El diseño urbano sensible al agua ( WSUD ) es un enfoque de diseño de ingeniería y planificación del territorio que integra el ciclo del agua urbana, incluidas las aguas pluviales , las aguas subterráneas y la gestión de las aguas residuales y el suministro de agua , en el diseño urbano para minimizar la degradación ambiental y mejorar el atractivo estético y recreativo. [1] WSUD es un término utilizado en Oriente Medio y Australia y es similar al desarrollo de bajo impacto (LID), un término utilizado en los Estados Unidos; y al sistema de drenaje sostenible (SuDS), un término utilizado en el Reino Unido.
Los enfoques más comunes incluyen la reducción del uso de agua potable y la recolección de aguas grises, residuales, pluviales y otras escorrentías para su uso reciclado. El diseño de la infraestructura puede modificarse para permitir el filtrado, la recolección y el almacenamiento de agua.
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El desarrollo urbano e industrial tradicional altera los paisajes de superficies permeables con vegetación a una serie de superficies impermeables interconectadas, lo que da como resultado grandes cantidades de escorrentía de aguas pluviales, que requieren gestión. Al igual que otros países industrializados, incluidos los Estados Unidos y el Reino Unido, Australia ha tratado la escorrentía de aguas pluviales como una responsabilidad y una molestia, que pone en peligro la salud humana y la propiedad. Esto resultó en un fuerte enfoque en el diseño de sistemas de gestión de aguas pluviales que transportan rápidamente la escorrentía de aguas pluviales directamente a los arroyos con poco o ningún enfoque en la preservación del ecosistema. [2] Este enfoque de gestión da como resultado lo que se conoce como síndrome de arroyos urbanos. [3] Las fuertes lluvias fluyen rápidamente hacia los arroyos que transportan contaminantes y sedimentos lavados de superficies impermeables , lo que da como resultado arroyos que transportan concentraciones elevadas de contaminantes, nutrientes y sólidos suspendidos. El aumento del caudal máximo también altera la morfología y la estabilidad del canal, proliferando aún más la sedimentación y reduciendo drásticamente la riqueza biótica.
El aumento del reconocimiento del síndrome de las corrientes urbanas en la década de 1960 dio lugar a un cierto movimiento hacia la gestión holística de las aguas pluviales en Australia. [2] La conciencia aumentó considerablemente durante la década de 1990 con el gobierno federal y los científicos cooperando a través del programa del Centro de Investigación Cooperativa. [4] Cada vez más, los planificadores urbanos han reconocido la necesidad de un enfoque de gestión integrada de la gestión de aguas potables, residuales y pluviales, [5] para permitir que las ciudades se adapten y se vuelvan resilientes a la presión que el crecimiento demográfico, la densificación urbana y el cambio climático ejercen sobre la infraestructura hídrica envejecida y cada vez más cara. Además, las condiciones áridas de Australia significan que es particularmente vulnerable al cambio climático , lo que junto con su dependencia de fuentes de agua superficial, combinada con una de las sequías más graves (de 2000 a 2010) desde la colonización europea, resalta el hecho de que los principales centros urbanos enfrentan una creciente escasez de agua. [2] Esto ha comenzado a cambiar la percepción de la escorrentía de aguas pluviales de estrictamente una responsabilidad y molestia a la de tener valor como recurso hídrico, lo que resulta en un cambio en las prácticas de gestión de aguas pluviales. [2]
Los estados australianos, basándose en la investigación fundacional del gobierno federal en la década de 1990, comenzaron a publicar directrices WSUD; Australia Occidental fue la primera en publicar directrices en 1994. Victoria publicó directrices sobre la mejor práctica de gestión ambiental de aguas pluviales urbanas en 1999 (desarrolladas en consulta con Nueva Gales del Sur) y Queensland publicó documentos similares a través del Ayuntamiento de Brisbane en 1999. [2] La cooperación entre los gobiernos federal, estatal y territorial para aumentar la eficiencia del uso del agua en Australia dio como resultado la Iniciativa Nacional del Agua (NWI, por sus siglas en inglés) firmada en junio de 2004. La NWI es una estrategia nacional integral para mejorar la gestión del agua en todo el país; abarca una amplia gama de cuestiones de gestión del agua y fomenta la adopción de enfoques de mejores prácticas para la gestión del agua en Australia, que incluyen WSUD. [6]
El WSUD considera que las escorrentías pluviales urbanas son un recurso y no una molestia o una carga. Esto representa un cambio de paradigma en la forma en que se abordan los recursos ambientales y la infraestructura hídrica en la planificación y el diseño de pueblos y ciudades. [1] Los principios del WSUD consideran que todas las corrientes de agua son un recurso con diversos impactos en la biodiversidad, el agua, la tierra y el disfrute recreativo y estético de las vías fluviales por parte de la comunidad.
A continuación se analizan las prácticas de gestión del ciclo del agua urbana más comunes que se utilizan en Australia. Por lo general, se utiliza una combinación de estos elementos para cumplir los objetivos de gestión del ciclo del agua urbana.
