Introducción
Un sistema de drenaje pluvial consiste en una infraestructura diseñada para la recolección y la redirección de aguas de lluvia a través de un sistema de tuberías, recolectores e instalaciones complementarias que evitan la acumulación de agua dentro del entorno urbano (Valdivielso, s/f). Sin embargo, el acelerado crecimiento poblacional que repercute en la constante urbanización de las ciudades construidas, principalmente en infraestructura gris, ha impactado directamente en la hidrología local, debido a la extensa impermeabilización de las superficies, lo que ocasiona al aumento de la escorrentía de agua de lluvia que lleva a la generación de inundaciones localizadas (Abellán, 2016).
La urbanización y la industrialización han impactado en los recursos hídricos subterráneos de las zonas urbanas. La urbanización, al modificar las condiciones del terreno, no solamente altera su geomorfología, sino además provoca que la infraestructura hidráulica sea insuficiente para captar los volúmenes de escorrentía, debido a que implica la impermeabilización de las superficies (Bigurra-Alzati, Ortiz-Gómez, Vázquez-Rodríguez, López-León & Lizárraga-Mendiola, 2020). Las carencias y los problemas que surgen del uso de métodos tradicionales de drenaje urbano pueden solucionarse mediante la implementación de drenajes sostenibles basados en el uso de Infraestructura Verde (IV), los cuales se han popularizado en ciudades alrededor del mundo, con el fin de mejorar la salud de sus ecosistemas urbanos y gestionar los sistemas de manejo de aguas pluviales, lo que contribuye al propósito del Objetivo del Desarrollo Sustentable 11, sobre ciudades y comunidades sostenibles, de la Agenda 2030 (Suppakittpaisarn, Jiang & Sullivan, 2017; Castro Fresno, Rodríguez Bayón, Rodríguez Hernández & Muñoz, 2005; Naciones Unidas, 2015).
La gestión sostenible de las aguas pluviales surge de la necesidad de reducir la cantidad de superficies impermeables que provocan daños a las infraestructuras y los ciudadanos y entorpecen el sistema hidrológico local. La IV se encarga de integrar el capital natural existente incorporando sistemas basados en la naturaleza para la gestión hídrica. El concepto de IV surge con la intención de ampliar, integrar e interconectar el capital natural ya existente para potenciar la calidad ambiental y de los servicios ecosistémicos empleando métodos e instrumentos de intervención como las llamadas “soluciones basadas en la naturaleza” (Fazeli Tello & Del Moral Ituarte, 2021). Las estrategias que encuadran dentro del enfoque propio de la IV son aquellas que recurren al uso de plantas (vegetación) y de sistemas de suelos que originan una reducción en el flujo a través de los sistemas pluviales de alcantarillado; ejemplo de ello son el pavimento permeable, los sistemas de recolección y reutilización de aguas pluviales, y el paisajismo para infiltrar o evapotranspirar aguas pluviales (us Government, 2019).
La implementación de técnicas de IV en el diseño de los espacios urbanos, a saber, parques, jardineras, tejados verdes, cementerios y corredores ecológicos, entre otras, se caracteriza por su contribución a un mejor funcionamiento de las ciudades, al facilitar el flujo de bienes ecosistémicos, ofrecer una opción sustentable ante problemas de inundaciones y escasez de agua, e incrementar las tasas de infiltración y retención del agua. Todo ello permite crear entornos urbanos más saludables mediante el aprovechamiento del agua de lluvia (Balmaseda Ulacia, 2014; De Lucio, 2016; Calaza, 2019), y el logro de la mitigación y la adaptación a los efectos del cambio climático (Rivera Torres, Arredondo Vega & Padrés León , 2019).
Existen estudios sobre IV en México, uno de ellos realizado en el estado de Hidalgo, sobre la eficiencia del uso de trincheras de infiltración en zonas semiáridas, donde se realizó el diseño de una trinchera que, de acuerdo con su capacidad (2.91 m3), demostró ser eficiente para controlar eventos de lluvia comunes en el área de estudio, con intensidades de 2.50 a 14.58 mm/h, por lo que resultó una opción adecuada para la gestión de escorrentías (Lizárraga-Mendiola et al., 2017). Otro caso es el de la ciudad de Pánuco, Zacatecas, donde se logró la retención de hasta 212 toneladas de suelo y la rehabilitación de sitios de alto riesgo de erosión hídrica, gracias a la aplicación de presas filtrantes que ayudaron a mitigar la pérdida de suelo ocasionada por el sobrepastoreo (Salinas González et al., 2011).
