La escorrentía urbana es la escorrentía superficial de agua de lluvia, riego de jardines y lavado de automóviles [1] creada por la urbanización . Durante el desarrollo del terreno se construyen superficies impermeables ( carreteras , estacionamientos y aceras ) . Durante la lluvia , las tormentas y otros eventos de precipitación , estas superficies (construidas con materiales como asfalto y concreto ), junto con los tejados , transportan aguas pluviales contaminadas a los desagües pluviales , en lugar de permitir que el agua se filtre a través del suelo . [2] Esto provoca descenso del nivel freático (porque se disminuye la recarga de aguas subterráneas ) e inundaciones ya que la cantidad de agua que queda en la superficie es mayor. [3] [4] La mayoría de los sistemas municipales de alcantarillado pluvial descargan aguas pluviales sin tratar a arroyos , ríos y bahías . Este exceso de agua también puede llegar a las propiedades de las personas a través de acumulaciones en los sótanos y filtraciones a través de las paredes y los pisos de los edificios.
La escorrentía urbana puede ser una fuente importante de inundaciones urbanas y contaminación del agua en comunidades urbanas de todo el mundo.
El agua que corre por superficies impermeables en áreas urbanas 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 hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que se crean como subproductos de la combustión de gasolina y otros combustibles fósiles , así como de los metales pesados níquel , cobre , zinc , cadmio y plomo . El escurrimiento del techo contribuye con altos niveles de compuestos orgánicos sintéticos y zinc (procedente de canaletas galvanizadas ). El uso de fertilizantes en céspedes residenciales, parques y campos de golf es una fuente mensurable de nitratos y fósforo en la escorrentía urbana cuando el fertilizante se aplica incorrectamente o cuando el césped se fertiliza en exceso. [3] [5]
Los suelos erosionados o las obras de construcción mal mantenidas a menudo pueden provocar un aumento de la sedimentación en la escorrentía. La sedimentación a menudo se deposita en el fondo de los cuerpos de agua y puede afectar directamente la calidad del agua. Los niveles excesivos de sedimentos en los cuerpos de agua pueden aumentar el riesgo de infecciones y enfermedades debido a los altos niveles de nutrientes presentes en el suelo. Estos altos niveles de nutrientes pueden reducir el oxígeno y estimular el crecimiento de algas, al tiempo que limitan el crecimiento de la vegetación nativa, lo que puede alterar el ecosistema acuático . Los niveles excesivos de sedimentos y sólidos suspendidos también tienen el potencial de dañar la infraestructura existente. La sedimentación puede aumentar la escorrentía superficial al obstruir los sistemas de inyección subterráneos. Los mayores niveles de sedimentación también pueden reducir el almacenamiento detrás del embalse . Esta reducción de la capacidad de los embalses puede generar mayores gastos para las agencias de tierras públicas y al mismo tiempo afectar la calidad de las áreas recreativas del agua. [6]
La escorrentía también puede inducir la bioacumulación y la biomagnificación de toxinas en la vida oceánica. Pequeñas cantidades de metales pesados son transportados por la escorrentía hacia los océanos, que pueden acumularse dentro de los animales acuáticos y causar envenenamiento por metales . Esta intoxicación por metales pesados también puede afectar a los humanos, ya que la ingestión de un animal envenenado aumenta el riesgo de intoxicación por metales pesados. [7] [8]
A medida que las aguas pluviales se canalizan hacia los desagües pluviales y las aguas superficiales, la carga natural de sedimentos descargada a las aguas receptoras disminuye, pero el flujo y la velocidad del agua aumentan. De hecho, la cubierta impermeable de una ciudad típica genera cinco veces más escurrimiento que un bosque típico del mismo tamaño. [9] [ se necesita aclaración ]
El riego excesivo mediante riego por aspersión puede producir escorrentía que llegue a las aguas receptoras durante condiciones de flujo bajo . [10] La escorrentía transporta contaminantes acumulados a arroyos con proporciones de dilución inusualmente bajas, lo que provoca concentraciones de contaminantes más altas que las que se encontrarían durante los eventos de precipitación regionales. [11]
La escorrentía urbana es una de las principales causas de inundaciones urbanas , la inundación de terrenos o propiedades en un entorno urbanizado causada por lluvias que superan la capacidad de los sistemas de drenaje , como las alcantarillas pluviales . [12] Provocadas por eventos como inundaciones repentinas , marejadas ciclónicas , inundaciones por desbordes o deshielo , las inundaciones urbanas se caracterizan por sus impactos repetitivos, costosos y sistémicos en las comunidades, incluso cuando no se encuentran dentro de llanuras aluviales o cerca de cualquier cuerpo de agua. [13]