Los sistemas de biorretención implican el tratamiento del agua por parte de la vegetación antes de la filtración de sedimentos y otros sólidos a través de medios prescritos. La vegetación proporciona la absorción biológica de nitrógeno, fósforo y otros contaminantes solubles o en partículas finas. Los sistemas de biorretención ocupan menos espacio que otras medidas similares (por ejemplo, humedales artificiales) y se utilizan comúnmente para filtrar y tratar la escorrentía antes de que llegue a los desagües de las calles. Su uso a mayor escala puede ser complicado y, por lo tanto, otros dispositivos pueden ser más apropiados. Los sistemas de biorretención comprenden cunetas de biorretención (también denominadas cunetas con césped y canales de drenaje) y cuencas de biorretención.
Los canales de biorretención , similares a las franjas de protección y los canales, se colocan dentro de la base de un canal que generalmente se encuentra en la franja central de las carreteras divididas. Proporcionan tratamiento de aguas pluviales y son. Un sistema de biorretención se puede instalar en parte de un canal, o a lo largo de toda la longitud de un canal, según los requisitos de tratamiento. El agua de escorrentía generalmente pasa por un filtro de medios finos y continúa hacia abajo, donde se recolecta a través de una tubería perforada que conduce a vías fluviales o almacenamientos aguas abajo. La vegetación que crece en los medios filtrantes puede prevenir la erosión y, a diferencia de los sistemas de infiltración, los canales de biorretención son adecuados para una amplia gama de condiciones del suelo. [7]
Las cuencas de biorretención proporcionan funciones similares de control de flujo y tratamiento de la calidad del agua a las cunetas de biorretención, pero no tienen una función de transporte. [7] Además de las funciones de filtración y captación biológica de los sistemas de biorretención, las cuencas también proporcionan una detención prolongada de las aguas pluviales para maximizar el tratamiento de la escorrentía durante eventos de flujo pequeño a mediano. El término jardín de lluvia también se utiliza para describir dichos sistemas, pero generalmente se refiere a cuencas de biorretención más pequeñas y a escala de lote individual. [1] Las cuencas de biorretención tienen la ventaja de ser aplicables en una variedad de escalas y formas y, por lo tanto, tienen flexibilidad en su ubicación dentro de los desarrollos. Al igual que otros sistemas de biorretención, a menudo se ubican a lo largo de las calles a intervalos regulares para tratar la escorrentía antes de ingresar al sistema de drenaje. [7] Alternativamente, las cuencas más grandes pueden proporcionar tratamiento para áreas más grandes, como en las salidas de un sistema de drenaje. Se puede utilizar una amplia gama de vegetación dentro de una cuenca de biorretención, lo que permite que se integren bien en el diseño del paisaje circundante. Se deben seleccionar especies de vegetación que toleren inundaciones periódicas. [1] Sin embargo, las cuencas de biorretención son sensibles a cualquier material que pueda obstruir el medio filtrante. Las cuencas se utilizan a menudo junto con trampas de contaminantes gruesos (GPT o trampas de basura, que incluyen rejillas para basura de uso generalizado ) y cuencas de sedimentos más gruesos, que capturan la basura y otros sólidos gruesos para reducir el potencial de daño a la vegetación o la superficie del medio filtrante.
Las zanjas de infiltración son estructuras excavadas poco profundas rellenas de materiales permeables como grava o roca para crear un depósito subterráneo. [7] Están diseñadas para retener la escorrentía de aguas pluviales dentro de una zanja subterránea y liberarla gradualmente en el suelo circundante y los sistemas de agua subterránea. [1] Aunque generalmente no están diseñadas como una medida de tratamiento, pueden proporcionar cierto nivel de tratamiento al retener contaminantes y sedimentos. Los volúmenes de escorrentía y las descargas máximas de las áreas impermeables se reducen al capturar e infiltrar los flujos.
Debido a que su función principal es la descarga de aguas pluviales tratadas, los sistemas de infiltración generalmente se ubican como el elemento final en un sistema de WSUD. [7] Las zanjas de infiltración no deben ubicarse en pendientes pronunciadas o áreas inestables. A menudo se utiliza una capa de tejido geotextil para revestir la zanja con el fin de evitar que el suelo migre hacia el relleno de roca o grava. Los sistemas de infiltración dependen de las características locales del suelo y generalmente son más adecuados para suelos con buena capacidad de infiltración, como suelos franco arenosos, con aguas subterráneas profundas. En áreas de suelos de baja permeabilidad, como arcilla, se puede colocar una tubería perforada dentro de la grava.
El mantenimiento periódico es fundamental para garantizar que el sistema no se obstruya con sedimentos y que se mantenga la tasa de infiltración deseada. Esto incluye la comprobación y el mantenimiento del pretratamiento mediante inspecciones periódicas y la limpieza del material obstruido.
