Diseño de un jardín de lluvia: guía técnica
La gestión de las aguas pluviales en nuestras ciudades: aquí hay 3 ejemplos prácticos de diseño de un jardín de lluvia para descargar gratuitamente
Como todos sabemos, el fuerte impacto de las actividades humanas y la contaminación que estas producen han acelerado notablemente en las últimas décadas el calentamiento global y el cambio climático.
Los efectos de todo esto son bien visibles en el mundo: basta pensar en el aumento exponencial de los eventos pluviales extremos (inundaciones, incendios, deslizamientos de tierra, lluvias ácidas, etc.).
Oportunidades y estrategias para gestionar eficazmente estos riesgos ya existen y pueden ser desarrolladas/implementadas, a escala local o internacional, gracias también a las nuevas tecnologías sostenibles y ambientalmente compatibles.
Veamos entonces, en el enfoque de esta semana, algunas aplicaciones prácticas de tales principios: algunos ejemplos de diseño de jardines de lluvia (un proyecto simplificado y uno más complejo/jardín bioretention) con tres ejemplos prácticos para descargar gratuitamente realizados con un software para el diseño arquitectónico.
Vista general del diseño complejo de jardines de lluvia
Índice
¿Qué es un jardín de lluvia?
En general, por jardín de lluvia se entiende un hundimiento o depresión (natural o artificial) que recoge el agua de escorrentía, es decir, el agua que se recoge de techos, calles, aceras y otras superficies urbanas impermeables o semipermeables. Este hundimiento, y las capas bajo la superficie, permiten un desecho parcial o total del agua en un sistema de drenaje subterráneo (y a menudo también su reciclaje/reutilización para riego).
Pero con el término jardín de lluvia también se indica un tipo de proyecto con una capa de “vida” que permite filtrar sustancias contaminantes, pesticidas, fertilizantes, etc., llevados por la escorrentía del agua, antes de entrar en los desagües: de hecho, se ha estimado que hasta el 70% de la contaminación en ríos y lagos proviene de la lluvia que «lava» las áreas urbanas.
Es por esto que los proyectos más complejos de jardines de lluvia a menudo se denominan “bioretention” (estanques, áreas al borde de carreteras/ferrocarriles, jardines, etc.): espacios verdes que se utilizan para «limpiar» el agua de escorrentía.
Gestión de las aguas pluviales e impacto ambiental
Un jardín de lluvia permite el control de la escorrentía de aguas pluviales a través de sistemas de ingeniería natural que permiten un conjunto de acciones destinadas a reducir los riesgos relacionados con la escorrentía incontrolada de las aguas pluviales.
Un primer paso necesario en la gestión de las aguas pluviales es comprender cómo el agua interactúa con el territorio, con su orografía, su estratigrafía, la vegetación y las construcciones presentes.
También hay que tener en cuenta que un enfoque eficaz para la gestión de las aguas pluviales debe basarse en un análisis hidrológico profundo.
Por ejemplo, es esencial prever con antelación los volúmenes involucrados en los eventos de lluvia. Un evento de lluvia a menudo se caracteriza por un breve pico inicial de un volumen de agua muy elevado. En caso de que el volumen de agua supere la capacidad del sistema de alcantarillado, existe el riesgo de inundaciones. Otra causa común de inundación es el mantenimiento inadecuado que puede crear una obstrucción (es decir, bloqueos del flujo de agua debido a escombros) y, en consecuencia, la ineficiencia del sistema de transporte de agua.
Las áreas urbanas están caracterizadas por estructuras, edificios, calles y superficies genéricas que limitan la cantidad de agua drenada y filtrada por el suelo, lo que determina un aumento significativo de los volúmenes de agua superficial. Además, superficies como las calles se convierten en un camino preferencial donde el flujo aumenta rápidamente la velocidad y el potencial de devastación.
Diferente índice de infiltración vs escorrentía entre las superficies urbanas y naturales
Respuesta del drenaje urbano a los cambios climáticos
Como se mostró durante la “11 ° Conferencia Internacional de Urban Drainage Modelling”, la crisis climática podría tener un papel sustancial en los cambios del patrón de precipitaciones. Por ejemplo, se ha previsto que habrá un aumento en el número y la intensidad de las “precipitaciones estivales extremas”.
