Un sistema de biorretención de agua de lluvia puede ayudar a combatir inundaciones

Esta tecnología permite captar y tratar el agua antes de que vaya a parar directamente a ríos y arroyos, para que se infiltre en el suelo con velocidad y volumen adecuados

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – Investigadores de la Escuela de Ingeniería de São Carlos, de la Universidad de São Paulo (EESC-USP), están estudiando un sistema de drenaje de agua de lluvia que constituye una alternativa a los que se utilizan actualmente en Brasil, y puede contribuir para mitigar el problema de inundaciones en las ciudades.

Algunos resultados de este estudio, realizado en el marco de un Proyecto Temático apoyado por la FAPESP, se presentaron durante la conferencia intitulada “Water, megacities and global change”, realizada a comienzos de diciembre pasado en la Unesco, en París, en simultáneo con la 21ª Conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (COP21).

“El sistema permite captar agua de lluvia antes de que vaya a parar directamente a un río o un arroyo de una ciudad, por ejemplo, para que pueda tratársela previamente y se infiltre en el suelo a una velocidad y volumen adecuados, con lo cual disminuye el riesgo de inundaciones. Por eso puede resulta útil en la prevención anegamientos”, declaró Altair Rosa, uno de los participantes en el proyecto, a Agência FAPESP.

Esta solución de drenaje consiste en la construcción en áreas que suelen sufrir con anegamientos de filtros subterráneos permeables, compuestos por capas superpuestas de césped, arena, piedra y manta geotextil, que permiten retener contaminantes y detener temporalmente volúmenes excesivos de agua de lluvia que se escurren dentro de ellos.

Las estructuras, llamadas técnicamente sistemas de biorretención, funcionan como un reservorio para la amortiguación del agua de lluvia, almacenándola durante un determinado lapso de tiempo de modo tal que posteriormente pueda infiltrarse en el suelo o que éste pueda absorberla naturalmente.

De este modo, dichas estructuras ayudan a achicar el volumen de agua de lluvia y a retardar los picos de crecidas en cuencas o microcuencas de ríos y arroyos en zonas urbanizadas, explicó Altair, quien participa en el proyecto con una Beca concedida por la FAPESP.

“Este sistema puede colaborar bastante en ese sentido, pues hace que el agua de la lluvia que recibe colabore en el abastecimiento de la napa freática, sin tener que pasar por una tubería, por ejemplo, hasta llegar a su destino final. Y permite retener y tratar agua de lluvia que podría desperdiciarse”, afirmó.

La capa superficial del sistema, compuesta por vegetación, permite retener el agua de la lluvia de manera tal de no causar problemas de erosión.

Junto con las capas de arena y piedra y la manta geotextil, la capa de vegetación también ayuda en la retención de contaminantes que el agua de lluvia arrastra, detalló Altair.

“Al pasar por esa serie de filtros, el agua de lluvia es cada más tratada antes de llegar a la napa freática”, dijo.

El desempeño del sistema

A los efectos de evaluar el desempeño del sistema, los investigadores mapearon ocho áreas críticas para inundaciones en el campus 2 de la USP de São Carlos, en el interior de São Paulo, y seleccionaron una de ellas para instalarlo.

Para intentar prever si el sistema tendría capacidad de almacenar la cantidad de agua de lluvia con pronóstico de precipitación en el área donde fue instalado, emplearon un nuevo método de dimensionamiento de sistemas de drenaje que desarrollaron en el ámbito del proyecto en colaboración con grupos de otras universidades e instituciones de investigación.

Una de las diferencias significativas de este método consiste en la utilización de simulaciones de escenarios climáticos futuros y datos tales como la extensión, el grado de urbanización y de vegetación y la previsión de nuevas construcciones en el área donde se implementará la técnica de drenaje.

Asimismo, integra indicadores de calidad y cantidad de agua de lluvia y estimaciones de riesgos de contaminación de la población, lo cual, de acuerdo con los investigadores, constituye un aspecto no abordado mediante los métodos tradicionales de dimensionamiento de sistemas de drenaje.

De este modo, este método de dimensionamiento permite construir sistemas de drenaje en forma modular y escalonada en el transcurso del tiempo y que la obra se ejecute progresivamente, permitiendo así una mayor flexibilidad en el costeo y una mayor eficiencia en el funcionamiento.

“Este método de dimensionamiento de sistemas de drenaje modulares y escalonados es fundamental en países como Brasil, donde se registra una tasa creciente de urbanización y existe un régimen de lluvias muy superior al de otros países”, apuntó Eduardo Mario Mendiondo, docente de la EESC-USP e investigador responsable del proyecto.