Hay varias maneras en que las aguas pluviales ingresan a las propiedades : a través de tuberías de alcantarillado, inodoros y lavabos hacia los edificios; filtraciones a través de paredes y pisos de edificios; la acumulación de agua en la propiedad y en los derechos de vía públicos; y el desbordamiento de agua de cuerpos de agua como ríos y lagos. Cuando las propiedades se construyen con sótanos, las inundaciones urbanas son la causa principal de las inundaciones del sótano. [ cita necesaria ]
La escorrentía urbana contribuye a los problemas de calidad del agua . En 2009, el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU . publicó un informe completo sobre los efectos de las aguas pluviales urbanas y afirmó que siguen siendo una fuente importante de contaminación en muchas cuencas en todo Estados Unidos. [14] : vii El informe explica que "... sigue siendo probable que se produzcan más descensos en la calidad del agua si no se abordan los cambios en el uso de la tierra que caracterizan fuentes más difusas de contaminación... Estas incluyen actividades agrícolas, silvícolas, urbanas y que perturban la tierra. "Actividades industriales y de construcción de las cuales surgen contaminantes difíciles de monitorear durante eventos de clima húmedo. La contaminación de estos paisajes ha sido reconocida casi universalmente como el desafío más apremiante para la restauración de cuerpos de agua y ecosistemas acuáticos en todo el país". [14] : 24
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La escorrentía también aumenta la temperatura en los arroyos, dañando a los peces y otros organismos. (Un estallido repentino de escorrentía de una tormenta puede provocar una descarga de agua caliente que mata a los peces). Además, la sal de las carreteras utilizada para derretir la nieve en las aceras y carreteras puede contaminar arroyos y acuíferos subterráneos . [15]
Uno de los efectos más pronunciados de la escorrentía urbana se produce en los cursos de agua que históricamente contenían poca o ninguna agua durante los períodos de clima seco (a menudo llamados arroyos efímeros ). Cuando se urbaniza un área alrededor de un arroyo de este tipo , la escorrentía resultante crea un flujo antinatural durante todo el año que daña la vegetación, la vida silvestre y el lecho del río. Al contener poco o ningún sedimento en relación con la proporción histórica de sedimento a agua, la escorrentía urbana se precipita por el canal del arroyo, arruinando características naturales como meandros y bancos de arena , y crea una erosión severa, lo que aumenta las cargas de sedimentos en la desembocadura y al mismo tiempo talla severamente el lecho del arroyo río arriba. . A modo de ejemplo, en muchas playas del sur de California en la desembocadura de una vía fluvial, la escorrentía urbana transporta basura, contaminantes, exceso de sedimentos y otros desechos, y puede representar riesgos para la salud de moderados a graves.
Debido a los fertilizantes y desechos orgánicos que a menudo transporta la escorrentía urbana, a menudo se produce eutrofización en los cursos de agua afectados por este tipo de escorrentía. Después de fuertes lluvias, la materia orgánica en el canal es relativamente alta en comparación con los niveles naturales, lo que estimula el crecimiento de algas que pronto consumen la mayor parte del oxígeno . Una vez que se agota el oxígeno natural del agua, las algas mueren y su descomposición provoca una mayor eutrofización. Estas floraciones de algas ocurren principalmente en áreas con agua estancada, como estanques de arroyos y estanques detrás de presas , presas y algunas estructuras de caída . La eutrofización suele tener consecuencias mortales para los peces y otros organismos acuáticos.
La erosión excesiva de las orillas de los arroyos puede causar inundaciones y daños a la propiedad. Durante muchos años, los gobiernos a menudo han respondido a los problemas de erosión de los arroyos urbanos modificando los arroyos mediante la construcción de terraplenes reforzados y estructuras de control similares que utilizan concreto y materiales de mampostería. El uso de estos materiales duros destruye el hábitat de los peces y otros animales. [16] Un proyecto de este tipo puede estabilizar el área inmediata donde se produjeron los daños por inundación, pero a menudo simplemente traslada el problema a un segmento aguas arriba o aguas abajo del arroyo. [17] Véase Ingeniería fluvial .
