SISTEMAS DE BIORRETENCIÓN

Esta sección incluye aspectos generales para los siguientes sistemas de biorretención. Celdas de biorretención Jardines pluviales Cajas jardineras Zanjas vegetadas Estos sistemas utilizan vegetación seleccionada en combinación con procesos de filtración que promueven la detención, infiltración y evapotranspiración. Consecuentemente, favorecen la reducción del volumen de las aguas de escorrentía que se generan en las áreas próximas a estos sistemas. A su vez proporcionan almacenamiento temporero y descarga controlada para reducir los caudales de escorrentías. A pequeña escala, estos sistemas pueden estar contenidos dentro de cajas jardineras entre las calles y aceras, y a una escala mayor, pueden ser áreas verdes y parques para recreación pasiva. Esta sección se referirá a todos estos sistemas con el término biorretención. Infittración en pavimento permeable de la trinchera Desbordamiento Trinchera de Infiltración Superficie vegetada Figura 10.10 Trinchera de infiltración para flujo excedente de pavimento permeable. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-13 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 Los elementos clave de estos sistemas son los siguientes: Diseño de manejo de escorrentías pluviales replicando los procesos naturales del ciclo hidrológico. Flexibilidad en su tamaño y configuración; se pueden utilizar para una amplia variedad de aplicaciones y efectos estéticos y paisajistas. Manejo del volumen proveyendo almacenamiento y drenaje para períodos de hasta 48 horas. Suelo nativo o modificado que proporciona almacenamiento temporal de aguas pluviales y provee una base saludable para el crecimiento de las plantas. Plantaciones de vegetación nativa que proporcionan evapotranspiración de aguas pluviales, eliminan contaminantes y mejoran la apariencia del paisaje. La vegetación puede requerir mantenimiento. Su diseño incluye sistemas de vertedores, o drenajes de desbordamiento, que permite limitar la profundidad de los niveles de inundación en el área de almacenamiento. El volumen de escorrentía subterráneo puede ser controlado por drenajes soterrados. 10.7.1 Descripción de los sistemas de biorretención En general, un sistema de biorretención consiste en entrada de flujo, área de empozamiento, vegetación, capa o cubierta orgánica (mantillo), un medio que permita la percolación y provea sostén a la vegetación, un medio filtrante (una mezcla de arena y materiales finos) y salida de desbordamiento. Dependiendo de la capacidad de infiltración del subsuelo nativo, el área de biorretención estará compuesta por tres capas. La primera consistirá en una capa de materia orgánica para promover la infiltración y que funcione como un primer filtro con una permeabilidad tal que permita el flujo del agua hacia las capas más profundas. Esta primera capa filtrará los sólidos más grandes que sean arrastrados por las escorrentías. La segunda capa consistirá en un medio de soporte para la vegetación. Esta capa puede reusar el suelo nativo, siempre y cuando este tenga las características requeridas para percolar el agua y sostener la vegetación. Si este no es el caso, se utilizará un suelo modificado que provea estas características. La tercera capa y más profunda consistirá en una franja con una combinación de grava y arena que proporciona un medio bien drenado. En el caso de suelos nativos con baja capacidad de infiltración (menos de una pulgada por hora), se puede incluir una tubería perforada a manera de drenaje soterrado colocada horizontalmente que a su vez se conectará al sistema pluvial soterrado o a otra práctica LID como se muestra en la Figura 10.11. La Figura 10.12 muestra un esquemático típico de un sistema de biorretención en un terreno que no requiere mejoras. 10.7.2 Aplicaciones de Sistemas de Biorretención Los sistemas de biorretención se localizan cerca del lugar donde se generan las escorrentías. Típicamente se ubican cerca de áreas de estacionamiento, aceras, calles, áreas impermeables y cerca de los puntos de descarga de las recogidas de agua de techos. Estos sistemas pueden incorporarse en nuevas construcciones o en mejoras del terreno (nivelación de pendientes) en construcciones REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-14 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 1 2 1. Vegetación y capa orgánica (mantillo) 4 2. Capa de suelo, natural 0 3 modificado, para sostener la vegetación 3. Capa de drenaje de grava/arena 4. Drenaje soterrado (opcional) Figura 10.11 Sistema de biorretención en un terreno mejorado. 