También en el estado de Hidalgo, Bigurra-Alzati et al. (2020) evaluaron teóricamente la efectividad de estrategias resilientes, como la iv, a través de tres escenarios diferentes. Ellos proponen estrategias como captación de agua de lluvia de las azoteas, zanjas de infiltración y sistemas de biorretención, y con ello reducen 94.1 % el volumen de escurrimiento. Zúñiga-Estrada et al. (2022) aplicaron un modelo de gestión del agua en una microcuenca hidrográfica situada en la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Las estrategias de IV que utilizaron fueron cisternas para captar el agua de lluvia de las azoteas, pavimento permeable y zanjas de infiltración. Para los eventos de lluvia que utilizaron (9 mm, 30 mm y 39 mm) obtuvieron una reducción del 100% del volumen de escurrimiento.
La IV se constituye, por tanto, en una herramienta que puede aportar beneficios ecológicos, económicos y sociales a través de la implementación de medidas o soluciones naturales (Comisión Europea, 2013). Algunas particularidades de este concepto son la transversalidad y la capacidad de adaptación a diferentes problemáticas asociadas a la urbanización, como la adaptación al cambio climático, la conservación de la biodiversidad y la promoción de la economía verde (Fazeli Tello & Del Moral Ituarte, 2021; Pauleit et al., 2019). Si bien es común la comparación de la IV con la infraestructura gris (ig) la cual corresponde a la rama convencional de la ingeniería civil─, la IV se considera multifuncional, toda vez que aporta alternativas que ofrecen opciones más sostenibles desde una perspectiva tanto económica como social (Valladares Ros, Gil Hernández, & Forner Sales, 2017).
Este estudio tiene como objetivo determinar la eficacia de la integración de IV para la mitigación de inundaciones en conjuntos habitacionales de interés social ubicados en la zona urbana de la ciudad de Hermosillo, Sonora, ciudad ubicada en una zona árida del noroeste de México. Esto se realizó a partir de escenarios de adaptación y propuestas de modificación de las infraestructuras existentes a las técnicas de IV y sus beneficios calculables para la prevención de riesgos, tomando en consideración el diseño de los espacios urbanos que conforman las áreas comunes de los conjuntos habitacionales del área de estudio.
Metodología
En este estudio se define la unidad de análisis como los conjuntos habitacionales de interés social ubicados en el centro de población de la ciudad de Hermosillo, Sonora. De acuerdo con las características que se describen en el Código de Edificación de Vivienda (Comisión Nacional de Vivienda [CONAVI], 2017), las viviendas de tipo interés social se dividen en económica, popular y tradicional, y cuentan con 40, 50 y 71 m2 de superficie construida, respectivamente.
Localización de la población y selección de muestra
Primeramente, se procedió a realizar un barrido de la zona urbana de la ciudad de Hermosillo, utilizando la herramienta Google Earth Pro, para localizar la población de estudio, definida como aquellos conjuntos habitacionales que reúnen las características que permiten que sean catalogados como de interés social.
Una vez localizados los elementos que integran la población de estudio, los cuales ascienden a una cantidad de 140, se realizó un muestreo por cuotas, también llamado método empírico (Martínez Arias, Castellanos Lopéz & Chacón Gómez , 2014). Para ello se utilizó un tamaño de muestra equivalente al 15% de la cantidad total de elementos que integran la población. Debido a la dispersión espacial de los elementos (Figura 1), el muestreo se realizó de manera estratificada (Pérez, 2010), como se muestra en la Tabla 1. En los casos en que la cantidad de elementos de un estrato considerados para la muestra resultara ser inferior a uno, se aplicó el criterio de asignar un elemento de tales estratos, con la finalidad de que estuvieran representadas en la muestra final. Posteriormente a la determinación de la cantidad de elementos que integrarían las muestras de cada estrato, se realizó una selección aleatoria de estos por medio del software Matlab (Moler, 1984).
Figura 1
Localización de conjuntos habitacionales de interés social
Fuente: Elaboración propia basada en imágenes satelitales de Google Earth Pro.