Como resultado, se debe realizar una nueva evaluación de riesgos, en particular, por sus efectos en el sistema de agua potable y en el de aguas residuales. En muchas áreas del mundo, el cálculo de ingeniería de drenaje se ha basado hasta ahora en el supuesto de que las estadísticas de lluvias permanecerán iguales en el futuro, manteniendo las mismas tendencias del pasado y del presente.
Para considerar correctamente los cambios climáticos, los datos sobre precipitaciones deben ser multiplicados por un factor que incluya un aumento previsto de la intensidad de la lluvia. Sobre la base de estos supuestos, se puede desarrollar un nuevo plan teniendo en cuenta:
- el diseño de nuevos sistemas de alcantarillado;
- el mantenimiento, la actualización y la adaptación de los sistemas existentes.
La solución de jardín de lluvia se inserta perfectamente en esta segunda (y más económica) categoría de trabajos.
Posibles consecuencias de gestión inadecuada de aguas pluviales
Diseño de un jardín de lluvia: dos soluciones diferentes
Con el fin de mitigar estos problemas se han imaginado diversas soluciones: en este Focus realizaremos un proyecto completamente funcional con dos opciones.
Es oportuno tener en cuenta que cada solución propuesta debe ser readaptada a las condiciones locales, considerando factores climáticos, normativas locales, la disponibilidad de materiales y así sucesivamente. Para los objetivos que nos hemos propuesto, en este ejemplo supondremos que todas las investigaciones preliminares ya se han realizado y evaluado en las fases iniciales del diseño.
Ejemplo simplificado de diseño de jardín de lluvia
Diseño simplificado de un jardín de lluvia
Un jardín de lluvia en su forma muy simple es un sistema diseñado para capturar el agua de escorrentía, redirigiendo el flujo de la superficie al subsuelo, activando algunas reacciones que tratan y purifican el agua.
La simplicidad del diseño lo hace aplicable prácticamente en cualquier lugar, incluso en espacios privados, para capturar cantidades muy pequeñas de agua. Por ejemplo, puede encontrarse en los jardines de las casas justo en la dirección de la salida del canal (ver imágenes a continuación).
Diseño jardín de lluvia – planta
Como es posible observar, el agua de lluvia que proviene del sistema del techo, después de ser recogida, es canalizada a través del camino de piedras y luego hacia el jardín de lluvia.
Criterio de dimensionamiento
Para definir un criterio de dimensionamiento para un pequeño jardín de lluvia necesitamos algunas informaciones básicas, fácilmente accesibles:
- el área de drenaje del techo;
- el número de bajantes;
- la pendiente del terreno;
- el tipo de suelo;
- la cantidad de lluvia.
Datos del ejemplo de jardín de lluvia
En este ejemplo supongamos que tenemos un techo de 200 m2 con 4 bajantes: por lo tanto, cada bajante sirve a una superficie de 50 m².
Diseño de jardín de lluvia – sección
Entonces, considerando las siguientes directrices:
- para pendientes iguales o inferiores al 4%, el estanque debería ser de aproximadamente 10 centímetros;
- para pendientes entre el 5% y el 7% el estanque debería ser de aproximadamente 15 centímetros;
- para pendientes entre el 8% y el 12% el estanque debería ser de aproximadamente 20 centímetros;
- para pendientes superiores se vuelve demasiado complejo utilizar este tipo de jardín de lluvia.
Supongamos que tenemos una pendiente del 6% y un estanque de 15 centímetros de profundidad.
La calidad del suelo determinará la velocidad con la que el agua es absorbida por el subsuelo: un terreno arenoso drenará el agua más rápido que un terreno limoso y un terreno arcilloso drenará el agua muy lentamente en comparación con las otras dos categorías.
En este caso consideraremos un terreno limoso.
En cuanto a la cantidad de agua, consideremos un promedio de 5 centímetros de lluvia por evento.
Dimensionamiento
Dada la siguiente fórmula:
extensión jardín de lluvia = superficie techo x cantidad de lluvia / profundidad del jardín
en nuestro ejemplo tendremos:
50 m² * 0,05 m = volumen de agua = 2,5 m³
2,5 m³ / 0,15 m= extensión jardín de lluvia = 16,7 m²
Por lo tanto, nuestro jardín de lluvia deberá ser de al menos 16,7 m².
El correspondiente proyecto BIM del jardín de lluvia está disponible, para descarga gratuita, al final de este artículo. Dentro del archivo también se encuentra la tabla de volúmenes para el cálculo de las obras en tierra.