Los filtros de arena son una variación del principio de zanja de infiltración y funcionan de manera similar a los sistemas de biorretención. Las aguas pluviales pasan a través de ellos para su tratamiento antes de su descarga al sistema de aguas pluviales aguas abajo. Los filtros de arena son muy útiles para tratar la escorrentía de superficies duras confinadas, como estacionamientos, y de áreas muy urbanizadas y edificadas. [1] Por lo general, no admiten vegetación debido a que el medio de filtración (arena) no retiene suficiente humedad y porque generalmente se instalan bajo tierra. El filtro generalmente consta de una cámara de sedimentación como dispositivo de pretratamiento para eliminar basura, escombros, contaminantes gruesos y sedimentos de tamaño mediano; un vertedero ; seguido de una capa de arena que filtra sedimentos, partículas más finas y contaminantes disueltos. El agua filtrada se recoge mediante tuberías perforadas de drenaje subterráneo de manera similar a los sistemas de biorretención. [7] Los sistemas también pueden tener una cámara de desbordamiento. La cámara de sedimentación puede tener agua permanente o puede estar diseñada para drenarse con orificios de drenaje entre tormentas. Sin embargo, el almacenamiento permanente de agua puede generar condiciones anaeróbicas que pueden provocar la liberación de contaminantes (por ejemplo, fósforo). El proceso de diseño debe considerar la provisión de almacenamiento de retención para lograr una alta efectividad hidrológica y el control de descarga mediante el dimensionamiento adecuado del drenaje inferior perforado y la ruta de desbordamiento. Se requiere un mantenimiento regular para evitar la formación de costras.
El pavimento poroso (o pavimento permeable) es una alternativa al pavimento impermeable convencional y permite la infiltración de agua de escorrentía al suelo o a un depósito de almacenamiento de agua dedicado debajo de él [7] [8] En áreas razonablemente planas como estacionamientos, caminos de acceso y carreteras poco utilizadas, disminuye el volumen y la velocidad de la escorrentía de aguas pluviales y puede mejorar la calidad del agua al eliminar contaminantes mediante filtrado, intercepción y tratamiento biológico. [9] Los pavimentos porosos pueden tener varias formas y son monolíticos o modulares. Las estructuras monolíticas consisten en un solo medio poroso continuo como hormigón poroso o pavimento poroso (asfalto), mientras que las estructuras modulares incluyen adoquines porosos, bloques de pavimento individuales que se construyen de manera que haya un espacio entre cada adoquín. [7] Los productos comerciales que están disponibles son, por ejemplo, pavimentos hechos de asfalto especial u hormigón que contienen materiales mínimos, pavimentos de rejilla de hormigón y pavimentos modulares de hormigón cerámico o plástico. [1] Los pavimentos porosos se suelen colocar sobre un material muy poroso (arena o grava), con una capa de material geotextil subyacente . Las actividades de mantenimiento varían según el tipo de pavimento poroso. Por lo general, se deben realizar inspecciones y eliminación de sedimentos y escombros. Los adoquines modulares también se pueden levantar, lavar a contracorriente y reemplazar cuando se producen bloqueos. [7] En general, el pavimento poroso no es adecuado para áreas con cargas de tráfico pesadas. [9] Las partículas en las aguas pluviales pueden obstruir los poros del material.
Las cuencas de sedimentación (también conocidas como cuencas de sedimentación) se utilizan para eliminar (mediante la sedimentación) sedimentos de tamaño grueso a mediano y para regular los flujos de agua y, a menudo, son el primer elemento en un sistema de tratamiento de WSUD. [7] Funcionan a través de la retención temporal de aguas pluviales y la reducción de las velocidades de flujo para promover la sedimentación fuera de la columna de agua. Son importantes como pretratamiento para garantizar que los elementos aguas abajo no se sobrecarguen o se asfixien con sedimentos gruesos. Las cuencas de sedimentación pueden adoptar diversas formas y pueden utilizarse como sistemas permanentes integrados en un diseño urbano o como medidas temporales para controlar la descarga de sedimentos durante las actividades de construcción. A menudo se diseñan como un estanque de entrada a una cuenca de biorretención o un humedal construido. Las cuencas de sedimentación son generalmente más eficaces para eliminar sedimentos más gruesos (125 μm y más grandes) y, por lo general, están diseñadas para eliminar entre el 70 y el 90 % de dichos sedimentos. [1] Pueden diseñarse para drenar durante períodos sin lluvias y luego llenarse durante eventos de escorrentía o para tener un estanque permanente. En eventos de flujo mayores a su descarga diseñada, un aliviadero secundario dirige el agua a un canal de derivación o sistema de conducción, evitando la resuspensión de sedimentos previamente atrapados en la cuenca.
