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Amortiguación de caudales pico con uso de TANQUES TORMENTA

Septiembre 2020

El crecimiento poblacional que lleva al aumento en la urbanización de zonas antes no pobladas, plantea retos a la ingeniería actual a fin de garantizar construcciones modernas, seguras y armónicas con el medio ambiente.

Existe una práctica común como es la impermeabilización de gran parte de las superficies, que genera que el agua lluvia que antes se infiltraba corra por las superficies, aumentado la escorrentía que llega hasta el alcantarillado, fenómeno que genera la modificación del ciclo hidrológico.

En este sentido, la ingeniería debe proponer e implementar soluciones técnicas que permitan la amortiguación de estos caudales de escorrentía, buscando aliviar las redes de alcantarillado pluvial o combinando existentes, mitigando así el riesgo de inundación y optimizando el diseño de redes de alcantarillado pluvial futuro.

Los Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible - Suds se definen como elementos integrantes de la infraestructura hidráulica urbana, cuya misión es captar, retener, transportar, almacenar e infiltrar el agua pluvial al terreno e intentar reproducir al máximo el ciclo hidrológico natural previo al proceso urbanizador, ayudando así a la capacidad de los colectores durante un evento de precipitación.

Dentro de las tipologías de Suds, se encuentran techos verdes, zanjas de infiltración, pavimentos permeables y depósitos de retención como son los tanques tormenta. Este tipo de Sistemas urbanos son depósitos dedicados a capturar y retener el agua de lluvia transportada hasta ellos y pueden ser fabricados “in situ” en concreto o prefabricados en material plástico.

Los tanques se construyen enterrados o dentro de la edificación y permiten retener, reutilizar y/o entregar las aguas lluvias de nuevo al alcantarillado. Los tanques prefabricados plásticos modulares, adicionalmente, ayudan en la infiltración del agua lluvia al terreno, ya que están envueltos de geotextiles que permiten la salida del agua del tanque y evitan la entrada de materiales finos que lo colmaten.

El Reglamento Técnico para el Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico - Ras, adoptado mediante la Resolución 330 de 2017, señala en su artículo 153, que para nuevos desarrollos urbanos donde se modifique la cobertura del suelo, se deben diseñar Sistemas urbanos de drenaje sostenible con el objetivo de reducir mínimo un 25% del caudal pico del hidrograma de creciente de diseño. Lo anterior evidencia la importancia de hacer análisis de las condiciones de escorrentía antes y después del proyecto

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Para obtener el volumen del tanque tormenta en un proyecto, primero se debe calcular la intensidad (I), la cual se puede hallar a partir de la gráfica de intensidad, duración y frecuencia (IDF). Posteriormente, se determina el coeficiente de escorrentía (C), que es la relación entre la lámina de agua precipitada sobre una superficie y la lámina de agua que escurre superficialmente. Por último, se debe determinar el área de estudio (A), aplicando el método racional para hallar el caudal pico. Q=C*I*A.

Es importante tener en cuenta las limitaciones de la aplicación del método racional, el cual proporciona solamente un caudal pico, supone que la lluvia es uniforme en el tiempo y en toda el área e ignora los efectos de almacenamiento o retención temporal del agua escurrida en la superficie, asumiendo que el período de retorno de la precipitación y el de la escorrentía son los mismos. Por estas razones, se limita el uso de este método a proyectos con extensiones inferiores a las 80 Ha.

Una vez obtenido el caudal pico, se procede a hallar el hidrograma unitario del servicio de conservación de suelos (SCS) el cual es el resultante correspondiente al volumen de un centímetro de escurrimiento. Luego de esto, hay que seleccionar la duración de la lluvia, con base en los datos de análisis de precipitación con los cuales se halló la IDF y así obtener los hidrogramas en condición pre desarrollo, pos desarrollo, y con las condiciones mínimas dadas por la RAS del 25% de la amortiguación del caudal pico, como se puede observar en la gráfica.

La metodología aquí expuesta describe el cálculo del volumen de los tanques tormenta que pueden servir como medida de alivio y prevención del colapso de las redes de alcantarillado en áreas inferiores a 80 Ha.

La implementación de los tanques tormenta es una opción de integración sencilla que permite dar soluciones a redes existentes de alcantarillado donde se presentan inundaciones y generar una vida útil más larga a diseños óptimos de nuevas zonas urbanizadas, respondiendo a su vez a los requerimientos actuales de las empresas de servicios públicos en Colombia.

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