El infiltrómetro ayuda a la ciudad de Pittsburgh a limitar las infraestructuras tradicionales de aguas pluviales

Infiltrometer helps city of Pittsburgh limit traditional stormwater infrastructure

Aunque son difíciles y caras de restaurar, las calles pavimentadas con ladrillo que aún existen en algunos barrios de Pensilvania merece la pena conservarlas, según la ciudad de Pittsburgh.

Dellrose Street, una antigua calle de ladrillo de 900 pies de largo, necesitaba reparaciones, pero la ciudad de Pittsburgh quería limitar la infraestructura tradicional de aguas pluviales, como tuberías y cuencas colectoras. Para preservar la estética del barrio, contrataron a ms consultants, inc. para diseñar una solución de adoquines permeables que permitiera controlar los volúmenes y los picos de escorrentía de las aguas pluviales, que tradicionalmente se desviaban a través de los colectores de aguas pluviales. Jason Borne, ingeniero de aguas pluviales de ms consultants que trabajó en el proyecto, dice: "Lo que intentamos hacer es comprender el potencial de infiltración in situ de los subsuelos para determinar los procesos naturales más eficientes para atenuar los flujos; ya sea mediante la infiltración del exceso de volumen de agua de nuevo en el suelo o mediante la liberación lenta fuera del sitio". Utilizó el infiltrómetroSATURO para hacerse una idea de cómo infiltraría el agua el material de relleno urbano.

LA INFRAESTRUCTURA VERDE FAVORECE LA INFILTRACIÓN NATURAL

Cuando Borne y su equipo investigaron qué podían hacer para ralentizar la escorrentía, decidieron que los adoquines permeables serían una solución viable. No hay mucho que se pueda hacer una vez que se ha colocado una superficie endurecida como el pavimento. Las superficies de pavimento tradicionales aceleran la escorrentía, lo que requiere cuencas colectoras y tuberías de gran diámetro para transportar la escorrentía fuera del emplazamiento. Nos interesaba investigar lo que algunos subsuelos urbanos o rellenos urbanos nos permitirían hacer desde el punto de vista de la infiltración. Cuando empezamos a estudiar algunos de estos subsuelos, decidimos que un sistema de adoquines permeables sería ideal para esta calle en concreto."

LOS INFILTRÓMETROS DETERMINAN EL POTENCIAL DE INFILTRACIÓN NATURAL

Una vez que el agua fluyó hacia el árido, el equipo empezó a idear formas de ralentizarla y favorecer la infiltración. Borne explica: "Básicamente, ideamos un sistema de barreras de flujo subsuperficiales escalonadas. Teníamos unas 60 barreras de flujo de hormigón en el subsuelo dentro de la base de grava de la carretera. Necesitábamos tantas porque la pendiente longitudinal de la carretera era considerable. Detrás de cada una de estas barreras almacenábamos una parte de las aguas pluviales que normalmente escurrían por la obra. Lo ideal era eliminar el agua almacenada mediante la infiltración, es decir, hacerla descender hasta el subsuelo y alejarla, por lo que utilizamos infiltrómetros para ayudarnos a establecer dónde podíamos maximizar la infiltración y dónde podríamos tener que recurrir a otros métodos de gestión."

NECESIDAD DE TIEMPOS DE PRUEBA MÁS RÁPIDOS

Borne afirma que los estudios de suelos del USDA son demasiado generalizados para las aplicaciones de infraestructuras verdes en zonas urbanas y sólo dan aproximaciones burdas de la conductividad hidráulica del suelo. Para saber cuál es la mejor manera de favorecer la infiltración natural es preciso conocer la tasa de infiltración o la conductividad hidráulica del lugar en cuestión. Según él, "el objetivo es excavar hasta la cota deseada antes de la construcción y averiguar, mediante algún tipo de dispositivo, cuál es el potencial de infiltración del subsuelo. Normalmente utilizamos un infiltrómetro de doble anillo, pero es un aparato muy manual. Estamos constantemente rellenando agua, y requiere que estemos in situ y atentos a lo que ocurre. Realmente no podemos hacer varias cosas a la vez, sobre todo en zonas de suelos con una infiltración decente, donde el dispositivo puede quedarse sin agua en 30 minutos o menos. Así que, en aras de ahorrar agua y tiempo, utilizamos el infiltrómetro automatizado SATURO y el manual de doble anillo simultáneamente a efectos comparativos."

