desagüe pluvial

Existen dos tipos principales de entradas para desagües pluviales (desagües de carretera o sumideros de carretera en el Reino Unido): entradas laterales y entradas con rejilla. Las entradas laterales se ubican junto al bordillo y dependen de la capacidad de la abertura bajo la piedra o dintel para captar el flujo. Generalmente, están rebajadas en la parte inferior del canal para mejorar la capacidad de captación. ^{[ 4 ]}

Muchas alcantarillas cuentan con rejillas para evitar que personas, vehículos, objetos grandes o escombros caigan en ellas. Las barras de la rejilla están espaciadas de manera que el flujo de agua no se vea obstaculizado, pero también pueden caer sedimentos y muchos objetos pequeños. Sin embargo, si las barras de la rejilla están demasiado separadas, las aberturas pueden representar un riesgo para peatones, ciclistas y otras personas en las cercanías. Las rejillas con ranuras largas y estrechas paralelas al flujo de tráfico son particularmente preocupantes para los ciclistas, ya que la rueda delantera de una bicicleta puede atascarse, provocando que el ciclista salga despedido por encima del manillar o pierda el control y caiga. Las alcantarillas en calles y áreas de estacionamiento deben ser lo suficientemente resistentes para soportar el peso de los vehículos y, a menudo, están hechas de hierro fundido o concreto reforzado.

Algunos de los sedimentos más pesados ​​y objetos pequeños pueden acumularse en un pozo de captación, ubicado justo debajo de la salida, donde el agua del depósito superior del pozo de captación se desborda hacia la alcantarilla principal. El pozo de captación cumple una función muy similar a la del sifón en las tuberías de aguas residuales domésticas , atrapando objetos.

En Estados Unidos, a diferencia del sifón de plomería, el pozo de captación no necesariamente impide la salida de gases de alcantarillado como el sulfuro de hidrógeno y el metano . Sin embargo, en el Reino Unido, donde se les llama gully pots , ^{[ 5 ]} están diseñados como verdaderos sifones llenos de agua y sí bloquean la salida de gases y roedores.

La mayoría de los sumideros contienen agua estancada durante las épocas más secas del año y, en países cálidos, pueden convertirse en criaderos de mosquitos . Se han utilizado larvicidas u hormonas larvarias disruptoras, a veces liberadas mediante "galletas antimosquitos", para controlar la reproducción de mosquitos en los sumideros. Se puede impedir físicamente que los mosquitos lleguen al agua estancada o migren hacia la alcantarilla mediante el uso de un "filtro de cono invertido". Otro método de control de mosquitos consiste en esparcir una fina capa de aceite sobre la superficie del agua estancada, lo que interfiere con los tubos respiratorios de las larvas de mosquito.

El rendimiento de los sumideros para eliminar sedimentos y otros contaminantes depende de su diseño (por ejemplo, el tamaño del pozo de captación) y del mantenimiento rutinario para conservar la capacidad de almacenamiento disponible en el pozo para la captura de sedimentos. Los municipios suelen contar con grandes camiones cisterna de vacío que realizan esta tarea.

Los sumideros actúan como pretratamiento de primera línea para otras prácticas de tratamiento , como las balsas de retención , al capturar los sedimentos grandes y la basura de las calles procedentes de la escorrentía urbana antes de que entren en las tuberías de drenaje pluvial.

Las tuberías pueden tener diversas formas de sección transversal (rectangular, cuadrada, alargada, ovalada, en forma de pera invertida, con forma de huevo y, la más común, circular). Los sistemas de drenaje pueden incluir diversas características, como cascadas , escaleras, balcones y fosas para la recogida de basura, a veces denominadas trampas de contaminantes gruesos (GPT). También se pueden utilizar tuberías fabricadas con diferentes materiales, como ladrillo, hormigón, polietileno de alta densidad o acero galvanizado. El plástico reforzado con fibra se utiliza cada vez con mayor frecuencia para tuberías y accesorios de drenaje. ^{[ 6 ]}

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 pueden interconectarse mediante tuberías ranuradas para formar un sistema de pozos secos más grande. Los desagües pluviales pueden descargar en excavaciones artificiales conocidas como cuencas de recarga o estanques de retención.

