ES2891678B2 - Sistema urbano de drenaje - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema urbano de drenaje

Campo técnico de la invención

La presente invención corresponde al campo técnico de los sistemas urbanos de drenaje sostenible cuyo objetivo es reducir el impacto de la impermeabilidad en áreas urbanas, y que presentan al menos una estructura subterránea de recogida de aguas pluviales y/o residuales en su interior, de configuración longitudinal, con unos medios de acceso del agua al interior y unos medios de salida de la misma, para captación y conservación de aguas con la posibilidad de reutilización de la misma y/o mitigación de la escorrentía urbana en eventos meteorológicos extremos, como avenidas.

Antecedentes de la Invención

En la actualidad uno de los factores urbanos que potencializa las inundaciones en las ciudades es la impermeabilización del suelo. Las superficies duras destinadas a la red vial vehicular, las plazas y plazoletas, el sistema de andenes, las rutas peatonales, las zonas de rodamiento de bicicletas y los parqueaderos, se han construido tradicionalmente en hormigón, asfalto o adoquín, todos ellos impermeables.

El crecimiento de las ciudades propagó de manera ilimitada ese tipo de superficies, generando inmensos bloqueos al agua lluvia, impidiéndole su percolación y, por ende, interrumpiendo el ciclo natural del agua. En consecuencia, bajo las zonas urbanizadas en muchas ocasiones el manto acuífero llega a perder su nivel o desecarse, afectando al equilibrio hídrico de grandes territorios. Como resultado, los manantiales se deterioran, reducen su caudal o se secan definitivamente.

Para dar respuesta a esa grave problemática, que afecta tanto a las ciudades como a los ecosistemas, algunas entidades y un amplio grupo de investigadores están enfocados en incrementar las superficies urbanas permeables, estrategia que reduce exponencialmente los riesgos de inundación y actúa a favor de la restauración o rehabilitación del ciclo del agua en las grandes ciudades y, por tanto, hace grandes aportes a la resiliencia y la sostenibilidad urbanas.

Se trabaja en dos líneas de investigación bien definidas. Por un lado, el uso de materiales de última generación: hormigones, asfaltos y adoquines porosos o permeables, actualmente recomendados por los gobiernos de algunas ciudades para la construcción de las zonas duras de sus espacios públicos y, por otro lado, se diseñan una serie de nuevos elementos que acopian, retienen y permiten la percolación de las aguas pluviales en el espacio público -zanjas y fosos, microcuencas urbanas, sistemas de biorretención, entre otros-, que se han erigido como nuevos componentes del diseño urbano.

En consecuencia, algunas ciudades han empezado a establecer diseños urbanos detallados con el objetivo de gestionar sus aguas pluviales, y el recurso pluvial se está consolidando como nueva determinante estratégica para la conformación del paisaje urbano.

Por otra parte, debido a dicho aumento de las áreas pavimentadas o "sellado del suelo” se genera un aumento de la temperatura del entorno causado por la falta de evapotranspiración del suelo (efecto "isla de calor”), inundaciones asociadas con el creciente volumen de aguas pluviales, restricción en el intercambio de gases entre el suelo y la atmósfera provocando un incremento de la contaminación y mayores riesgos para la salud, entre otras graves consecuencias.

Así mismo, diversos autores predicen un incremento de las intensidades de lluvia hasta en un 60% para el año 2100, hecho que combinado con el citado aumento de áreas pavimentadas generan una problemática a tener en cuenta y cuya solución debe plantearse en el sentido del desarrollo de nuevas estrategias que logren limitar, mitigar o compensar el sellado del suelo.

Precisamente aparecen los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS) cuyo enfoque es el de imitar el drenaje natural, gestionando la escorrentía superficial lo más cerca posible de la fuente de origen, controlando el flujo al mismo tiempo que se proporcionan una serie de beneficios adicionales, contrastando enormemente con las técnicas tradicionales de drenaje basadas en la técnica del transporte de agua de lluvia por tuberías.

Existen distintas tipologías de las técnicas de SUDS, clasificadas en sistemas de control en origen, de transporte y de almacenaje o tratamiento pasivo. Los sistemas de control en origen (cubiertas vegetales, superficies permeables, pozos y zanjas de infiltración y jardines de biorretención) resuelven el problema en el lugar donde cae la lluvia permitiendo su infiltración.

Por otro lado, los sistemas de transporte (drenes filtrantes o franceses, franjas filtrantes o cunetas verdes) son aquellos dispositivos que transportan el agua pluvial hacia otros sistemas de tratamiento mayor o al medio receptor.

