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Un drenaje pluvial , alcantarillado pluvial ( Reino Unido , EE. UU. y Canadá ), drenaje / alcantarillado de aguas superficiales ( Reino Unido ) o drenaje de aguas pluviales ( Australia y Nueva Zelanda ) es una infraestructura diseñada para drenar el exceso de lluvia y agua subterránea de superficies impermeables como las pavimentadas. calles, aparcamientos, aparcamientos, aceras, aceras y tejados. Los drenajes pluviales varían en diseño, desde pequeños pozos secos residenciales hasta grandes sistemas municipales.
Los desagües reciben agua de los canalones de la mayoría de las autopistas , autopistas y otras carreteras muy transitadas , así como de ciudades en áreas con fuertes lluvias que provocan inundaciones , y ciudades costeras con tormentas regulares . Incluso los canalones de casas y edificios pueden conectarse al drenaje pluvial. Muchos sistemas de drenaje pluvial son alcantarillas por gravedad que drenan el agua pluvial sin tratar hacia ríos o arroyos, por lo que es inaceptable verter sustancias peligrosas en los desagües.
Los desagües pluviales a veces no pueden gestionar la cantidad de lluvia que cae en caso de lluvias intensas o tormentas. Los desagües inundados pueden provocar inundaciones en sótanos y calles. Muchas áreas requieren tanques de detención dentro de una propiedad que retienen temporalmente el escurrimiento en caso de fuertes lluvias y restringen el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de saturar el alcantarillado público. Algunos desagües pluviales mezclan aguas pluviales (agua de lluvia) con aguas residuales , ya sea de forma intencionada en el caso de alcantarillados combinados , o de forma no intencionada .
Varios términos relacionados se utilizan de manera diferente en inglés americano y británico.
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 de rejilla. Las entradas laterales están ubicadas adyacentes al bordillo y dependen de la capacidad de la abertura debajo de la piedra trasera o el dintel para capturar el flujo. Suelen estar deprimidos en la parte inversa 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 desagüe pluvial. Las barras de la rejilla están espaciadas de modo que no se obstaculice 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 las cercanías. Las rejillas con ranuras largas y estrechas paralelas al flujo de tráfico son de especial preocupación para los ciclistas, ya que el neumático delantero de una bicicleta puede atascarse, provocando que el ciclista pase por encima del manillar o pierda el control y se caiga. Los drenajes pluviales en 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 necesaria ]
Algunos de los sedimentos más pesados y los objetos pequeños pueden depositarse en un depósito o sumidero , que se encuentra inmediatamente debajo de la salida, donde el agua de la parte superior del depósito del depósito se desborda hacia la alcantarilla propiamente dicha. El colector cumple prácticamente la misma función que la "trampa" en las tuberías de aguas residuales domésticas al atrapar objetos.
En los Estados Unidos, a diferencia de la trampa de plomería, la cuenca de captación no necesariamente evita que se escapen gases de alcantarillado como el sulfuro de hidrógeno y el metano . Sin embargo, en el Reino Unido, donde se les llama gully pots , [4] están diseñados como verdaderas trampas llenas de agua y bloquean la salida de gases y roedores.
La mayoría de los depósitos contienen agua estancada durante las épocas más secas del año y, en los países cálidos, pueden convertirse en criaderos de mosquitos . Se han utilizado larvicidas u hormonas larvarias disruptivas, a veces liberadas de "galletas para mosquitos", para controlar la reproducción de mosquitos en los estanques 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 consiste en esparcir una fina capa de aceite sobre la superficie del agua estancada, interfiriendo con los conductos respiratorios de las larvas de mosquito.
El desempeño de los estanques de captación en la eliminación de sedimentos y otros contaminantes depende del diseño del estanque (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 disponer de grandes camiones aspiradores que realizan esta tarea.
Las cuencas colectoras actúan como tratamiento previo de primera línea para otras prácticas de tratamiento , como las cuencas de retención , al capturar grandes sedimentos y basura callejera de la escorrentía urbana antes de que ingrese a las tuberías de drenaje pluvial.
Las tuberías pueden tener muchas formas de sección transversal diferentes (rectangular, cuadrada, en forma de hogaza 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 fosos para recoger basura, a veces llamados trampas de contaminantes brutos (GPT). También se pueden utilizar tuberías de distintos materiales, como ladrillo, hormigón, polietileno de alta densidad o acero galvanizado. El plástico reforzado con fibra se utiliza cada vez más comúnmente para tuberías y accesorios de drenaje. [5]
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 colectores, normalmente no hay instalaciones de tratamiento en el sistema de tuberías. Los pequeños drenajes pluviales pueden descargar en pozos secos individuales . Los drenajes pluviales se pueden interconectar mediante tuberías ranuradas para formar un sistema de pozo seco más grande. Los drenajes pluviales pueden descargar en excavaciones hechas por el hombre conocidas como cuencas de recarga o estanques de retención.