Los humedales artificiales están diseñados para eliminar contaminantes de aguas pluviales asociados con partículas finas a coloidales y contaminantes disueltos. Estos cuerpos de agua poco profundos y con abundante vegetación utilizan sedimentación mejorada, filtración fina y absorción biológica para eliminar estos contaminantes. [7] Por lo general, comprenden tres zonas: una zona de entrada (cuenca de sedimentación) para eliminar sedimentos gruesos; una zona de macrófitos, un área con abundante vegetación para eliminar partículas finas y la absorción de contaminantes solubles; y un canal de derivación de alto flujo para proteger la zona de macrófitos. [1] La zona de macrófitos generalmente incluye una zona de pantanos, así como una zona de agua abierta y tiene una profundidad extendida de 0,25 a 0,5 m con especies de plantas especializadas y un tiempo de retención de 48 a 72 horas. Los humedales artificiales también pueden proporcionar una función de control de flujo al elevarse durante las lluvias y luego liberar lentamente los flujos almacenados. [10] Los humedales artificiales mejorarán la calidad del agua de escorrentía dependiendo de los procesos del humedal. Los principales mecanismos de tratamiento de los humedales son la captación física (atrapando sólidos suspendidos y contaminantes adsorbidos), la captación biológica y química (atrapando contaminantes disueltos, adsorción química de contaminantes) y la transformación de contaminantes (fijación más estable de sedimentos, procesos microbianos, desinfección UV). [10]
El diseño de humedales construidos requiere una cuidadosa consideración para evitar problemas comunes como la acumulación de basura, aceite y espuma en secciones del humedal, infestación de malezas, problemas de mosquitos o floraciones de algas. [7] Los humedales construidos pueden requerir una gran cantidad de área de tierra y no son adecuados para terrenos empinados. Los altos costos del área y del establecimiento de vegetación pueden ser impedimentos para el uso de humedales construidos como una medida de WSUD. [7] Las pautas para desarrolladores (como Urban Stormwater: Best Practice Environmental Management Guidelines in Victoria [11] ) requieren que el diseño retenga partículas de 125 μm y más pequeñas con una eficiencia muy alta y reduzca los contaminantes típicos (como el fósforo y el nitrógeno) en al menos un 45%. Además del tratamiento de aguas pluviales, los criterios de diseño para humedales construidos también incluyen valores estéticos y recreativos mejorados y provisión de hábitat. [10] El mantenimiento de humedales construidos generalmente incluye la eliminación de sedimentos y hojarasca de la zona de entrada, así como el control de malezas y la cosecha ocasional de macrófitos para mantener una cubierta vegetal vigorosa. [7]
Las zanjas y las franjas de protección se utilizan para transportar las aguas pluviales en lugar de tuberías y proporcionan una franja de protección entre las aguas receptoras (por ejemplo, arroyos o humedales) y las áreas impermeables de una cuenca. Los flujos superficiales y las pendientes suaves transportan lentamente el agua río abajo y promueven una distribución uniforme del flujo. Las áreas de protección proporcionan tratamiento a través de la sedimentación y la interacción con la vegetación.
Los canales se pueden incorporar en diseños urbanos a lo largo de calles o parques y suman al carácter estético de un área. Los canales típicos se crean con pendientes longitudinales de entre 1% y 4% para mantener la capacidad de flujo sin crear altas velocidades, erosión potencial de la biorretención o superficie del canal y peligro de seguridad. [1] En áreas más empinadas, los bancos de control a lo largo de los canales o la vegetación densa pueden ayudar a distribuir los flujos de manera uniforme a través de los canales y reducir las velocidades. [7] Los canales con pendientes más suaves pueden tener problemas de anegamiento y encharcamiento, en cuyo caso se pueden emplear drenajes subterráneos para aliviar los problemas. Si se va a cubrir el canal con vegetación, la vegetación debe ser capaz de soportar los flujos de diseño y tener la densidad suficiente para proporcionar una buena filtración [7] ). Idealmente, la altura de la vegetación debe estar por encima de los niveles de agua del flujo de tratamiento. Si la escorrentía ingresa directamente a una zanja, perpendicular a la dirección del flujo principal, el borde de la zanja actúa como amortiguador y proporciona un pretratamiento para el agua que ingresa a la zanja.
Los estanques y lagos son cuerpos artificiales de agua abierta que generalmente se crean mediante la construcción de un muro de presa con una estructura de salida de vertedero . [7] De manera similar a los humedales construidos, se pueden utilizar para tratar la escorrentía al proporcionar una detención prolongada y permitir que se produzca la sedimentación, la absorción de nutrientes y la desinfección por rayos UV. Además, proporcionan una calidad estética para la recreación, el hábitat de la vida silvestre y un valioso almacenamiento de agua que potencialmente se puede reutilizar, por ejemplo, para el riego. [12] A menudo, los estanques y lagos artificiales también forman parte de un sistema de detención de inundaciones. [1] La vegetación acuática juega un papel importante para la calidad del agua en lagos y estanques artificiales con respecto al mantenimiento y la regulación de los niveles de oxígeno y nutrientes. Debido a una profundidad de agua superior a 1,5 m, los macrófitos emergentes generalmente se limitan a los márgenes, pero pueden aparecer plantas sumergidas en la zona de agua abierta. La vegetación de borde puede ser útil para reducir la erosión de las orillas. Los estanques normalmente no se utilizan como medida de WSUD independiente, sino que a menudo se combinan con cuencas de sedimentación o humedales construidos como pretratamientos.