1. Geotextil 2. Capa filtrante (medio de grava 4 gradada y arena) 3. Drenaje soterrado conectado a sistema de drenaje pluvial (opcional) 5 4. Área de empozamiento 5. Control de erosión en la entrada. 6. Mantillo 7. Capa de suelo, nativo 0 mejorado, 6 para sostener la vegetación 7 8. Sub base (subsuelo nativo) 1 2 8 3 Figura 10.12 Sistema de biorretención en un terreno que no requiere mejoras. existentes. Dependiendo del volumen de escorrentía a manejarse, podrían requerirse mejoras en las condiciones de infiltración, las condiciones del suelo y la ubicación de las obras. Estos sistemas pueden usarse en entornos urbanos densamente desarrollados, al igual que en otros terrenos con menor desarrollo, incluyendo áreas verdes y parques. Los sistemas de biorretención se implementan aprovechando la topografía disponible y pueden interconectarse con infraestructura tradicional o la implementación de zanjas vegetadas. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-15 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 10.7.3 Criterios Comunes para Diseño de Sistemas de Biorretención Estas medidas no son recomendables en ausencia 0 insuficiencia de área disponible para biorretención en proyectos existentes, o en algunos casos, cuando no haya suficiente espacio para las servidumbres de infraestructura o facilidades existentes. Tampoco se recomiendan cuando las pruebas de campo indiquen que los posibles sitios de biorretención tienen una conductividad hidráulica saturada del suelo nativo medida (inicial) inferior a 25 mm/hr (1.0 pulgadas por hora). Los parámetros que se introducen a continuación se deben seguir para el funcionamiento efectivo de estas medidas. 10.7.3.1 Profundidad máxima de empozamiento En ninguna circunstancia se debe permitir que la profundidad del agua empozada exceda 50 cm (20 pulgadas). Este parámetro afecta el tiempo de drenaje y el volumen de agua retenido. 10.7.3.2 Profundidad de la capa de suelo La profundidad de la capa de suelo mejorado, o nativo, será de entre 45 y 90 cm (18 a 36 pulgadas). Esta es una capa de suelo filtrante que permitirá la siembra y favorecerá la infiltración. Las variedades de arbustos o arboles seleccionadas para la siembra en estos sistemas tendrán un crecimiento de raíces que no exceda la profundidad de esta capa. Este parámetro afecta el tiempo de vaciado y el volumen retenido. 10.7.3.3 Uso de suelo estructural Se utilizará suelo estructural dentro de la zona de biorretención que requiera capacidad de carga. Se requerirá que la capa de suelo para sostener la vegetación sea sustituida por suelo estructural siempre que el sistema de biorretención esté adyacente a edificios, aceras y calles. Suelo franco arcilloso: El suelo franco arcilloso deberá ser un suelo "franco a franco arcilloso" basado en el sistema de clasificación de suelos del USDA según determinado por análisis mecánicos (ASTM D6913\D6913M-17 y D7928-17, o los más recientes) y será de composición uniforme. Deberá estar libre de piedras de más de 1.25 cm (0.5 pulgadas), grumos, plantas y sus raíces, escombros y otras materias extrañas de más de 2.5 cm (1.0 pulgada) de diámetro o exceso de trozos más pequeños de los mismos materiales, según determinado por el ingeniero geotécnico. No deberá contener sustancias tóxicas perjudiciales para el crecimiento de las plantas. Se obtendrá de zonas que nunca hayan sido despojadas de la capa superior del suelo ("topsoil") y que tengan un historial de crecimiento vegetativo satisfactorio. El contenido de materia orgánica estará entre 2% y 5%. La gradación del suelo franco arcilloso será como se indica en la Tabla 10.2. Tabla 10.2 Gradación para el suelo franco arcilloso. Textura % del peso total Piedra Menos de 5% Arena 20 a 45% Limo 20 a 50% Arcilla 20 a 40% REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-16 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 Piedra triturada: El 90 a 100% de la piedra debe pasar el tamiz de 37.5 mm (1.5 pulgadas), el 20 a 55% debe pasar el tamiz de 25 mm (1.0 pulgadas) y el 10% debe pasar el tamiz de 19 mm (0.75 pulgadas). Se requiere una relación entre el tamaño de partícula nominal máximo y el nominal mínimo de 2. Las dimensiones