Tabla 1
Selección de muestra
Clasificación de las superficies
A continuación se realizó la delimitación y la clasificación de las superficies permeables y no permeables (Liu, Chen & Peng, 2015) de las áreas de uso común de cada elemento de la muestra mediante identificación cartográfica con la ayuda de imágenes satelitales, utilizando el Software Google Earth Pro. Lo anterior se realizó sin considerar las superficies correspondientes a los predios donde se hallan ubicadas viviendas, y en los cuales las superficies se clasificaron de acuerdo con el tipo de material utilizado en su construcción o tipo de suelo, como se muestra en la Tabla 2.
Coeficiente de escurrimiento
En virtud de la presencia de diferentes tipos de superficies y de que cada una de ellas cuenta con un coeficiente de escurrimiento específico, se realizó una revisión bibliográfica de diferentes fuentes, a fin de determinar el coeficiente correspondiente.
Se procedió a calcular el punto medio entre los valores mínimo y máximo de los datos recopilados para los coeficientes de escurrimiento, como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3
Coeficientes de escurrimiento de las superficies de interés considerados para los cálculos
[i] Fuentes: Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, 2013; Aparicio Mijares, 1992; Thompson, 2007; The CivilWeb Foundation Design Spreadsheet Suite, 2023; Dirección de Vialidad Gobierno de Chile, 2018; State Water Resources Control Board ca usa Government, 2011; Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019).
Es importante señalar que se registró un porcentaje no significativo de pasto sintético en algunos conjuntos habitaciones. Sin embargo, debido a que este está diseñado como un material 100% permeable (Synthetic Turf Council, 2017) su coeficiente de escurrimiento dependerá de la composición del suelo sobre el que se encuentre colocado. Debido a esto se decidió considerar esta superficie dentro de la categoría designada como suelo sin vegetación.
Datos meteorológicos
En la determinación de la magnitud del evento de lluvia más copioso se consideró el promedio del máximo valor de precipitación de cada mes entre los años 2002 y 2022, registrado en la estación Observatorio (Comisión Nacional del Agua [conagua], 2023); se obtuvo cantidad de 55.5 mm de lluvia, lo cual se utilizará en el cálculo del acumulado de precipitaciones.
El volumen promedio de escurrimiento correspondiente a cada tipo de superficie se calculó utilizando la expresión que estima el volumen de escurrimiento de agua de lluvia Ec. 1 (Secretaría de Comercio y Fomento Industrial, 2013), la cual relaciona la intensidad promedio de las precipitaciones durante un periodo determinado -en este caso de 24 horas- con el coeficiente de escurrimiento y las dimensiones del área o superficie de drenaje, para posteriormente calcular el escurrimiento total:
Donde:
VA: Volumen promedio de escurrimiento en m3
: Precipitación promedio en mm
A: Área de captación en m2
ke: coeficiente de escurrimiento de acuerdo con el material de las instalaciones de captación
Una vez determinado el escurrimiento total de cada elemento de la muestra, se procedió a elaborar propuestas de técnicas de IV para su implementación según las características de las superficies. Para ello se calcularon las dimensiones que deberían tener, utilizando las ecuaciones que se indican en el Manual de lineamientos de diseño de infraestructura verde para los municipios mexicanos (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019), según el tipo de técnica de que se trate, a fin de satisfacer las necesidades de infiltración de agua como medida de prevención de inundaciones.
Para la selección de las técnicas de IV a aplicar se realizó primero una revisión de todas las técnicas que contiene el Manual de lineamientos de diseño de infraestructura verde para los municipios mexicanos (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019). Los criterios de selección seguidos son: que sean técnicas que se apliquen en áreas públicas en zonas urbanas, que no requieran grandes cantidades de espacio para su aplicación, que su principal beneficio sea disminuir los escurrimientos pluviales, y que sean de bajo mantenimiento. Se consideraron, además, las características espaciales de las áreas donde se pretende aplicar dichas técnicas. Con estos criterios se seleccionaron las técnicas de jardín de lluvia y jardín microcuenca, las cuales pueden ser introducidas en espacios reducidos, no se requiere de conocimientos específicos para su aplicación y son de bajo mantenimiento. Por otra parte, también se consideró la aplicación de la técnica de concreto permeable dentro de las áreas destinadas a implementar técnicas de IV que, aunque su aplicación implique mayor área, al aplicarse en calles y banquetas para reducir el escurrimiento no se interfiere con la función principal de estos espacios.
