Los techos verdes previenen inundaciones en las ciudades

La primavera y el verano de 2017 han estado entre los más húmedos registrados en el este de América del Norte. Y el mundo sigue observando a Houston, donde el huracán Harvey provocó devastadoras inundaciones.

Las cantidades de lluvia en la primavera batieron récords en lugares como Toronto, donde cayeron 44,6 milímetros de lluvia en 24 horas. Los aguaceros a principios de esta primavera provocaron que la infraestructura de aguas pluviales en la ciudad más grande de Canadá se desbordara, lo que provocó la inundación de las concurridas calles del centro.

La urbanización en muchas ciudades de América del Norte ha provocado una rápida pérdida de superficies permeables donde el agua puede drenar libremente. Junto con la creciente población central del centro de las ciudades de Toronto, esto significa que los sistemas de alcantarillado y aguas pluviales existentes deben gestionar más agua que en décadas anteriores.

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Además, los aumentos de la temperatura global se han relacionado con el aumento de los fenómenos meteorológicos extremos en todo el mundo , una tendencia que podría empeorar si no se controla el calentamiento global.

Muchas ciudades están mal equipadas para hacer frente a estas cantidades de precipitación sin precedentes debido a su infraestructura de aguas pluviales insuficiente y obsoleta.

El veintitrés por ciento de las alcantarillas del centro de Toronto están combinadas , lo que significa que tanto las aguas pluviales como las aguas residuales de la ciudad fluyen juntas dentro de una tubería hacia una planta de tratamiento de agua. En períodos de fuertes lluvias, la cantidad de agua de lluvia en el alcantarillado puede alcanzar su capacidad y desbordarse en las calles de Toronto y en su lago y ríos.

Eso significa que para evitar inundaciones en las áreas del centro, las aguas residuales se liberan, sin tratamiento, en cuerpos de agua que permiten nadar y otros deportes recreativos.

Con las cantidades de lluvia en aumento a nivel mundial , es un momento crucial para examinar cómo las ciudades pueden modernizar su infraestructura de edificios existente para aliviar los daños por inundaciones y lidiar con las aguas pluviales de una manera más sostenible.

Las tecnologías de infraestructura verde, como los pavimentos permeables, los bioswales, las cisternas y los techos verdes, ahora se recomiendan comúnmente para hacer frente a los fenómenos meteorológicos extremos.

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Techos verdes para la gestión de aguas pluviales

Los techos verdes son una opción de infraestructura verde ( GI ) que se puede aplicar a prácticamente cualquier techo dada la capacidad de carga de peso. Los beneficios de los techos verdes se extienden mucho más allá de su atractivo estético obvio.

Un estudio realizado por la ingeniera civil de la Universidad de Toronto Jenny Hill y los co-investigadores del Laboratorio de Pruebas de Innovación de Techos Verdes ( GRIT Lab ) de la escuela mostró que los techos verdes tienen la capacidad de capturar un promedio del 70 por ciento de la lluvia durante un tiempo dado, aliviando sistemas subterráneos de aguas pluviales y la liberación de agua de lluvia a la atmósfera.

Laboratorio GRIT de la Universidad de Toronto

El estudio examinó cuatro variables de diseño de techos verdes que representan las prácticas industriales más comunes: tipo de plantación (suculentas o pastos y plantas herbáceas con flores), sustituto del suelo (mineral, abono de madera), profundidad de plantación (10 centímetros o 15 centímetros) y programa de riego ( ninguno, diario o activado por sensor) y cómo estos cuatro factores influyeron en la captura de agua.

Se demostró que el programa de riego tiene el mayor efecto, con una capacidad de retención que aumenta del 50% con riego diario al 70% con sensor activado o sin riego. Es decir, los techos que no han sido regados, o que solo se riegan cuando su suelo alcanza un nivel de humedad predeterminado, tienen una mayor capacidad de absorber las aguas pluviales.

Además, el estudio calculó un nuevo coeficiente máximo de escorrentía, un valor constante utilizado para calcular la capacidad de un techo verde para retener agua, para los techos verdes en alrededor de 0.1-0.15, una reducción del 85 al 90 por ciento en comparación con una superficie impermeable.

Los diseñadores e ingenieros utilizan habitualmente una cifra de 0,5 (reducción del 50 por ciento) para evaluar el rendimiento de los techos verdes. Esta discrepancia entre la práctica de la industria y los hallazgos regionales basados ​​en evidencia destaca la necesidad de más investigación.

Suculentas en la azotea y plantas con flores en el techo verde del laboratorio GRIT. Laboratorio GRIT de la Universidad de Toronto

La segunda variable más significativa para la retención de aguas pluviales fue el sustituto del suelo. El material de plantación de techos verdes más utilizado se basa en las directrices de la Sociedad Alemana de Investigación, Desarrollo y Construcción del Paisaje ( FLL ).

La FLL recomendó un agregado mineral porque se cree que es más duradero y resistente que los sustitutos biológicos del suelo. Pero esta recomendación ha sido cuestionada por la investigación actual .