Hay muchas formas diferentes en que la escorrentía urbana contaminada podría dañar a los humanos, como contaminando el agua potable, alterando las fuentes de alimentos e incluso provocando el cierre de partes de las playas debido al riesgo de enfermedades. Después de fuertes lluvias que causan desbordes de aguas pluviales, el agua contaminada puede afectar las vías fluviales en las que las personas se recrean o pescan, lo que provoca el cierre de playas o actividades acuáticas. Esto se debe a que la escorrentía probablemente haya provocado un aumento en el crecimiento de bacterias dañinas o contaminación química inorgánica en el agua. [ cita necesaria ] Los contaminantes que a menudo consideramos más dañinos son los derrames de gasolina y petróleo, pero a menudo pasamos por alto el impacto que tienen los fertilizantes y los insecticidas. Cuando se riegan las plantas y los campos, los productos químicos con los que se han tratado el césped y los cultivos pueden llegar al nivel freático. Los nuevos entornos en los que se introducen estos productos químicos sufren debido a su presencia, ya que matan la vegetación, los invertebrados y los vertebrados nativos. [ cita necesaria ]
El control efectivo de la escorrentía urbana implica reducir la velocidad y el flujo de las aguas pluviales, así como reducir las descargas contaminantes. Los gobiernos locales utilizan una variedad de técnicas de gestión de aguas pluviales para reducir los efectos de la escorrentía urbana. Estas técnicas, denominadas mejores prácticas de gestión de la contaminación del agua (BMP, por sus siglas en inglés) en algunos países, pueden centrarse en el control de la cantidad de agua, mientras que otras se centran en mejorar la calidad del agua, y algunas realizan ambas funciones. [18]
Las prácticas de prevención de la contaminación incluyen técnicas de desarrollo de bajo impacto (LID) o infraestructura verde , conocidas como Sistemas de Drenaje Sostenible (SuDS) en el Reino Unido y Diseño Urbano Sensible al Agua (WSUD) en Australia y Medio Oriente, como la instalación de techos verdes. y una mejor manipulación de productos químicos (por ejemplo, gestión de combustibles y aceites para motores, fertilizantes, pesticidas y descongeladores de carreteras ). [9] [19] Los sistemas de mitigación de escorrentía incluyen cuencas de infiltración , sistemas de biorretención , humedales artificiales , cuencas de retención y dispositivos similares. [20] [21]
Proporcionar soluciones eficaces para la escorrentía urbana a menudo requiere programas urbanos adecuados que tengan en cuenta las necesidades y diferencias de la comunidad. Factores como la temperatura media de una ciudad, los niveles de precipitación, la ubicación geográfica y los niveles de contaminantes en el aire pueden afectar las tasas de contaminación en la escorrentía urbana y presentar desafíos únicos para la gestión. Los factores humanos, como las tasas de urbanización, las tendencias en el uso de la tierra y los materiales de construcción elegidos para superficies impermeables, a menudo exacerban estos problemas.
La implementación de estrategias de mantenimiento en toda la ciudad, como programas de barrido de calles, también puede ser un método eficaz para mejorar la calidad de la escorrentía urbana. Las aspiradoras barredoras de calles recogen partículas de polvo y sólidos en suspensión que a menudo se encuentran en los estacionamientos públicos y en las carreteras y que a menudo terminan en escorrentías. [22]
Los programas educativos también pueden ser una herramienta eficaz para gestionar la escorrentía urbana. Las empresas y los individuos locales pueden desempeñar un papel integral en la reducción de la contaminación en los escurrimientos urbanos simplemente a través de sus prácticas, pero a menudo desconocen las regulaciones. Crear un debate productivo sobre la escorrentía urbana y la importancia de la eliminación eficaz de los artículos del hogar puede ayudar a fomentar prácticas respetuosas con el medio ambiente a un costo reducido para la ciudad y la economía local. [23]
La contaminación térmica procedente de la escorrentía puede controlarse mediante instalaciones de gestión de aguas pluviales que absorban la escorrentía o la dirijan al agua subterránea , como sistemas de biorretención y cuencas de infiltración. Las cuencas de biorretención tienden a ser menos efectivas para reducir la temperatura, ya que el sol puede calentar el agua antes de descargarla a una corriente receptora. [18] : pág. 5–58
La recolección de aguas pluviales se ocupa de la recolección de escorrentía de arroyos, barrancos, arroyos efímeros y otros medios de transporte terrestres. Los proyectos de recolección de aguas pluviales a menudo tienen múltiples objetivos, como reducir la escorrentía contaminada a aguas sensibles, promover la recarga de aguas subterráneas y aplicaciones no potables como la descarga de inodoros y el riego . [24]