Técnicas de IV jardín microcuenca
El jardín microcuenca, también conocido como canal vegetado, franja de filtrado o franja de contención, es una técnica de muy bajo costo y fácil de construir. Este tipo de jardín cuenta con cavidades que permiten la captación del agua de lluvia a la microcuenca, la cual puede construirse en espacios delimitados o longitudinalmente en forma de canales o arroyos (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019), a los que se recomienda se incorporen elementos que enriquezcan la biodiversidad, de tipo nativo (Sañudo-Fontaneda et al., 2020).
El jardín microcuenca es normalmente utilizado a lo largo de camellones, por lo cual primeramente se calcula el ancho transversal del canal de la microcuenca y su longitud para obtener el área total del canal. Posteriormente al cálculo del área de la microcuenca se propone la profundidad que tendrá el canal, la cual se recomienda sea de un mínimo de 10 cm. Primeramente se deberá calcular o determinar la lámina de precipitación en mm para posteriormente determinar el volumen de precipitación [Ec. 2] (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019).
V=volumen de precipitación en m3
A = área de captación en m2
h = lámina de lluvia en mm
f = factor de conversión (1 m = 1,000 mm)
Para determinar la capacidad de la cuenca es necesario determinar su volumen:
Donde:
V = volumen o capacidad de la cuenca en m3
A = área de captación m2
H = profundidad del canal en m (1 m = 100 cm)
Una vez determinada la capacidad de la cuenca se le resta el volumen de precipitación, a fin de determinar si el canal tendrá la capacidad de captar la totalidad del precipitado (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019).
Jardín de lluvia
El jardín de lluvia es una técnica pasiva que cuenta con una depresión poco profunda posicionada a un nivel inferior del de las superficies adyacentes, la cual recibe las aguas pluviales de las superficies impermeables cercanas para su recolección e infiltración (American Rivers, 2020; Dussaillant, Wu & Potter, 2004).
Para este caso se comienza calculando el área del jardín; para los fines de este estudio se tomarán en cuenta las superficies de los tipos de suelo con pasto, con vegetación y sin vegetación y se considerará también la lámina de precipitación para calcular el volumen de precipitación esperado [Ec. 2] y posteriormente calcular el volumen de captación de la microcuenca [Ec. 3]. Además, se realizarán los cálculos correspondientes a las capas de sustrato [Ec. 4] y filtrante [Ec. 5], considerando el 5% de volumen de vacíos para la capa de sustrato y el 40% para la capa drenante (roca/grava) de la siguiente manera (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019):
a. Volumen de la capa de sustrato:
Se multiplica el área del jardín por la profundidad de la capa de sustrato (50 centímetros) por el porcentaje de vacíos (5% para tierra)
Donde:
Vs = volumen de la capa de sustrato en m3
A = área del jardín en m2
Ps = profundidad de la capa de sustrato en m (1 m = 100 cm)
b. Volumen de la capa filtrante:
Se multiplica el área del jardín por la profundidad de la capa filtrante (40 centímetros) por el porcentaje de vacíos (40% para grava)
Donde:
Vf = volumen de capa filtrante en m3
A = área del jardín en m2
Pf = profundidad de la capa filtrante en m (1m = 100 cm)
c. Capacidad total del jardín de lluvia
Por último, se suman los volúmenes de la microcuenca y de las capas de sustrato y filtrante para la obtención de volumen de captación total (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019).
Concreto permeable
El pavimento/concreto permeable es una de las técnicas más novedosas y utilizadas para la disminución de escorrentías superficiales. Para el diseño del tipo de pavimento permeable a implementar, Borgwardt (2006) argumenta que se deben considerar el diseño de tormenta, el volumen de entrada hacia las alcantarillas y la capacidad de infiltración del pavimento permeable.