Los drenajes pluviales a menudo no pueden gestionar la cantidad de lluvia que cae durante las fuertes lluvias y/o tormentas. Cuando los desagües pluviales se inundan, pueden ocurrir inundaciones en sótanos y calles. A diferencia de las inundaciones catastróficas, este tipo de inundación urbana ocurre en áreas urbanizadas donde prevalecen los sistemas de drenaje artificiales. Las inundaciones urbanas son la causa principal de los atascos de alcantarillado y las inundaciones de sótanos, que pueden afectar las propiedades repetidamente. [6]
Los drenajes obstruidos también contribuyen a las inundaciones por la obstrucción de los drenajes pluviales. Las comunidades o ciudades pueden ayudar a reducir esto limpiando las hojas de los desagües pluviales para evitar que se estanquen o inunden los jardines. [7] La nieve en el invierno también puede obstruir los desagües cuando hay una cantidad inusual de lluvia en el invierno y la nieve se acumula encima de los desagües pluviales. [8]
La escorrentía hacia las alcantarillas pluviales se puede minimizar incluyendo sistemas de drenaje urbano sostenible (término del Reino Unido) o prácticas de desarrollo de bajo impacto o infraestructura verde (términos de EE. UU.) en los planes municipales. Para reducir las aguas pluviales 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. El escurrimiento de aguas pluviales de superficies pavimentadas se puede dirigir a zanjas sin revestimiento (a veces llamadas cunetas o biocunetas ) antes de fluir hacia las alcantarillas pluviales, nuevamente para permitir que la escorrentía penetre en el suelo. Se pueden utilizar materiales de pavimentación permeables en la construcción de aceras, entradas de vehículos y, en algunos casos, estacionamientos, para infiltrar una parte del volumen de aguas pluviales. [9]
Muchas áreas requieren que las propiedades tengan tanques de detención que retengan temporalmente el agua de lluvia y restrinjan el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de sobrecargar el alcantarillado público durante fuertes lluvias. Una salida de rebose también puede conectarse más arriba en el lado de salida del tanque de detención. Este desbordamiento impide que el tanque de detención se llene por completo. Restringir el flujo de agua y mantener temporalmente el agua en un tanque de detención público de esta manera hace que sea mucho menos probable que la lluvia abrume las alcantarillas. [10]
La primera descarga de escorrentía urbana puede ser extremadamente sucia. El agua pluvial puede contaminarse al correr por la carretera u otra superficie impermeable , o por el escurrimiento de químicos del césped, antes de ingresar al desagüe.
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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 gasolina y otros combustibles fósiles . 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 importante de nitratos y fósforo . [11] [12]
La separación del escurrimiento no deseado se puede lograr instalando dispositivos dentro del sistema de alcantarillado pluvial. Estos dispositivos son relativamente nuevos y sólo se pueden instalar con nuevos desarrollos o durante actualizaciones importantes. Se denominan separadores de arena y aceite (OGS) o separadores de sedimentos y 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. [13]
Los depósitos de captación comúnmente se diseñan con un área de sumidero debajo del nivel de la tubería de salida, un depósito para agua y desechos 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 agua estancada durante mucho tiempo. Combinado con rejillas estándar, que tienen orificios lo suficientemente grandes como para que los mosquitos entren y salgan del lavabo, esto representa un problema importante en el control de mosquitos. [15]
Los depósitos 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 de captación generalmente no se limpian anualmente como es necesario para que funcionen según lo diseñado. La captura de escombros no sirve para nada porque una vez llenos funcionan como si no hubiera recipientes, pero continúan permitiendo un área poco profunda de retención de agua para la reproducción de mosquitos. Además, incluso si se limpia y mantiene, el depósito de agua permanece lleno, lo que da cabida a la cría de mosquitos.
Los drenajes pluviales son separados y distintos de los sistemas de alcantarillado sanitario . La separación de las alcantarillas pluviales de las 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 sin tratar al medio ambiente.