La imagen aquí abajo muestra un ejemplo de diseño de un jardín de lluvia a pequeña escala en un contexto más urbanizado. En ausencia de espacio disponible, este sistema de recolección puede resultar muy útil.
Clic aquí para obtener el modelo 3D (.edf file) de un proyecto de jardín de lluvia simplificado #1
Descarga el modelo 3D (.edf file) de un proyecto de jardín de lluvia simplificado #2
Solución fácil de jardín de lluvia en área urbanizada
Diseño avanzado de un jardín de lluvia
En un contexto altamente urbanizado, puede parecer difícil aplicar estos conceptos, ya que los mayores volúmenes de agua involucrados pueden requerir también una superficie más amplia del estanque: este obstáculo solo puede superarse aumentando la capacidad de drenaje de las capas subyacentes al estanque.
El objetivo de este análisis es simplemente proporcionar una guía con consejos útiles sobre el diseño del jardín de lluvia; por esta razón, omitiremos todos los aspectos de cálculo y las normas relacionadas (debido a que deben considerarse a nivel local).
Sin embargo, supongamos que la superficie del jardín es de aproximadamente el 2% del área urbana impermeable, un estanque debería ser profundo de 10-30 cm y una conductividad hidráulica de 100-300 mm / hora.
Veamos algunas características de diseño.
Jardín de lluvia, diseño complejo: sección transversal con medidas y estratigrafía vertical
Características de diseño
En este ejemplo de jardín de lluvia comenzaremos diseñando una sección de excavación de 2,75 m x 1,40 m (excluyendo los volúmenes ocupados por elementos estructurales), con un revestimiento impermeable tanto en los lados como en el fondo.
Debemos capturar el agua de lluvia de escorrentía que llega desde la carretera por un lado y desde la pista de ciclismo y la acera por el lado opuesto.
El flujo de agua será canalizado en el jardín a través de los orificios de desagüe que también representan los límites más altos que el agua puede alcanzar antes de que el sistema de «desbordamiento» comience a funcionar.
Recordemos que el «desbordamiento» drenará el agua sin ningún tratamiento.
Un componente adicional útil puede ser construir una pequeña zanja de mantenimiento justo debajo de los orificios de desagüe. Este pretratamiento interceptará y retendrá los sedimentos que de otro modo podrían obstruir el biofiltro, acortando su duración y comprometiendo el rendimiento general.
Primer plano técnico
El primer plano técnico que el agua encontrará es el área filtro. Es aquí donde la presencia de vegetación se vuelve importante.
Este plano debe ser elegido considerando las propiedades estructurales de los materiales y la conductividad hidráulica, generalmente entre 100 y 300 mm / hora.
El objetivo principal debe ser permitir el drenaje del agua y, por lo tanto, contener menos del 3% de limo y arcilla (los materiales se trabajan mediante lavado para eliminar arcilla y fracciones de limo).
Claramente, es apropiado crear un sustrato para sostener la expansión de las raíces de las plantas, y también para promover un rico ambiente microbiológico.
Considerando el sistema radical de la variedad de plantas elegida, el grosor de esta capa no debe ser superior a 40 y 60 cm.
Capa de transición
Justo debajo de la capa de biofiltro, también debe implementarse una capa de transición. Esta área actúa como un filtro que impide la migración vertical de los materiales que componen el biofiltro en el área de drenaje; debe estar compuesta de arena bien calibrada con menos del 2% de partículas finas.
Con el fin de facilitar el drenaje, cada capa inferior debe tener mayor conductividad hidráulica que la inmediatamente superior. El grosor mínimo de esta capa debe ser de 10 cm.
Capa de fondo
La capa en el fondo de la estratificación es el sistema de drenaje, constituido por agregados finos (tamaño de grava de 2 a 7 mm). La función principal de esta zona es recoger y transportar el agua de lluvia tratada y, finalmente, en este particular proyecto estratificado, retener y almacenar una reserva de agua accesible a la vegetación durante los períodos de sequía.
El grosor de esta zona (temporalmente) sumergida debe estar entre 45 y 50 cm (se requiere un mínimo de 30 cm). Los largos períodos sin eventos de lluvia tendrán, por supuesto, un impacto negativo en la vegetación. Por esta razón, es fundamental estimar el período operativo de la zona sumergida y se puede considerar esta simple fórmula:
tiempo de escorrentía del agua (días) = porosidad del medio x profundidad zona sumergida (mm) / tasa de evapotranspiración (mm / día)
La conductividad hidráulica del sistema aquí es superior a la zona de transición superpuesta: en esta zona también se puede instalar un tubo de recogida como parte de la toma elevada.