Para el proceso de determinación del volumen de infiltración de agua pluvial en concreto permeable se procede a calcular la capacidad de infiltración mediante el producto de una ecuación sencilla que multiplica el valor del volumen de precipitación por el coeficiente de escurrimiento del concreto permeable, como se muestra en la Infraestructura verde para prevención de inundaciones en conjuntos habitacionales de interés social en zona árida siguiente ecuación [Ec. 6] (Instituto Municipal de Planeación Urbana de Hermosillo [IMPLAN], 2019):
Donde:
Ci= capacidad de infiltración en m3
V= volumen de precipitación en m3 (Ec. 2)
Ce= coeficiente de escurrimiento
Desarrollo
Delimitación y caracterización de las superficies
Para la caracterización de las superficies se delimitaron todos los espacios que conforman las áreas comunes de los conjuntos habitacionales de interés social, tales como banquetas, calles, áreas verdes, camellones y arriates. Se midieron y clasificaron las áreas comunes según el tipo de suelo o material en cada uno de los conjuntos habitacionales de la muestra. En la Tabla 4 se presentan el área total y los porcentajes según el tipo de suelo o material.
Tabla 4
Composición de los conjuntos habitacionales de interés social según el tipo de superficie.
Como se observa en la Tabla 4, el porcentaje promedio de composición de las superficies correspondientes a grava (0.84%), pasto (0.18%), suelo sin vegetación (9.36%) y suelo con vegetación (0.71%); en conjunto, representan un porcentaje promedio de 11.09% del total de las áreas comunes. Dichos tipos de superficies se concentran principalmente en áreas verdes, como parques y áreas recreativas y de descanso. Sin embargo, se observa que el tipo de superficie con mayor porcentaje presente en dichas áreas se encuentra como suelo sin vegetación, con un coeficiente de escurrimiento de 0.40.
Técnicas de IV
Considerando los conceptos de diseño, medidas y distribución porcentual de los tipos de suelos en las áreas comunes de los conjuntos habitacionales de interés social, los cuales comparten un patrón de similitudes en los conceptos mencionados, se consideran las técnicas de IV que se pueden implementar, con el fin de lograr infiltrar el escurrimiento de aguas pluviales correspondiente a cada tipo de área. En la Tabla 5 se muestra la relación entre los tipos de técnica seleccionados para este proyecto y el área de posible aplicación para cada una de ellas.
Escurrimiento de aguas pluviales
Para este estudio se propone utilizar las técnicas de jardín de lluvia o jardín microcuenca, a fin de adaptar los espacios de arriates, camellones y áreas recreativas con que ya se cuenta, considerando dentro de ellas solamente las superficies que cuenten con tipo de suelo con vegetación, sin vegetación y suelo con pasto. También se considera la implementación de concreto permeable en el área de banquetas, superficies compuestas por concreto convencional en áreas recreativas y calles. Una vez propuestas las modificaciones en el diseño de los conjuntos habitaciones mediante las aplicaciones de las distintas técnicas de iv, se realizaron cálculos de escorrentía utilizando los coeficientes correspondientes a cada una de las técnicas, como también los coeficientes correspondientes a los otros materiales utilizados, como se muestra en la Tabla 6.
Tabla 6
Coeficientes de escurrimiento utilizados para los cálculos
| Tipo de suelo | Coeficientes de escurrimiento |
|---|---|
| Concreto asfáltico 1 | 0.83 |
| Concreto permeable 2 | 0.61 |
| Concreto hidráulico 1 | 0.83 |
| Grava 1 | 0.48 |
| Pasto 1 * | 0.34 |
| Suelo con vegetación 1 * | 0.35 |
| Suelo sin vegetación 1 * | 0.40 |
[ii] Fuente: 1 Datos extraídos de la Tabla 3 sobre coeficientes de escurrimiento. 2 (Zegarra-Tarqui, Santos-De Brito & De Fátima-Carvalho, 2015).
Para este estudio se realizaron nueve propuestas de escenarios para la aplicación de técnicas de IV. En la Tabla 7 se muestra cada una de las propuestas con relación a los elementos que la conforman, indicando el tipo de técnica que se pretende aplicar y su área de aplicación dentro de las áreas comunes del conjunto habitacional.