Muchos sistemas de drenaje pluvial drenan aguas pluviales no tratadas hacia ríos o arroyos. En Estados Unidos, muchos gobiernos locales llevan a cabo campañas de concientización pública sobre esto, para evitar que la gente arroje desechos al sistema de drenaje pluvial. [16] En Cleveland, Ohio , por ejemplo, todos los nuevos depósitos de captura instalados tienen inscripciones que indican que no se debe tirar ningún desperdicio y, por lo general, también incluyen una huella de pez. Trout Unlimited Canada recomienda pintar un símbolo de pez amarillo junto a los desagües pluviales existentes. [17]
Las ciudades que instalaron sus sistemas de recolección de aguas residuales antes de la década de 1930 generalmente usaban sistemas de tubería única para transportar tanto el escurrimiento urbano como las aguas residuales. Este tipo de sistema de recolección se conoce como sistema de alcantarillado combinado (CSS). El razonamiento de las ciudades cuando se construyeron alcantarillas combinadas fue que sería más barato construir un solo sistema. [18] En estos sistemas, una lluvia repentina y abundante que excede la capacidad de tratamiento de aguas residuales se desborda directamente desde los desagües pluviales hacia las aguas receptoras a través de estructuras llamadas desbordamientos combinados de alcantarillado . [19]
Los drenajes pluviales generalmente se instalan a menor profundidad que las alcantarillas combinadas. Esto se debe a que las alcantarillas combinadas fueron diseñadas para aceptar flujos de aguas residuales de edificios con sótanos, además de recibir escorrentía superficial de las calles. [20]
Alrededor de 860 comunidades en Estados Unidos cuentan con sistemas de alcantarillado combinados, que prestan servicio a unos 40 millones de personas. [21] La ciudad de Nueva York , Washington, DC , Seattle y otras ciudades con sistemas combinados tienen este problema debido a una gran afluencia de aguas pluviales después de cada lluvia intensa. Algunas ciudades han solucionado este problema añadiendo grandes tanques de almacenamiento o estanques para retener el agua hasta que pueda ser tratada. Chicago tiene un sistema de túneles, denominados colectivamente Túnel Profundo , debajo de la ciudad para almacenar las aguas pluviales. [22] Muchas áreas requieren tanques de detención o sistemas de detención en el techo que retienen temporalmente el escurrimiento en caso de lluvias intensas y restringen el flujo de salida al alcantarillado público. Esto reduce el riesgo de saturar el alcantarillado público en caso de fuertes lluvias. Una salida de rebose también puede conectarse más arriba en el lado de salida del tanque de detención. Este desbordamiento impide que el tanque de detención se llene por completo. Al restringir el flujo de agua de esta manera y retener temporalmente el agua en un tanque de detención Archivado el 1 de abril de 2012 en Wayback Machine o mediante detención en el techo, es menos probable que las alcantarillas públicas se desborden. [23]
Los códigos de construcción y las ordenanzas de los gobiernos locales varían mucho en cuanto al manejo de la escorrentía de los desagües pluviales. Es posible que se requiera que nuevos desarrollos construyan su propia capacidad de procesamiento de drenaje pluvial para devolver la escorrentía al nivel freático y que se requieran sistemas de drenaje biológico en áreas ecológicas sensibles para proteger la cuenca .
En Estados Unidos, las ciudades, comunidades suburbanas y pueblos con más de 10.000 habitantes deben obtener permisos de descarga para sus sistemas de alcantarillado pluvial, en virtud de la Ley de Agua Limpia . [24] La Agencia de Protección Ambiental (EPA) emitió regulaciones sobre aguas pluviales para las grandes ciudades en 1990 y para otras comunidades en 1999. [25] Los permisos exigen 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 municipales de drenaje existentes. Para proyectos de nueva construcción, muchos municipios exigen 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 normas de gestión de aguas pluviales. [26]
El sureste del condado de Los Ángeles instaló miles de dispositivos de captura total de basura de acero inoxidable en los desagües de sus carreteras en 2011. [27]
Ha surgido una subcultura internacional en torno a la exploración de drenajes de aguas pluviales. Sociedades como el Clan de las Cavernas exploran periódicamente los desagües subterráneos de las ciudades. Esto se conoce comúnmente como " exploración urbana ", pero también se conoce como drenaje cuando se refiere específicamente a los drenajes pluviales. [28]
En varias grandes ciudades estadounidenses, las personas sin hogar viven en alcantarillas pluviales. Al menos 300 personas viven en las 200 millas de alcantarillas subterráneas de Las Vegas , y muchas de ellas se ganan la vida encontrando ganancias no reclamadas en las máquinas de juego. [29] En 2009 se fundó una organización llamada Shine a Light para ayudar a los residentes del drenaje después de que ocurrieran más de 20 muertes por ahogamiento en los años anteriores. [29] [30] Un hombre en San Diego fue desalojado de un drenaje pluvial después de vivir allí durante nueve meses en 1986. [31]
Los estudios arqueológicos han revelado el uso de sistemas de escorrentía de aguas pluviales bastante sofisticados en las culturas antiguas. Por ejemplo, en la Creta minoica , alrededor del año 2000 a. C., ciudades como Festos fueron diseñadas para tener desagües pluviales y canales para recoger la escorrentía de las precipitaciones. En Knossos , Creta , los desagües pluviales incluyen estructuras revestidas de piedra lo suficientemente grandes como para que una persona pueda arrastrarse por ellas. [32] Otros ejemplos de civilizaciones tempranas con elementos de sistemas de drenaje de aguas pluviales incluyen a los primeros habitantes de las Orcadas continentales , como Gurness y Brough of Birsay en Escocia .