Resultados preliminares indicaron que el nuevo modelo de dimensionamiento fue capaz de prever los volúmenes de agua de lluvia que el sistema de biorretención es capaz de almacenar con un buen margen de seguridad, incluso durante picos de crecidas.

A su vez, el sistema implementado en el campus de la USP de São Carlos también mostró capacidad para retener la cantidad de agua de lluvia que recibió durante las últimas semanas, incluso la del final de diciembre, cuando se registraron en dicha ciudad del interior paulista lluvias con un volumen superior a los 60 milímetros, superando la media de precipitación de los últimos 80 años.

“Vimos que incluso con un volumen de lluvia inesperado el sistema funcionó y fue capaz de retener toda el agua que recibió”, afirmó Altair.

Para monitorear la calidad y la cantidad de agua escurrida, los investigadores instalaron sensores en la entrada y en la salida del sistema de biorretención, aparte de un sistema de transmisión de datos en tiempo real con el objetivo de permitir el control del funcionamiento.

“La idea del uso de esos sensores apunta a que, con el surgimiento de tecnologías destinadas a desarrollar ciudades inteligentes, en el futuro cercano sea posible que los propios ciudadanos, los habitantes de un edificio, por ejemplo, controlen el tratamiento de la contaminación del agua que realizan esos sistemas de biorretención”, afirmó Mendiondo, quien es también coordinador de investigación y desarrollo del Centro Nacional de Monitoreo y Alertas de Desastres (Cemaden) del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI).

Algunos análisis preliminares indicaron que los sensores de monitoreo fueron capaces de medir con bastante precisión los niveles de metales y sustancias tales como nitrito, nitrato y fósforo en el agua que ingresa en el sistema.

“Como el sistema se construyó recientemente, estimamos que con el correr del tiempo la calidad del agua y la infiltración en el suelo mejorarán progresivamente”, dijo Altair.

Ventajas

De acuerdo con los investigadores, algunas de las ventajas del sistema alternativo de drenaje de agua residen en el hecho de que puede modificárselo y expandírselo de acuerdo con el grado de urbanización de una determinada área, es barato, no interfiere en el paisaje local y ayuda la controlar la polución en áreas donde hay tránsito intenso de vehículos, toda vez que el agua de lluvia que se escurre hacia el sistema arrastra los contaminantes.

Asimismo, también puede servir para otras finalidades, tales como el tratamiento de efluentes, y emplearse junto con los sistemas de drenaje urbano basados en canalizaciones que se utilizan actualmente en las ciudades.

“En lugar de únicamente colocar una boca de tormenta en una calle, por ejemplo, es posible asociarla a ese sistema de drenaje alternativo que permite no solamente escurrir el agua de lluvia, sino también hacer que se la misma infiltre o sea absorbida por el suelo y retenga parte de la contaminación que se genera en la cuenca debido a la constante urbanización”, dijo Mendiondo.

Según el investigador, a estas soluciones de drenaje sostenible, en las cuales se alían técnicas provenientes de la Ingeniería, la Arquitectura, el Paisajismo y la Química, entre otras áreas, se las conoce y se las utiliza desde comienzos de la década de 1990 en países tales como Francia, Australia y Estados Unidos.

En Brasil son todavía recientes y su grupo de la EESC-USP las ha venido estudiando durante los últimos diez años con base en experimentos piloto como los que se están realizando actualmente en el campus 2 de la USP de São Carlos.

“Estas técnicas compensatorias pueden contribuir como elementos viables en planes de adaptación que cada vez se están implementando más en países que ya están afrontando la gestión de potenciales riesgos de desastres resultantes de la urbanización excesiva y los impactos de las crecidas de los cursos de agua en las ciudades”, sostuvo Mendiondo.

De acuerdo con el investigador, la idea es que dichas técnicas puedan aportar a nuevas investigaciones, por un lado, y promover cambios a largo plazo en los sistemas de drenaje urbano utilizados en Brasil que –según él– han generado conflictos debido a la falta de mantenimiento, la obsolescencia y la incapacidad de evitar desastres e impactos causados por inundaciones y anegamientos, por otro lado.

“Las inundaciones y los anegamientos acarrean pérdidas económicas y humanas. Por eso la Política Nacional de Defensa y Protección Civil, como así también el Marco Internacional de Reducción de Riesgos de Desastres, que orientó las discusiones de la COP21, establecieron como prioritarias acciones para mitigar sus impactos”, afirmó.