Tabla 7
Propuestas de aplicación de IV y sus superficies de aplicación
| Técnica | Concreto permeable | Jardín de lluvia | Jardín microcuenca | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Superficie de aplicación | Banqueta | Calle | Áreas recreativas | Arriates | Áreas recreativas | Camellones | Arriates | Áreas recreativas | Camellones |
| Propuesta | |||||||||
| P1 | X | X | X | ||||||
| P2 | X | X | X | ||||||
| P3 | X | X | |||||||
| P4 | X | X | X | ||||||
| P5 | X | X | |||||||
| P6 | X | X | X | X | X | ||||
| P7 | X | X | X | X | X | ||||
| P8* | X | X | X | ||||||
| P9* | X | X | X | ||||||
Resultados
Comparación de casos y técnicas de IV
Para las nueve propuestas presentadas en la Tabla 7 se realizaron los cálculos de reducción de volúmenes de escurrimiento para cada uno de los conjuntos habitacionales de interés social que conforman la muestra, siguiendo la metodología planteada anteriormente. El porcentaje de reducción de los volúmenes de escurrimiento surge de la comparación de los volúmenes de escurrimientos calculados para cada una de las nueve propuestas y los volúmenes de escurrimiento calculados a partir del estado actual de las superficies de estudio (ausencia de IV). Los porcentajes de volúmenes de escurrimiento de toda la muestra se promediaron para cada propuesta; tales resultados se plasman en la Tabla 8, donde se observan porcentajes promedio de escurrimiento desde 24.56% hasta mayores del 100%. Los porcentajes mayores del 100% implican que las técnicas de captación propuestas en esos escenarios no son utilizadas al 100% de su capacidad para el evento de lluvia considerado en los cálculos.
Tabla 8
Porcentajes promedio de reducción de escurrimiento para las propuestas de aplicación de técnicas de IV
Este estudio reveló la eficiencia de la aplicación de técnicas de iv, como el jardín de lluvia en áreas de arriates y camellones dentro de las áreas comunes en conjuntos habitacionales de interés social dentro de la zona urbana de la ciudad de Hermosillo, lo cual arrojó un promedio del 48.09% de reducción del volumen de escurrimiento de aguas pluviales. También sobre un jardín de lluvia, pero en Cartagena, Colombia, Franco Meza & Hincapié López (2015) realizaron un estudio de balance hídrico. Dicho sistema tuvo la capacidad de infiltrar y contener agua de lluvia entre el 14% y el 51%, lo que redujo considerablemente el volumen de escorrentía.
En un estudio realizado en la comunidad urbana de Ningbo, en China, se valoró la eficacia de los jardines microcuenca en condiciones actuales y hacia el futuro, simulando un escenario en el que se traza un jardín microcuenca que abarca el 0.3% de la superficie total de investigación y que resultó en una reducción del escurrimiento de aproximadamente el 30%, para un evento de lluvia de 67.30 mm (Lu et al., 2024). Este resultado de reducción es similar al obtenido para este estudio en la ciudad de Hermosillo, en el cual se obtuvo el 36.46% de reducción de los volúmenes de escurrimiento para un evento de lluvia ligeramente menor (55.5 mm) y una superficie de aplicación de 5.91%.
El concreto permeable es una técnica de infraestructura verde que puede aplicarse para reducir el volumen de escorrentía generado en áreas transitadas por vehículos automotores, peatones o ciclistas. Una simulación realizada por Zhu et al. (2019) en una carretera en Nanjing, China, donde se aplicaron diferentes estructuras de pavimento permeable en las superficies de calle, ciclovía y acera (72.7% del total de la superficie de interés), arrojó una reducción de la escorrentía superficial superior al 50% utilizando coeficientes de escurrimiento de entre 0.733 y 0.966. Para el caso de concreto permeable con un coeficiente de escurrimiento de 0.61 aplicado a calles y banquetas (que representan un aproximado del 88.91% de la superficie de interés), en los conjuntos habitacionales de interés social en Hermosillo, se obtuvo una reducción del escurrimiento del 24.56 %.
En cuanto a la combinación de técnicas, los resultados varían según la combinación. Para los casos donde se propone realizar una adaptación de las áreas de calles y banquetas mediante la utilización de concreto permeable en conjunto con la aplicación de jardín de lluvia o jardín microcuenca, se obtuvieron porcentajes de reducción del escurrimiento del 108.31% y el 88.05%, respectivamente. Resultados igualmente favorables se han encontrado en estudios realizados en el estado de Hidalgo en que se han utilizado en combinación principalmente tres técnicas de IV (captación de agua de lluvia de las azoteas, zanjas de infiltración y sistemas de biorretención), y se ha obtenido reducción de los volúmenes de escurrimiento desde el 94.1% hasta más del 100%, utilizando eventos de lluvia de entre 9 mm y 39 mm (Bigurra-Alzati et al., 2020; Zúñiga-Estrada, et al., 2022).