El Departamento de Servicios Públicos de Seattle creó un programa piloto llamado Proyecto de Alternativas para los Bordes de las Calles. El proyecto se centra en el diseño de un sistema de drenaje que imita con mayor precisión el paisaje natural previo al desarrollo que los sistemas de tuberías tradicionales. ^{[ 7 ]} Las calles se caracterizan por cunetas a lo largo de la calzada, con vegetación distribuida por toda la zona. El énfasis en las aceras sin bordillo permite que el agua fluya con mayor libertad hacia las áreas de superficie permeable en los laterales de las calles. Gracias a la vegetación, el agua de escorrentía del área urbana no se filtra directamente al suelo, sino que también puede ser absorbida por el entorno circundante. El monitoreo realizado por el Departamento de Servicios Públicos de Seattle reporta una reducción del 99 por ciento del agua de lluvia que sale del proyecto de drenaje. ^{[ 7 ]}

En el Reino Unido, el sistema de drenaje ha sido objeto de una revisión ambiental a gran escala en los últimos años . Los sistemas de drenaje urbano sostenible (SUDS, por sus siglas en inglés) están diseñados para incentivar a los contratistas a instalar sistemas de drenaje que imiten de forma más fiel el flujo natural del agua. Desde 2010, la planificación local y vecinal en el Reino Unido está obligada por ley a incorporar los SUDS en todos los proyectos de desarrollo bajo su responsabilidad.

El drenaje por ranura es un sistema de drenaje de canal diseñado para eliminar la necesidad de instalar sistemas de tuberías adicionales en paralelo al drenaje, reduciendo así el impacto ambiental de la producción y mejorando la recolección de agua. El acero inoxidable , el hormigón , el PVC y el HDPE son algunos de los materiales disponibles para el drenaje por ranura, que se han convertido en estándares de la industria en proyectos de construcción.

Los desagües pluviales a menudo no pueden gestionar la cantidad de lluvia que cae durante las lluvias intensas o tormentas. Cuando los desagües pluviales se inundan, pueden producirse inundaciones en sótanos y calles. A diferencia de las inundaciones catastróficas, este tipo de inundación urbana ocurre en áreas edificadas donde predominan los sistemas de drenaje artificiales. Las inundaciones urbanas son la causa principal de los atascos en las alcantarillas y las inundaciones en sótanos, que pueden afectar a las propiedades repetidamente. ^{[ 8 ]}

Los desagües obstruidos también contribuyen a las inundaciones al bloquear los desagües pluviales. Las comunidades o ciudades pueden ayudar a reducir esto limpiando las hojas de los desagües pluviales para evitar que se acumulen o inunden los jardines. ^{[ 9 ]} La nieve en invierno también puede obstruir los desagües cuando hay una cantidad inusual de lluvia en invierno y la nieve se acumula sobre los desagües pluviales. ^{[ 10 ]}

La escorrentía hacia las alcantarillas pluviales se puede minimizar incluyendo sistemas de drenaje urbano sostenibles (término británico) o prácticas de desarrollo de bajo impacto o infraestructura verde (términos estadounidenses) en los planes municipales. Para reducir el agua de lluvia de los tejados, el flujo de los canalones ( canaletas y bajantes) se puede infiltrar en el suelo adyacente, en lugar de descargarlo en el sistema de alcantarillado pluvial. El agua de lluvia de las superficies pavimentadas se puede dirigir a zanjas sin revestimiento (a veces llamadas cunetas o biocunetas ) antes de fluir hacia las alcantarillas pluviales, para permitir que el agua se filtre en el suelo. Se pueden utilizar materiales de pavimentación permeables en la construcción de aceras, entradas de vehículos y, en algunos casos, aparcamientos, para infiltrar una parte del volumen de agua de lluvia. ^{[ 11 ]}

En muchas zonas se exige que las propiedades cuenten con tanques de retención que almacenen temporalmente el agua de lluvia y restrinjan su salida a la red de alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de sobrecargar la red de alcantarillado público durante lluvias intensas. También puede instalarse una salida de rebose en la parte superior del lado de salida del tanque de retención. Este rebose evita que el tanque se llene por completo. Restringir el flujo de agua y retenerla temporalmente en un tanque de retención de esta manera reduce considerablemente la probabilidad de que la lluvia sature las alcantarillas. ^{[ 12 ]}

La primera descarga de las aguas pluviales urbanas puede ser extremadamente sucia. El agua de lluvia puede contaminarse al correr por la carretera u otra superficie impermeable , o debido a la escorrentía de productos químicos del césped, antes de llegar al desagüe.