Un componente adicional altamente recomendado en este sistema es el «desagüe elevado» que permite crear una bañera sumergida que permite filtrar y canalizar el agua en exceso.
Descarga el modelo 3D (.edf file) de un proyecto complejo de jardín de lluvia
Selección de la vegetación para un jardín de lluvia
Como se mencionó, las plantas son elementos esenciales en los sistemas de biorretención.
Es difícil definir una variedad de vegetación que pueda ser plantada en todas las condiciones climáticas en todo el mundo; por tal motivo, en este ejemplo destacaremos algunos principios básicos a tener en cuenta al elegir la vegetación.
Regla principal
Es necesario plantar variedades y especies locales.
Las plantas autóctonas están fundamentalmente en sintonía con el medio ambiente; por lo tanto, reaccionarán mejor a las variaciones climáticas, a los ataques de plagas y a la competencia de malas hierbas invasoras. En pocas palabras, son más resistentes.
Otro aspecto fundamental a considerar son las características de las raíces. El mejor rendimiento es directamente proporcional a la longitud de las raíces, pero también a la alta presencia de raíces finas y una superficie general de contacto entre raíces y suelo.
Además, una buena práctica consiste en utilizar una alta densidad de plantación combinada con una alta diversidad de especies y tipos. Diferentes plantas pueden variar en su rendimiento en relación con la variación del tiempo durante el cambio de estación. También la capacidad de absorber nutrientes, minerales y metales puede variar considerablemente entre las diferentes plantas.
Estas son solo algunas de las consideraciones más importantes a tener en cuenta. Un estudio separado y localizado de la componente vegetal es esencial para un rendimiento más elevado del sistema.
Variantes
En conclusión, hemos descrito un par de tipos de jardines de lluvia; sin embargo, existen muchas otras variantes posibles en términos de forma, tamaño y complejidad.
Por ejemplo, en la imagen que sigue se puede ver un jardín de lluvia a gran escala que es aún más eficiente que el primer modelo descrito anteriormente, con algunas funcionalidades utilizadas también en el tipo de proyecto complejo (el proyecto completo puede ser descargado gratuitamente a continuación).
sección de un diseño complejo de jardín de lluvia
Proyecto complejo de jardín de lluvia
Finalmente, si estás interesado en este tema, te recomiendo leer también los siguientes artículos:
- Cómo diseñar un espacio exterior, ejemplos desde el concepto hasta el diseño específico
- Proyecto de iluminación de jardín
Recursos y descargas para el diseño de rain garden
En esta sección encontrarás los enlaces para descargar los archivos de los proyectos y las diapositivas de presentación.
Clic aquí para obtener el modelo 3D (.edf file) de un proyecto de rain garden simplificado #1
Descarga el modelo 3D (.edf file) de un proyecto de rain garden simplificado #2
También descarga el modelo 3D (.edf file) de un proyecto complejo de rain garden
Diapositivas sobre cómo diseñar un rain garden
Video
FAQ
¿Qué es un rain garden?
Un rain garden es un hundimiento o depresión natural o artificial que recoge el agua de escorrentía proveniente de techos, calles y otras superficies urbanas. Sirve para filtrar y drenar el agua en el suelo o en sistemas de drenaje subterráneo, reduciendo la contaminación del agua y mejorando la gestión hídrica.
¿Cuál es el papel del rain garden en la gestión de aguas pluviales?
El rain garden controla el escurrimiento de las aguas pluviales a través de sistemas de ingeniería natural, reduciendo el riesgo de inundaciones y filtrando sustancias contaminantes antes de que entren en los sistemas hídricos naturales.
¿Cuáles son los beneficios ambientales de un rain garden?
Los rain gardens mejoran la calidad del agua al reducir la contaminación por escorrentía, ayudan a prevenir inundaciones, fomentan la biodiversidad urbana y pueden contribuir a la recarga de los acuíferos.
¿Cuáles son los elementos clave de un rain garden complejo?
Un rain garden complejo incluye diferentes capas de filtración, un sistema de drenaje avanzado, una estratificación con materiales específicos para la retención de agua y la filtración, y un sistema de desbordamiento para la gestión del agua en exceso.