En muchos casos, sin embargo, los lagos y estanques han sido diseñados como elementos estéticos pero sufren de mala salud que puede ser causada por la falta de entradas apropiadas que sostengan los niveles de agua del lago, la mala calidad del agua de las entradas y las altas cargas de carbono orgánico, la limpieza poco frecuente del lago (tiempo de residencia demasiado largo) y/o una mezcla inadecuada (estratificación) que conduce a niveles bajos de oxígeno disuelto. [12] Las algas verdeazules causadas por la mala calidad del agua y los altos niveles de nutrientes pueden ser una amenaza importante para la salud de los lagos. Para garantizar la sostenibilidad a largo plazo de lagos y estanques, las cuestiones clave que se deben considerar en su diseño incluyen la hidrología de la cuenca y el nivel del agua, y el diseño del estanque/lago (orientado a los vientos dominantes para facilitar la mezcla). Las estructuras hidráulicas (zonas de entrada y salida) deben diseñarse para garantizar un pretratamiento adecuado y evitar grandes "picos" de nutrientes. El diseño del paisaje, utilizando especies de plantas apropiadas y una densidad de plantación también son necesarios. [7] Los altos costos del área planificada del estanque/lago y del establecimiento de la vegetación, así como los requisitos de mantenimiento frecuentes, pueden ser impedimentos para el uso de estanques y lagos como medidas de WSUD.
El mantenimiento de los sistemas de estanques y lagos es importante para minimizar el riesgo de problemas de salud. La zona de entrada suele requerir la eliminación de malezas, plantas, escombros y basura, y la resiembra ocasional. En algunos casos, puede ser necesario un relleno artificial del lago.
Los tanques de agua de lluvia (ver también Recolección de agua de lluvia ) están diseñados para conservar agua potable mediante la recolección de lluvia y agua de lluvia para satisfacer parcialmente las demandas de agua doméstica (por ejemplo, durante períodos de sequía). Además, los tanques de agua de lluvia pueden reducir los volúmenes de escorrentía de aguas pluviales y evitar que los contaminantes de las aguas pluviales lleguen a los cursos de agua aguas abajo. [7] Se pueden utilizar de manera efectiva en hogares domésticos como un posible elemento de WSUD. [13] La lluvia y el agua de lluvia de los techos de los edificios se pueden recolectar y acceder específicamente para fines tales como la descarga del inodoro, la lavandería, el riego del jardín y el lavado de automóviles. Los tanques de amortiguación [14] permiten que el agua de lluvia recolectada de superficies duras se filtre en el sitio, lo que ayuda a mantener los niveles del acuífero y del agua subterránea. [15]
En Australia, no existen objetivos cuantitativos de desempeño para los tanques de agua de lluvia, como el tamaño del tanque o las reducciones previstas en la demanda de agua potable, en las políticas o directrices. [7] Sin embargo, las diversas directrices proporcionadas por los gobiernos estatales recomiendan que los tanques de agua de lluvia se diseñen para proporcionar una fuente confiable de agua para complementar el suministro de agua de la red y mantener la calidad adecuada del agua. [7] El uso de tanques de agua de lluvia debe considerar cuestiones como la oferta y la demanda, la calidad del agua, los beneficios de las aguas pluviales (se reduce el volumen), el costo, el espacio disponible, el mantenimiento, el tamaño, la forma y el material del tanque. Los tanques de agua de lluvia también deben instalarse de acuerdo con las normas de plomería y drenaje. [16] Una configuración adecuada recomendada puede incluir un filtro de agua o una desviación de primera descarga, un suministro de recarga de agua de la red (sistema de suministro dual), un drenaje de mantenimiento, una bomba (sistema de presión) y un dispositivo de retención en el sitio. [7]
Entre los posibles problemas de calidad del agua se incluyen la contaminación atmosférica, los excrementos de aves y zarigüeyas, los insectos (por ejemplo, las larvas de mosquitos), el material de techado, las pinturas y los detergentes. Como parte del mantenimiento, se debe realizar un lavado anual (para eliminar el lodo y los residuos acumulados) e inspecciones visuales periódicas. [7] [17]
El almacenamiento y recuperación de acuíferos (ASR, por sus siglas en inglés) (también conocido como recarga de acuíferos gestionada) tiene como objetivo mejorar la recarga de agua de los acuíferos subterráneos mediante la alimentación por gravedad o el bombeo. Puede ser una alternativa a los grandes almacenamientos superficiales en los que se bombea agua desde debajo de la superficie en períodos secos. [1] Las posibles fuentes de agua para un sistema ASR pueden ser aguas pluviales o aguas residuales tratadas. Los siguientes componentes se pueden encontrar generalmente en un sistema ASR que recolecta aguas pluviales: [18]
Los tipos de acuíferos que pueden ser adecuados para un sistema de recuperación de agua subterránea incluyen roca fracturada no confinada y arena y grava confinada. Se necesitan investigaciones geológicas detalladas para determinar la viabilidad de un sistema de recuperación de agua subterránea. El bajo costo potencial de la recuperación de agua subterránea en comparación con el almacenamiento subterráneo puede resultar atractivo. El proceso de diseño debe considerar la protección de la calidad del agua subterránea y la calidad del agua recuperada para el uso previsto. Los acuíferos y acuitardos también deben protegerse de daños por agotamiento o altas presiones. También se deben tener en cuenta los impactos del punto de recolección en las áreas aguas abajo. Se requiere una planificación cuidadosa en lo que respecta a la selección del acuífero, el tratamiento, la inyección, el proceso de recuperación y el mantenimiento y monitoreo.