Por último, los sistemas de almacenaje y tratamiento pasivo (depósitos de infiltración, estanques de retención o humedales artificiales) están situados al final de la red para alargar la estancia de las aguas pluviales para su aprovechamiento o retención antes de su vertido.

En la actualidad, los SUDS más conocidos para la evacuación inmediata del agua, tanto horizontal como vertical, son sistemas de celdas fabricadas en polipropileno reciclado. A partir de su unión permiten su aplicación horizontalmente como manta drenante, verticalmente como pared drenante o mediante una agrupación de las mismas para el almacenamiento o canalización de aguas.

Estos sistemas han tenido gran aceptación, dado que tienen un porcentaje de huecos muy superior al que puedan tener los sistemas granulares empleados más comúnmente, pero presentan una significativa limitación en cuanto a las cargas que pueden resistir.

Así pues, si se coloca un acabado superficial típico de adoquines con una cama de material granular sobre estos sistemas, las cargas máximas que se soportan son de 3 toneladas, lo que limita su uso a zonas con tráfico ligero.

Las marcas comerciales de estos productos de plástico, proponen soluciones donde se pueden soportar cargas mayores, en las que plantean la realización de losas de hormigón armado y grandes capas sobre el material, pero son soluciones inviables económicamente.

Además, técnicamente no tienen mucho sentido, dado que habría que colocar grandes cantidades de material (granular y hormigón armado) para soportar cargas, por lo que la posible ventaja obtenida por un mayor contenido de huecos respecto a capas granulares, se pierde al tener que emplear grandes cantidades de materiales que son más caros y contaminantes que una capa granular (losa de hormigón armado).

En este sentido, en el estado de la técnica existen sistemas de drenaje urbano formados por estructuras realizadas a base de módulos de hormigón de grandes dimensiones, con un elevado porcentaje de huecos y con resistencia suficiente para soportar el paso de todas las categorías de tráfico existente. Estas estructuras tienen un destino apropiado para grandes áreas de recogida de aguas pluviales, siendo aptas para zonas con tráfico rodado asociado a cargas elevadas. No obstante, existen otras zonas de menores amplitudes y dimensiones, que no requieren estructuras de estas dimensiones, que además son más complicadas de manipular y en determinadas zonas y condiciones puede ser más importante conseguir una sencillez y comodidad de montaje.

En el estado de la técnica, estos casos se resuelven mediante módulos de plástico de dimensiones mucho más reducidas, tanto que permiten un transporte de varios módulos a la vez.

De nuevo, estos módulos de plástico necesitan paquetes de firme por encima de ellos de mayores espesores que los de hormigón. Con los sistemas de plástico, si se coloca un acabado superficial típico de adoquines con una cama de material granular, las cargas máximas que se soportan son 3 toneladas, lo que limita su uso a zonas de tráfico ligero y a zonas de paradas puntuales de vehículos, como pueden ser zonas de aparcamiento.

Estos productos de plástico, proponen soluciones donde se pueden soportar cargas mayores, pero para ello es necesaria la realización de losas de hormigón armado y grandes capas sobre el material, como ya ocurría en el caso de módulos de mayores dimensiones y estas soluciones no son viables económicamente ni resultan lógicas técnicamente, dado que habría que colocar grandes cantidades de material (granular y hormigón armado) para soportar cargas, perdiéndose la ventaja que existía de presentar un mayor contenido de huecos.

No se conoce en el estado de la técnica la existencia de ningún producto de drenaje sostenible prefabricado de reducidas dimensiones para facilitar un cómodo transporte del mismo, que presente un elevado porcentaje de huecos para permitir la infiltración de las aguas pluviales, como los sistemas de plástico, y que además, tenga una resistencia suficiente para soportar el paso de las categorías de tráfico existente.

Descripción de la invención

El sistema urbano de drenaje que aquí se presenta, comprende al menos una estructura subterránea de recogida de aguas pluviales en su interior, de configuración longitudinal con dos extremos opuestos, unos medios de acceso del agua al interior y unos medios de salida de la misma.

En este sistema, la al menos una estructura comprende una serie de módulos huecos de hormigón donde cada uno de los módulos presenta sendas bases inferior y superior paralelas, dos laterales opuestos, y sendas caras frontal y dorsal paralelas que presentan al menos una abertura de acceso a un espacio interior tal que conforman un conducto de comunicación entre ambas caras frontal y dorsal.

Además, dichos módulos están dispuestos de forma consecutiva, uno a continuación de otro y enfrentados entre sí por sus respectivas caras frontal y dorsal.

