ a b c Geronimo, Franz Kevin F .; Maniquiz-Redillas, Marla C .; Kim, Lee-Hyung (1 de mayo de 2013). "Tratamiento de la escorrentía del estacionamiento mediante un filtro de caja de árbol". Desalinización y Tratamiento de Aguas . 51 (19–2 1): 4044–4049. doi : 10.1080 / 19443994.2013.781099 . ISSN 1944-3994 .
- ^ "Operación y mantenimiento de trincheras y cajas de árboles" . Manual de aguas pluviales de Minnesota . MPCA. 2017-02-16.
Enlaces externos
- Descripción general de la infiltración de aguas pluviales - Manual de aguas pluviales de Minnesota
- Prácticas de manejo de aguas pluviales en las instalaciones de la EPA - Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.