En Australia, debido a la división constitucional de poderes entre la Mancomunidad de Australia y los estados, no existe ningún requisito legislativo nacional para la gestión del ciclo del agua urbana. La Iniciativa Nacional del Agua (NWI), acordada por los gobiernos federal, estatales y territoriales en 2004 y 2006, proporciona un plan nacional para mejorar la gestión del agua en todo el país. [6] Proporciona una intención clara de "Crear ciudades australianas sensibles al agua" y alienta la adopción de enfoques de WSUD. También se han publicado directrices nacionales de conformidad con la cláusula 92(ii) de la NWI para proporcionar orientación sobre la evaluación de las iniciativas de WSUD. [1]
A nivel estatal, la legislación ambiental y de planificación promueve ampliamente el desarrollo ecológicamente sustentable , pero en distintos grados sólo tiene requisitos limitados para el desarrollo sostenible de las aguas residuales. Las políticas de planificación estatales proporcionan normas más específicas para la adopción de prácticas de desarrollo sostenible de las aguas residuales en circunstancias particulares.
A nivel de gobierno local, las estrategias regionales de gestión de los recursos hídricos respaldadas por planes de gestión integrada del ciclo del agua a escala de cuenca regional y/o local y/o planes de gestión de aguas pluviales proporcionan el contexto estratégico para el WSUD. [19] Los planes ambientales del gobierno local pueden imponer requisitos regulatorios a los desarrollos para implementar el WSUD.
Como la autoridad reguladora sobre la escorrentía de aguas pluviales se comparte entre los estados australianos y las áreas de gobierno local, los problemas de múltiples jurisdicciones de gobierno han dado como resultado una implementación inconsistente de las políticas y prácticas de WSUD y una gestión fragmentada de cuencas hidrográficas más grandes. Por ejemplo, en Melbourne, la autoridad jurisdiccional para cuencas hidrográficas de más de 60 ha recae en la autoridad a nivel estatal, Melbourne Water; mientras que los gobiernos locales gobiernan cuencas hidrográficas más pequeñas. En consecuencia, Melbourne Water se ha visto disuadida de invertir significativamente en obras de WSUD para mejorar cuencas hidrográficas pequeñas, a pesar de que afectan la condición de las cuencas hidrográficas más grandes en las que drenan y la salud de las vías fluviales, incluidas las corrientes de las cabeceras.
En Victoria, los elementos del WSUD están integrados en muchos de los objetivos y estrategias generales de la política de planificación de Victoria. [20] El Marco de Política de Planificación Estatal de las [Disposiciones de Planificación de Victoria] [21] que está contenido en todos los esquemas de planificación de Victoria contiene algunas cláusulas específicas que requieren la adopción de prácticas del WSUD.
Los nuevos desarrollos residenciales están sujetos a un estándar de permeabilidad que establece que al menos el 20 por ciento de los sitios no deben estar cubiertos por superficies impermeables. [20] El objetivo de esto es reducir el impacto del aumento de la escorrentía de aguas pluviales en el sistema de drenaje y facilitar la infiltración de aguas pluviales en el sitio.
Las nuevas subdivisiones residenciales de dos o más lotes deben cumplir con los objetivos de gestión integrada del agua relacionados con:
En lo que respecta específicamente a la gestión de las escorrentías urbanas, las "Disposiciones de planificación de Victoria" c. 56.07-4 Cláusula 25 establecen que los sistemas de aguas pluviales deben cumplir con los objetivos de gestión de aguas pluviales de mejores prácticas. Actualmente, aunque ya no se considera la mejor práctica, la norma estatal es Urban Stormwater: Best Practice Environmental Management Guidelines. [11] [26] Los objetivos actuales de calidad del agua, que no protegen las vías fluviales de los impactos de las aguas pluviales son:
Los sistemas de gestión de aguas pluviales urbanas también deben cumplir con los requisitos de la autoridad de drenaje pertinente, que suele ser el consejo local. [27] Sin embargo, en la región de Melbourne, cuando se trata de una cuenca de más de 60 ha, es Melbourne Water. Los flujos de entrada aguas abajo del sitio de la subdivisión también están restringidos a los niveles previos al desarrollo, a menos que los apruebe la autoridad de drenaje pertinente y no haya impactos perjudiciales aguas abajo.