TIEMPOS DE PRUEBA MÁS CORTOS QUE PERMITEN CAMBIOS DE DISEÑO SOBRE LA MARCHA

Aunque la mayor parte del subsuelo era un relleno urbano de arcilla, había una clara transición entre ese material arcilloso y una mezcla de esquisto roto y arcilla. Borne explica: "Tras la excavación, llovió y vimos que el agua desaparecía a través del material de esquisto roto/arcilla. Cuando hicimos las pruebas de infiltración, la mezcla de pizarra y arcilla mostró un mayor potencial de infiltración que el material de relleno de arcilla. Eso nos llevó a modificar el diseño de las barreras de flujo subsuperficial basándonos en los índices de infiltración específicos observados en los subsuelos. Allí donde las pruebas mostraron valores de conductividad hidráulica más altos, pudimos confiar totalmente en la infiltración para eliminar el agua de detrás de las presas de contención." Borne añade que en las zonas donde la infiltración era deficiente, aumentaron la infiltración con un concepto de liberación lenta. Colocamos algunos orificios de drenaje en la barrera de flujo y dejamos que el agua se escurriera hasta la siguiente barrera, y así sucesivamente". Básicamente, el infiltrómetro automatizado SATURO nos permitió hacer muchas pruebas en poco tiempo para establecer un umbral de dónde se encontraban los suelos con buena infiltración y los suelos con mala infiltración. Esto nos permitió cambiar el diseño sobre la marcha. Con el infiltrómetro de doble anillo se tarda mucho más tiempo en hacer una prueba, y el tiempo es esencial cuando el contratista quiere rellenar la zona y poner las cosas en marcha. Era bueno disponer de una herramienta que nos proporcionara la información que necesitábamos con mayor rapidez."

¿QUÉ TAL EL DOBLE ANILLO Y SATURO ?

Borne afirma que el infiltrómetro SATURO era más rápido y reducía la posibilidad de error humano. Y añade: "Nos gustaba la idea de que estuviera muy estandarizado. El trazado automatizado del flujo a lo largo del tiempo también nos interesaba mucho, porque podíamos ver una tendencia o anomalías que pudieran invalidar los resultados que estábamos obteniendo. El infiltrómetro de doble anillo tarda mucho tiempo en alcanzar un estado de equilibrio, y es difícil saber cuándo se produce. Estás siguiendo las directrices sugeridas por el Departamento de Protección Medioambiental de Pensilvania, pero son muy generalizadas. En mi opinión, no se adaptan a todas las situaciones. Lo que descubrimos con el infiltrómetro de SATURO es que registra información a intervalos muy discretos, traza una curva del flujo a lo largo del tiempo y, cuando se nivela, básicamente se alcanza el equilibrio. Se llega a ese estado de equilibrio más rápidamente. Se ahorra agua, pero también tiempo. Y existe la satisfacción de obtener resultados estandarizados en lugar de la posibilidad de que cada técnico aplique los principios de forma ligeramente diferente, como podría ocurrir con el infiltrómetro de doble anillo". En última instancia, Borne y su equipo pudieron preparar un diseño de calle de adoquines permeables que permitía excluir la infraestructura tradicional de alcantarillado pluvial, reduciendo tanto los costes de capital como los del ciclo de vida de mantenimiento a largo plazo. Se pretende que el concepto de adoquín permeable sirva de modelo para que la ciudad de Pittsburgh lo aplique a la futura reconstrucción de otras calles de la ciudad.

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