Estos módulos están unidos mediante juntas de infiltración del agua, donde cada módulo presenta unos medios de formación de dichas juntas de infiltración y donde el conducto de comunicación de todos ellos es continuo a lo largo de toda la estructura.

Con el sistema urbano de drenaje que aquí se propone se obtiene una mejora significativa del estado de la técnica.

Esto es así pues se consigue un sistema con al menos una estructura subterránea capaz de almacenar y eliminar la escorrentía de las calles al mismo tiempo que presenta una elevada facilidad y rapidez de montaje.

Con este sistema es posible una sencilla inspección de la o las estructuras que lo componen mediante cámaras robotizadas habitualmente utilizadas para inspección de tuberías y limpieza de las mismas, siendo por tanto, idóneo para usos prácticos y funcionales en ciudades, por la gran comodidad y funcionalidad que ello supone.

Al estar formado por módulos prefabricados de hormigón soportan cargas más elevadas que los sistemas realizados mediante módulos de plástico.

Esto permite que la capa de cobertura de los paquetes de firme sea de menor espesor que la necesaria en caso de utilizar módulos de plástico, lo que se traduce en nuevos diseños con mayor capacidad de almacenamiento de agua a una menor profundidad que la que precisan los sistemas realizados mediante módulos de plástico.

Es un sistema muy versátil, que permite una recogida y distribución y/o un almacenamiento de las aguas pluviales y así mismo, permite una salida de dichas aguas en puntos concretos, hacia puntos localizados, como puede ser un depósito, una red de conducciones... o bien una salida a modo de infiltración en el terreno controlada, dependiendo de la necesidad concreta de la zona.

Las juntas de infiltración entre los módulos tienen la función de permitir la entrada del agua a través de los módulos e incluso también pueden permitir la salida del agua hacia el subsuelo en los casos en que ello interese.

Resulta por tanto un modo sencillo de control tanto de la recogida de las aguas de escorrentía como del destino de las mismas, de un modo práctico y eficaz y sobre todo, sencillo y rápido de manejar e instalar.

Breve descripción de los dibujos

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se aporta como parte integrante de dicha descripción, una serie de dibujos donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un módulo de un sistema urbano de drenaje, según una primera realización preferida.

La Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de una estructura subterránea de un sistema urbano de drenaje, según una primera realización preferida.

La Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de una estructura subterránea de un sistema urbano de drenaje, según una segunda realización preferida.

La Figura 4.- Muestra una vista en sección de una estructura subterránea de un sistema urbano de drenaje, según una segunda realización preferida.

Descripción detallada de un modo de realización preferente de la invención

A la vista de las figuras aportadas, puede observarse cómo en un primer modo de realización preferente de la invención, el sistema urbano de drenaje que aquí se propone, comprende al menos una estructura (1) subterránea de recogida de aguas pluviales en su interior, de configuración longitudinal con dos extremos (1.1, 1.2) opuestos, unos medios de acceso del agua al interior y unos medios de salida de la misma.

Como se muestra en la Figura 2, la al menos una estructura (1) comprende una serie de módulos (2) huecos de hormigón. Cada uno de estos módulos (2), según puede observarse en la Figura 1, presenta sendas bases inferior y superior (2.1, 2.2) paralelas, dos laterales (3) opuestos, y sendas caras frontal y dorsal (4.1, 4.2) paralelas que presentan al menos una abertura de acceso (5) a un espacio interior tal que conforman un conducto de comunicación (6) entre ambas caras frontal y dorsal (4.1,4.2).

Así mismo, estos módulos (2) están dispuestos de forma consecutiva, uno a continuación de otro y enfrentados entre sí por sus respectivas caras frontal y dorsal (4.1, 4.2), tal que el conducto de comunicación de todos ellos es continuo a lo largo de toda la estructura (1).

Como puede observarse en la Figura 2, estos módulos (2) están unidos mediante juntas de infiltración (9) del agua, y cada módulo (2) presenta unos medios de formación de dichas juntas de infiltración (9).

En las Figuras 1 y 2 se muestra que en este primer modo de realización, el sistema está formado por una única estructura (1), aunque en otros modos de realización, como se verá más adelante, pueden estar formados por más de una estructura (1) de configuración longitudinal, dispuestas de forma adyacente entre sí.

En dicho primer modo de realización además, las caras frontal y dorsal (4.1, 4.2) de cada módulo (2) comprenden dos aberturas de acceso (5) al espacio interior del mismo tal que conforman dos conductos de comunicación (6) entre ambas caras frontal y dorsal (4.1,4.2).