Melbourne Water ofrece una herramienta de software en línea simplificada, STORM (Objetivo de tratamiento de aguas pluviales – Medida relativa), para permitir a los usuarios evaluar si las propuestas de desarrollo cumplen con los objetivos de desempeño de calidad de aguas pluviales de mejores prácticas legisladas. La herramienta STORM se limita a la evaluación de prácticas de tratamiento de aguas pluviales discretas y, por lo tanto, no modela dónde se utilizan varias prácticas de tratamiento en serie. [28] También está limitada a sitios donde la cobertura de superficies impermeables es mayor al 40%. Para desarrollos más grandes y complicados, se recomienda un modelado más sofisticado, como el software MUSIC.
A nivel estatal en Nueva Gales del Sur, la Política de Planificación Ambiental Estatal (Índice de Sostenibilidad de la Construcción: BASIX) 2004 (NSW) es la principal pieza de política que ordena la adopción de WSUD. BASIX es un programa en línea que permite a los usuarios ingresar datos relacionados con un desarrollo residencial, como ubicación, tamaño, materiales de construcción, etc.; para recibir puntajes contra objetivos de reducción del uso de agua y energía. Los objetivos de agua varían de un 0 a un 40% de reducción en el consumo de agua potable suministrada por la red (ver también gestión de la demanda de agua ), dependiendo de la ubicación del desarrollo residencial. [29] El noventa por ciento de las nuevas viviendas están cubiertas por el objetivo de agua del 40%. El programa BASIX permite el modelado de algunos elementos de WSUD, como el uso de tanques de agua de lluvia, tanques de aguas pluviales y reciclaje de aguas grises.
Los consejos locales son responsables de la elaboración de los Planes ambientales locales (LEP), que pueden controlar el desarrollo y exigir la adopción de prácticas y objetivos de WSUD / Ley de gobierno local de 1993 (NSW). Sin embargo, debido a la falta de una política y una dirección coherentes a nivel estatal, la adopción por parte de los consejos locales es mixta: algunos desarrollan sus propios objetivos de WSUD en sus planes ambientales locales (LEP) y otros no tienen tales disposiciones. [30]
En 2006, el entonces Departamento de Medio Ambiente y Conservación de Nueva Gales del Sur publicó un documento de orientación titulado Managing Urban Stormwater: Harvesting and Reuse (Gestión de aguas pluviales urbanas: recolección y reutilización). El documento presentaba una descripción general de la recolección de aguas pluviales y brindaba orientación sobre los aspectos de planificación y diseño de una estrategia integrada a escala del paisaje, así como sobre la implementación de prácticas técnicas de WSUD. [31] Sin embargo, el documento actual, aunque todavía está disponible en el sitio web del gobierno, no parece haber sido ampliamente promocionado.
La Autoridad de Gestión de Cuencas Metropolitanas de Sídney también proporciona herramientas y recursos para apoyar la adopción del WSUD por parte de los consejos locales. [32] Estos incluyen:
Algunas jurisdicciones ofrecen programas de modelado simplificados para evaluar la implementación de prácticas de WSUD en cumplimiento de las regulaciones locales. Melbourne Water ofrece STORM y BASIX se utiliza en NSW, Australia, para desarrollos residenciales. Para desarrollos más grandes y complicados, puede ser necesario un software de modelado más sofisticado. [37]
Las principales cuestiones que afectan la adopción de WSUD incluyen: [38]
La transición de la ciudad de Melbourne a la WSUD en los últimos cuarenta años ha culminado en una lista de cualidades de mejores prácticas [39] y factores facilitadores [40] , que se han identificado como importantes para ayudar a la toma de decisiones para facilitar la transición a las tecnologías WSUD. La implementación de WSUD puede ser posible a través de la interacción efectiva entre las dos variables que se analizan a continuación. [41]
Las tecnologías WSUD se pueden implementar en una amplia gama de proyectos, desde sitios previamente prístinos y sin desarrollar, o en terrenos no urbanizados , hasta sitios industriales contaminados o en desuso que requieren alteración o remediación. En Australia, las tecnologías WSUD se han implementado en una amplia gama de proyectos, que incluyen desde proyectos de pequeña escala en los costados de las carreteras hasta sitios de desarrollo residencial a gran escala de más de 100 hectáreas. Los tres estudios de caso clave a continuación representan una variedad de proyectos WSUD en toda Australia.