Hill y su equipo compararon el material de cultivo mineral con el abono de madera. El compost superó al mineral en un 10 por ciento (70 por ciento frente al 60 por ciento de lluvia retenida) en camas sin riego, y tuvo una compresión o descomposición mínima con el tiempo.

Otro hallazgo clave en el estudio de Hill demostró que cuando ya estaba húmedo, ya sea por el riego o la lluvia, el material de siembra tenía la mayor influencia en la retención de agua. El compost superó al sustituto del suelo mineral hasta en tres veces cuando estaba completamente saturado (83 por ciento de lluvia retenida frente al 29 por ciento).

Compost un mejor sustituto del suelo

Eso significa que el compost no solo se desempeñó mejor en cada estación, sino que también se desempeñó mucho mejor en las temporadas de lluvias y durante tormentas consecutivas.

Se demostró que la profundidad de siembra (10 centímetros frente a 15 centímetros) y la familia de plantas ( suculentas versus pasto y plantas herbáceas con flores ) tienen un impacto escaso en la retención de aguas pluviales en comparación con el material de siembra y el programa de riego.

Y así, sin comprometer la gestión de las aguas pluviales, la selección de plantas puede cumplir con los objetivos estéticos y los parámetros ambientales, como la biodiversidad y el hábitat de las especies.

Una abeja se cierne alrededor de una planta con flores en el jardín de la azotea del laboratorio GRIT de la U of T. Laboratorio U of T GRIT

Una de las limitaciones para la construcción de techos verdes es la carga de peso, particularmente en edificios que no fueron construidos originalmente para acomodar el peso de un techo verde saturado. Por lo tanto, una profundidad de plantación de 10 centímetros en lugar de 15 significaría que más techos podrían ser elegibles para la modernización.

No obstante, a pesar de que una paleta de plantas biodiversa que incluya pastos y plantas herbáceas sería una opción de techo verde más estética y ecológicamente rica, esas plantas requieren riego para sobrevivir en ciudades como Toronto. Dado que el riego tiene un efecto negativo en la retención de aguas pluviales, los diseñadores de techos verdes pueden considerar plantas suculentas resistentes a la sequía como el sedum.

Sin embargo, cuando las plantas herbáceas se plantan en abono en lugar de materiales de plantación minerales, se podría evitar la disminución de la capacidad de retención de aguas pluviales.

El riego a pedido activado por un sensor de humedad del suelo puede equilibrar la gestión del agua con la disponibilidad de agua para el crecimiento de las plantas. Además, el compost pesa significativamente menos que el material de siembra mineral, lo que abre más posibilidades de modificaciones.

Y así, la investigación de Hill y su equipo sobre cuatro variables distintas de los techos verdes nos permite comprender los beneficios y las limitaciones de cada una, y cómo se pueden combinar.

Techos verdes: infraestructura verde óptima

En nuestra opinión, como investigadores del GRIT Lab, los techos verdes son la infraestructura verde urbana óptima debido a su multifuncionalidad: se pueden adaptar a edificios existentes, brindan un espacio biodiverso para la vida silvestre urbana y pueden enriquecer los espacios públicos para la ciudad. habitantes para disfrutar. Además, los techos verdes pueden hacer agradables los lugares que antes eran inhóspitos y proporcionar un nuevo espacio al aire libre para los trabajadores de oficina.

Una mariposa revolotea alrededor de las flores en el techo verde de GRIT Lab. Laboratorio U of T GRIT

Estos hallazgos recientes muestran claramente el potencial de los techos verdes. Pero son necesarios estudios científicos exhaustivos sobre techos verdes, como los realizados en el laboratorio GRIT, para determinar la mejor composición del techo verde para un rendimiento óptimo.

Por ejemplo, aunque el tipo de plantación tuvo poco efecto en la retención de aguas pluviales, se ha demostrado que la mezcla herbácea de plantas nativas es más atractiva para las abejas nativas y posiblemente más atractiva. Esta información es fundamental; Aunque las suculentas son actualmente el estándar de la industria, plantar solo suculentas en los techos podría tener un impacto negativo en la ecología urbana en varias regiones.

Una variable adicional a considerar al diseñar un techo verde es su ubicación. El investigador de GRIT Lab, Scott MacIvor, y los co-investigadores encontraron que la altura del edificio importa: hay muchas menos colmenas de abejas cuando los techos verdes son demasiado altos, por lo que diseñar un techo destinado a ayudar a las abejas de más de ocho pisos sería inútil.

A medida que los eventos de tormentas se vuelven más frecuentes y severos para los municipios, las ciudades con una infraestructura de aguas pluviales envejecida están luchando por encontrar formas de aliviar el impacto. Los techos verdes pueden ser parte de esta solución, pero no todos los techos verdes son iguales. La investigación y el conocimiento adecuados son esenciales.

Nota del editor: esta es una versión actualizada de un artículo publicado por primera vez el 21 de agosto de 2017.

Autores:
Catherine Howell Asistente de investigación, GRIT Lab, Universidad de Toronto
Jennifer Drake Profesor asistente de ingeniería civil, Universidad de Toronto
Liat MargolisProfesor asociado de arquitectura del paisaje, Universidad de Toronto

Fuente: The Conversation.

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