En el primer modo de realización, los dos conductos de comunicación (6) de cada módulo (2) están comunicados entre sí, no obstante, en otros modos de realización, puede ocurrir que cada módulo (2) presente una pared interior de separación de ambos conductos de comunicación (6), paralela a los laterales (3) del módulo (2), de manera que los conductos de comunicación (6) sean independientes.

Como puede observarse en la Figura 2, en el primer modo de realización preferida, los medios de formación de las juntas de infiltración (9) de un módulo (2) con un módulo (2) consecutivo están formados por al menos un saliente (10) en el extremo superior y/o inferior de la cara frontal (4.1) de dicho módulo (2), estando dispuesto este caso en concreto en el extremo superior de dicha cara frontal (4.1). De este modo, el agua infiltrada en el terreno accede a través de dichas juntas de infiltración (9) al interior de los módulos (2) de la estructura (1).

Así mismo, en otros modos de realización preferente de la invención, los medios de formación de las juntas de infiltración (9) de un módulo (2) con un módulo (2) consecutivo comprenden una prolongación al menos de la base inferior (2.1) respecto a la cara frontal (4.1), donde el extremo de la prolongación está alineado con el extremo del saliente (10) de dicha cara frontal (4.1) y donde dicha prolongación está unida mediante una junta impermeable al módulo (2) consecutivo.

Igualmente, en otros modos de realización, dichos medios de formación de las juntas de infiltración (9) comprenden una prolongación igualmente de los laterales (3) del módulo (2). Con estas prolongaciones en base inferior (2.1) y/o laterales (3), se contribuye a la contención de las aguas en el interior de la al menos una estructura (1).

En este primer modo de realización, el sistema comprende además, un recubrimiento del mismo, al menos en su zona inferior y perímetro lateral del mismo, mediante al menos un geotextil (11) permeable (no representado en esta figura). En este modo de realización el geotextil (11) permeable está dispuesto igualmente en la zona superior del sistema de forma que permite una retención de partículas contaminantes realizando un filtrado del agua de forma previa a su entrada en la estructura (1). Al ser un geotextil permeable permite el paso del agua, pues en este primer modo de realización se considera una situación en la que resulta favorable una infiltración al subsuelo para elevar el nivel freático.

De esta manera, el agua infiltrada al interior de la estructura (1) a través de las juntas de infiltración (9) y el geotextil (11) permeable, es controlada y regulada por el espacio interior de la estructura (1) e infiltrada de nuevo al terreno de forma gradual. El geotextil en el perímetro lateral y la parte inferior permite un nuevo filtrado del agua previo a su filtración hacia las capas inferiores del terreno.

En otros modos de realización, como puede ser un segundo modo de realización preferente de la invención, que se muestra en la Figura 4, el sistema está situado en una zona en la que no resulta conveniente elevar el nivel freático, podría ser por la existencia de edificaciones cercanas y, para evitarlo, comprende un geotextil adicional (11.1) impermeable, para impedir la salida del agua y permitir por tanto la contención de la misma. Dicho geotextil adicional (11.1) se dispone en la zona inferior y perímetro lateral del sistema, pero no sobre la zona superior del mismo.

Según otro aspecto, en el primer modo de realización preferente de la invención, como se muestra en la Figura 2, los extremos (1.1, 1.2) de la estructura (1) están abiertos y los medios de salida del agua almacenada en la misma están formados por dichos extremos (1.1, 1.2) abiertos y por las juntas de infiltración (9).

En el primer modo de realización propuesto el sistema presenta una única estructura, pero puede ocurrir que el sistema esté formado por dos o más estructuras (1) de configuración longitudinal dispuestas de forma adyacente entre sí, tal y como ocurre en el segundo modo de realización, tal y como puede observarse en las Figuras 3 y 4.

Además, en este caso, dichas al menos dos estructuras (1) adyacentes están comunicadas entre sí mediante al menos una abertura de paso (14) en los laterales (3) de al menos dos módulos (2) adyacentes, tal y como se muestra en la Figura 3.

Al estar comunicadas entre sí, el agua contenida en las mismas queda nivelada.

Como puede observarse en la Figura 4, este sistema está compuesto por varias estructuras (1) adyacentes situadas bajo una zona ajardinada y bajo una zona pavimentada mediante bloques de hormigón. En la zona ajardinada, el agua que no queda retenida por la propia vegetación es la que va a infiltrarse en las estructuras (1) del sistema, mientras que en la zona pavimentada se consideran unos bloques de hormigón poroso que van a permitir el drenaje del agua de escorrentía hasta dichas estructuras (1) del sistema.