El sistema de biorretención para la modernización de las carreteras de la WSUD es un proyecto a pequeña escala implementado por el Consejo de Ku-ring-gai en Nueva Gales del Sur como parte de un incentivo general de captación para reducir la contaminación de las aguas pluviales. El Raingarden utiliza un sistema de biorretención para capturar y tratar aproximadamente 75 kg de sólidos suspendidos totales (TSS) por año de escorrentía de aguas pluviales locales de la carretera, y los filtra a través de un medio filtrante de arena antes de liberarlos nuevamente al sistema de aguas pluviales. También se utilizan adoquines permeables en el sistema dentro de los senderos peatonales circundantes, para apoyar la infiltración de la escorrentía en el sistema de agua subterránea. [42] Se han implementado sistemas de biorretención en las carreteras similares a este proyecto en toda Australia. Se presentan proyectos similares en el sitio web de la WSUD de la Autoridad de Gestión de la Cuenca de Sídney: [43]
El proyecto de desarrollo de Lynbrook Estate en Victoria demuestra la implementación eficaz de WSUD por parte del sector privado. Se trata de un sitio de desarrollo residencial totalmente nuevo que ha centrado su marketing para residentes potenciales en el uso innovador de tecnologías de gestión de aguas pluviales, tras un estudio piloto realizado por Melbourne Water. [48]
El proyecto combina sistemas de drenaje convencionales con medidas de WSUD a nivel de paisaje urbano y subcuenca, con el objetivo de atenuar y tratar los flujos de aguas pluviales para proteger las aguas receptoras dentro del desarrollo. El tratamiento primario de las aguas pluviales se lleva a cabo mediante zanjas de pasto y un sistema de zanjas de grava subterráneas, que recoge, infiltra y transporta las escorrentías de la carretera y el techo. El bulevar principal actúa como un sistema de biorretención con una zanja subterránea llena de grava para permitir la infiltración y el transporte de las aguas pluviales. La escorrentía de la cuenca se somete luego a un tratamiento secundario a través de un sistema de humedales antes de su descarga en un lago ornamental. Este proyecto es importante como el primer desarrollo residencial WSUD de esta escala en Australia. Su desempeño en superar las Directrices de Mejores Prácticas de Gestión de Aguas Pluviales Urbanas para los niveles de nitrógeno total, fósforo total y sólidos suspendidos totales le ha valido el Premio del Presidente de 2000 en los Premios a la Excelencia del Instituto de Desarrollo Urbano de Australia (que reconoce la innovación en el desarrollo urbano), y el Premio de Transferencia de Tecnología de la Asociación de Centros de Investigación Cooperativa de 2001. Su éxito como sistema de WSUD implementado por el sector privado llevó a su promotor, la Corporación de Tierras Urbanas y Regionales (URLC), a buscar incorporar el WSUD como una práctica estándar en todo el estado de Victoria. El proyecto también ha atraído la atención de desarrolladores, consejos, agencias de gestión de vías navegables y responsables de políticas ambientales en todo el país. [48]
Para el establecimiento del sitio de los Juegos Olímpicos de Sydney 2000 , la zona abandonada de Homebush Bay fue remediada de un área de vertedero, mataderos y un depósito de armamento de la marina a un sitio olímpico de usos múltiples. En 2000 se estableció un Plan de Recuperación y Gestión de Agua (WRAMS) para el reciclaje a gran escala de agua no potable, [31] que incluía una gama de tecnologías WSUD. Estas tecnologías se implementaron con un enfoque particular en abordar los objetivos de proteger las aguas receptoras de las descargas de aguas pluviales y residuales; minimizar la demanda de agua potable; y proteger y mejorar el hábitat para las especies amenazadas 2006. [38] El enfoque de las tecnologías WSUD se dirigió al tratamiento, almacenamiento y reciclaje en el sitio de aguas pluviales y residuales. La escorrentía de aguas pluviales se trata utilizando trampas de contaminantes brutos, cunetas y/o sistemas de humedales. Esto ha contribuido a una reducción del 90% en las cargas de nutrientes en el área de remediación de humedales de Haslams Creek. [31] Las aguas residuales se tratan en una planta de recuperación de agua. Casi el 100% de las aguas residuales se tratan y reciclan. [49] El agua tratada, tanto de las fuentes de aguas pluviales como de aguas residuales, se almacena y se recicla para su uso en todo el sitio olímpico en fuentes de agua, riego, descarga de inodoros y capacidades de lucha contra incendios. [38] Mediante el uso de la tecnología WSUD, el plan WRAMS ha dado como resultado la conservación de 850 millones de litros (ML) de agua al año, [49] una posible reducción del 50% en el consumo anual de agua potable dentro del sitio olímpico, [38] así como la desviación anual de aproximadamente 550 ML de aguas residuales que normalmente se descargan a través de los desagües oceánicos. [31] Como parte del enfoque de sostenibilidad a largo plazo del 'Plan Maestro del Parque Olímpico de Sídney 2030', la Autoridad del Parque Olímpico de Sídney (SOPA) ha identificado los enfoques clave de mejores prácticas de sostenibilidad ambiental que incluyen la conexión con agua reciclada y prácticas efectivas de gestión de la demanda de agua, mantenimiento y extensión de sistemas de agua reciclada a nuevas calles según sea necesario, y mantenimiento y extensión del sistema de aguas pluviales existente que recicla el agua, promueve la infiltración al subsuelo, filtra contaminantes y sedimentos y minimiza las cargas en las vías fluviales adyacentes. [50] La SOPA ha utilizado la tecnología WSUD para garantizar que la ciudad siga siendo 'reconocida a nivel nacional e internacional por su excelencia e innovación en diseño urbano, diseño de edificios y sostenibilidad, [50] tanto en la presente como para las generaciones futuras.