El agua que escurre de estas superficies impermeables tiende a arrastrar gasolina , aceite de motor , metales pesados , basura y otros contaminantes de carreteras y estacionamientos, así como fertilizantes y pesticidas de los jardines. Las carreteras y los estacionamientos son fuentes importantes de níquel , cobre , zinc , cadmio , plomo e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que se generan como subproductos de la combustión de la gasolina y otros combustibles fósiles . La escorrentía de los techos aporta altos niveles de compuestos orgánicos sintéticos y zinc (de canalones galvanizados ). El uso de fertilizantes en jardines residenciales, parques y campos de golf es una fuente importante de nitratos y fósforo . ^{[ 13 ] [ 14 ]}

La separación de aguas pluviales no deseadas se puede lograr mediante la instalación de dispositivos dentro del sistema de alcantarillado pluvial. Estos dispositivos son relativamente nuevos y solo se pueden instalar en proyectos de nueva construcción o durante mejoras importantes. Se les conoce como separadores de aceite y arena (OGS, por sus siglas en inglés) o separadores de aceite y sedimentos (OSS, por sus siglas en inglés). Consisten en una cámara de registro especializada y utilizan el flujo de agua y/o la gravedad para separar el aceite y la arena. ^{[ 15 ]}

Los sumideros suelen diseñarse con un área de acumulación debajo del nivel de la tubería de salida, un depósito para agua y residuos que ayuda a prevenir la obstrucción de la tubería. A menos que se construyan con fondos permeables que permitan la infiltración del agua en el suelo subyacente, este depósito subterráneo puede convertirse en un criadero de mosquitos, ya que es fresco, oscuro y retiene agua estancada durante mucho tiempo. Combinado con rejillas estándar, que tienen agujeros lo suficientemente grandes como para que los mosquitos entren y salgan del depósito, esto representa un problema importante en el control de mosquitos. ^{[ 17 ]}

Las cuencas pueden rellenarse con hormigón hasta el nivel de la tubería para evitar la formación de este depósito. Sin un mantenimiento adecuado, la funcionalidad de la cuenca es cuestionable, ya que estas cuencas de captación no suelen limpiarse anualmente, como se requiere para que funcionen correctamente. La retención de residuos resulta inútil, pues una vez llenas, funcionan como si no existieran, pero siguen permitiendo la acumulación de agua en una zona poco profunda, propicia para la reproducción de mosquitos. Además, incluso con limpieza y mantenimiento, el depósito de agua permanece lleno, favoreciendo la reproducción de mosquitos.

Las ciudades que instalaron sus sistemas de recolección de aguas residuales antes de la década de 1930 generalmente utilizaban sistemas de tuberías únicas para transportar tanto la escorrentía urbana como las aguas residuales. Este tipo de sistema de recolección se conoce como sistema de alcantarillado combinado (SAC). La justificación de las ciudades al construir los alcantarillados combinados era que sería más económico construir un solo sistema. ^{[ 20 ]} En estos sistemas, una lluvia intensa y repentina que exceda la capacidad de tratamiento de aguas residuales se permite que se desborde directamente desde los desagües pluviales hacia las aguas receptoras a través de estructuras llamadas aliviaderos de alcantarillado combinado . ^{[ 21 ]}

Los desagües pluviales suelen instalarse a menor profundidad que las alcantarillas combinadas. Esto se debe a que las alcantarillas combinadas se diseñaron para recibir las aguas residuales de edificios con sótanos, además de la escorrentía superficial de las calles. ^{[ 22 ]}

Aproximadamente 860 comunidades en los EE. UU. tienen sistemas de alcantarillado combinado, que dan servicio a unos 40  millones de personas. ^{[ 23 ]} La ciudad de Nueva York , Washington, D. C. , Seattle y otras ciudades con sistemas combinados tienen este problema debido a una gran afluencia de agua de lluvia después de cada evento de lluvia intensa. Algunas ciudades han lidiado con esto agregando grandes tanques de almacenamiento o estanques para retener el agua hasta que pueda ser tratada. Chicago tiene un sistema de túneles, llamado colectivamente Túnel Profundo , debajo de la ciudad para almacenar su agua de lluvia. ^{[ 24 ]} Muchas áreas requieren tanques de detención o sistemas de retención de techos que retienen temporalmente la escorrentía en lluvias intensas y restringen el flujo de salida al alcantarillado público. Esto disminuye el riesgo de saturación del alcantarillado público en lluvias intensas. También puede conectarse una salida de rebose más arriba en el lado de salida del tanque de detención. Este rebose evita que el tanque de detención se llene por completo. Al restringir el flujo de agua de esta manera y retener temporalmente el agua en una bóveda o tanque de detención o mediante retención en el techo, es menos probable que los alcantarillados públicos se desborden. ^{[ 25 ]}

El sureste del condado de Los Ángeles instaló miles de dispositivos de acero inoxidable de captura total de basura en sus desagües viales en 2011. ^{[ 29 ]}

La civilización del valle del Indo contaba con sistemas de alcantarillado y drenaje. Todas las casas en las principales ciudades de Harappa y Mohenjo-daro tenían acceso a agua y desagüe. Las aguas residuales se dirigían a alcantarillas cubiertas por gravedad , que bordeaban las calles principales. ^{[ 35 ]}

La invención del drenaje de tuberías huecas se atribuye a Sir Hugh Dalrymple, quien murió en 1753. ^{[ 36 ]}