En este segundo modo de realización, el sistema comprende como ya se ha indicado previamente y se muestra en la Figura 4, un geotextil (11) permeable para la contención de contaminantes y un geotextil adicional (11.1) impermeable al menos en su zona inferior y en este caso también en el perímetro lateral del sistema, que va a impedir la salida del agua del mismo y permite que ésta quede contenida en el interior de las estructuras (1).

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Las formas de realización descritas constituyen únicamente ejemplos de la presente invención, por tanto, los detalles, términos y frases específicos utilizados en la presente memoria no se han de considerar como limitativos, sino que han de entenderse únicamente como una base para las reivindicaciones y como una base representativa que proporcione una descripción comprensible así como la información suficiente al experto en la materia para aplicar la presente invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Sistema urbano de drenaje, que comprende al menos una estructura (1) subterránea de recogida de aguas pluviales en su interior, de configuración longitudinal con dos extremos (1.1, 1.2) opuestos, unos medios de acceso del agua al interior y unos medios de salida de la misma, caracterizado por que dicha al menos una estructura (1) comprende una serie de módulos (2) huecos de hormigón donde cada uno de los módulos (2) presenta sendas bases inferior y superior (2.1, 2.2) paralelas, dos laterales (3) opuestos, y sendas caras frontal y dorsal (4.1, 4.2) paralelas que presentan al menos una abertura de acceso (5) a un espacio interior tal que conforman un conducto de comunicación (6) entre ambas caras frontal y dorsal (4.1, 4.2) y, donde dichos módulos (2) están dispuestos de forma consecutiva, uno a continuación de otro, enfrentados entre sí por sus respectivas caras frontal y dorsal (4.2, 4.2), y unidos mediante juntas de infiltración (9) del agua, donde cada módulo (2) presenta unos medios de formación de dichas juntas de infiltración (9) y donde el conducto de comunicación (6) de todos ellos es continuo a lo largo de toda la estructura (1).

   2- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 1, caracterizado por que los medios de formación de las juntas de infiltración (9) de un módulo (2) con un módulo (2) consecutivo están formados por al menos un saliente (10) en el extremo superior y/o inferior de la cara frontal (4.1) de dicho módulo (2).

   3- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 2, caracterizado por que los medios de formación de las juntas de infiltración (9) de un módulo (2) con un módulo (2) consecutivo comprenden una prolongación al menos de la base inferior (2.1) respecto a la cara frontal (4.1), donde el extremo de la prolongación está alineado con el extremo del saliente (10) de dicha cara frontal (4.1) y donde dicha prolongación está unida mediante una junta impermeable (7) al módulo (2) consecutivo.

   4- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 3, caracterizado por que los medios de formación de las juntas de infiltración (9) comprenden una prolongación de los laterales (3) del módulo (2).

   5- Sistema urbano de drenaje, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los extremos (1.1, 1.2) de la al menos una estructura (1) están abiertos y los medios de salida del agua almacenada en la misma están formados por dichos extremos (1.1, 1.2) abiertos y por las juntas de infiltración (9).

   6- Sistema urbano de drenaje, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que comprende un recubrimiento de al menos la zona inferior y perímetro lateral del mismo, mediante al menos un geotextil (11) permeable.

   7- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 6, caracterizado por que comprende un geotextil adicional (11.1) impermeable al menos en la zona inferior del sistema.

   8- Sistema urbano de drenaje, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las caras frontal y dorsal (4.1, 4.2) de cada módulo (2) comprenden dos aberturas de acceso (5) al espacio interior del mismo tal que conforman dos conductos de comunicación (6) entre ambas caras frontal y dorsal (4.1, 4.2).

   9- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 8, caracterizado por que los dos conductos de comunicación (6) de cada módulo (2) están comunicados entre sí.

   10- Sistema urbano de drenaje, según la reivindicación 8, caracterizado por que cada módulo (2) comprende una pared interior de separación de ambos conductos de comunicación (6), paralela a los laterales (3) del módulo (2).

   11- Sistema urbano de drenaje, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende al menos dos estructuras (1) de configuración longitudinal dispuestas de forma adyacente entre sí.

   12- Sistema urbano de drenaje, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las al menos dos estructuras (1) adyacentes están comunicadas entre sí mediante al menos una abertura de paso (14) en los laterales (3) de al menos dos módulos (2) adyacentes.

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