Por otra parte, para las propuestas donde se plantea realizar la duplicación de las áreas permeables y la aplicación de las técnicas de IV de captación en dichas áreas en el presente estudio, el porcentaje promedio de reducción del escurrimiento para el caso de duplicación de áreas en conjunto con jardín de lluvia fue del 162.26 % y del 121.75 % para la duplicación con jardín microcuenca.
Conclusiones
Este estudio determina la eficacia de la integración de IV para la mitigación de inundaciones en conjuntos habitacionales de interés social ubicados en la zona urbana de la ciudad de Hermosillo, Sonora. Con esto se logra demostrar que la IV es una buena opción para este tipo de espacios en una ciudad que, a pesar de encontrarse en una zona desértica, con pocos días de lluvia al año, presenta inundaciones y encharcamientos, ya que en esos pocos días de lluvia se pueden presentar precipitaciones altas, como las consideradas en los cálculos del presente estudio. Esto, sumado a los altos porcentajes de impermeabilización de las superficies, la ausencia de IV y la ausencia de drenaje pluvial en estos conjuntos habitacionales, agrava la situación.
Una de las conclusiones del estudio es que es necesario considerar primeramente algunos aspectos estructurales y el porcentaje promedio destinado a áreas verdes en los conjuntos habitacionales, áreas que se pueden adaptar fácilmente para la implementación de técnicas de IV de captación. No obstante, aunque en algunos conjuntos analizados las áreas verdes podrían ser suficientes, las razones por las cuales continúan presentándose escurrimientos bastos, encharcamientos e inundaciones radican en la ausencia de la adaptación de las infraestructuras para la captación y la infiltración del agua de lluvia, porque las áreas verdes están conformadas en su mayoría con suelo sin vegetación, lo que no promueve la infiltración del agua de lluvia.
De la aplicación de las técnicas de jardín de lluvia y jardín microcuenca en arriates, en camellones y en todas las áreas con suelo descubierto existentes dentro de los conjuntos habitaciones, los resultados de disminución del escurrimiento fueron favorables, lo que indica que es posible lograr la reducción de encharcamientos e inundaciones dentro de los conjuntos habitacionales utilizando técnicas de adaptación de espacios. Sin embargo, para lograr una mayor eficiencia respecto de la reducción de escorrentías que ocasionan inundaciones y encharcamientos, es necesario complementar las técnicas de adaptación de los espacios con otras técnicas, como la de concreto permeable propuesta. Además, también es recomendable considerar para futuros desarrollos duplicar en tamaño la superficie con suelo descubierto para la aplicación de técnicas de IV de captación.
La implementación de técnicas de IV en las superficies permeables que normalmente se destinan en los conjuntos habitacionales de interés social de la zona urbana de Hermosillo no es suficiente para prevenir inundaciones y encharcamientos provocados por un evento de precipitación de 55.5 mm. Sin embargo, es posible mitigar las escorrentías pluviales con la combinación de la técnica de jardín de lluvia aplicada en superficies permeables que normalmente se destinan en los conjuntos habitacionales de interés social en conjunto con concreto permeable aplicado en calles y banquetas.
Entre las limitaciones del estudio se encuentran las siguientes: 1. La muestra está conformada solamente por las áreas comunes de los conjuntos habitacionales de interés social y, por lo tanto, no se toman en consideración para los cálculos los escurrimientos que pudieran derivar del interior de los predios de las viviendas, en el caso de que no se absorba toda el agua en el interior de ellos. 2. Para las propuestas de jardín de lluvia y microcuenca se considera una sola opción de espesor para sus respectivas capas, aunque hay otras opciones técnicamente viables que pudieran aumentar o disminuir su capacidad de captación. 3. No se toman en consideración la topografía de cada uno de los conjuntos habitacionales, y esto puede condicionar si la ubicación actual de las áreas verdes es idónea para la aplicación de técnicas de captación.
Referencias
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