aceptables de los agregados no excederán de 2.5:1 para cualquiera de las dos dimensiones elegidas. Un mínimo de 90 por ciento de la piedra tendrá una cara fracturada y un mínimo de 75 por ciento con dos o más caras fracturadas. Hidrogel: El hidrogel será un copolímero de propenoato/propenamida de potasio ("potassium propenoate/propenamide"). Suelo estructural: El suelo estructural será una mezcla uniforme de piedra triturada, suelo franco arcilloso y un copolímero adherente (hidrogel) mezclados en las siguientes proporciones. Tabla 10.3 Proporciones de materiales para el suelo estructural. Material Unidades de peso seco Piedra triturada 80 unidades/100 unidades de la mezcla completa (80%) Suelo franco arcilloso 20 unidades/100 unidades de la mezcla completa (20%) Copolímero 0.03 unidades/100 unidades de piedra triturada Humedad total Humedad óptima AASHTO T-99 10.7.3.4 Profundidad de la capa filtrante Esta será una capa inferior de grava y arena que permita el flujo de las aguas hacia el fondo de la fosa y que sirve para almacenamiento temporero de las aguas. En el caso de los jardines pluviales y si el suelo tiene la capacidad de percolar, esta capa puede sustituirse por un geotextil o tela permeable. La profundidad no será menor de 0.60 metros (24 pulgadas). Este parámetro afecta el tiempo de vaciado y el volumen retenido. 10.7.3.5 Distancia al nivel freático La distancia del fondo de la fosa de la práctica LID hasta el nivel freático máximo será no menor de 30 cm (12 pulgadas). Este parámetro afecta el gradiente hidráulico para la percolación en la zona saturada. 10.7.3.6 Pendientes de terrenos adyacentes La biorretención se puede utilizar para sitios con una variedad de condiciones topográficas, pero funciona mejor cuando la pendiente del área inmediatamente adyacente a la práctica de biorretención, dentro de aproximadamente 4.5 a 6 metros (15 a 20 pies), esté entre 1 y 5%. No se utilizará sistemas REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-17 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 de biorretención en áreas donde las pendientes adyacentes sean superiores a un 20% debido al riesgo de erosión. 10.7.3.7 Capacidad de infiltración del suelo La capacidad de infiltración de suelo nativo, o preparado, para un sistema de biorretención será determinada mediante pruebas de campo. Se utilizará la prueba de infiltración de doble anillo siguiendo el estándar ASTM D3385-18 (o el más actual al momento de hacer las pruebas) y se seleccionará la capacidad de infiltración mínima, o final, para el diseño. La capacidad de infiltración mínima será igual o mayor a 25 mm/hr (1 pulgada/hr). 10.7.3.8 Área superficial de los sistemas de biorretención El área superficial será entre un 7 y un 20% de la superficie impermeable que genera la escorrentía. Las áreas de drenaje de los sistemas de biorretención se limitarán a un máximo de 2 hectáreas (5 cuerdas). Áreas más grandes podrán ser drenadas a través de esta tipología de sistemas siempre y cuando la profundidad de los sistemas diseñados no implique la inundación del LID por la presencia de niveles freáticos altos o que se castigue adversamente el desempeño del elemento. 10.7.3.9 Caudales y Volúmenes de Diseño Los sistemas de biorretención interceptan las aguas superficiales y las infiltran para almacenarlas temporeramente en el subsuelo donde percolan y se descargan gradualmente mediante tuberías perforadas soterradas. El flujo que admiten estas estructuras es la tasa de infiltración en el suelo poroso, mientras que, el flujo de salida es el recogido por las tuberías de drenaje producto de la percolación. La operación del sistema es controlada por la menor entre la tasa de infiltración y la de percolación. Por esta razón el diseño de los LID asociados con la porosidad del suelo requiere un cálculo cuidadoso del gradiente hidráulico. El diseño debe demostrar continuidad entre la infiltración y la percolación según la ley de Darcy. Durante los eventos de lluvia, las capas porosas se llenan de agua ocupando el volumen de vacíos disponible. Bajo condiciones de saturación la percolación queda directamente conectada con las tuberías de drenaje soterradas. En estas condiciones el flujo de diseño es controlado por el menor entre la percolación en las capas filtrantes y el flujo a través de las tuberías de drenaje. El volumen de diseño se calculará a partir de la diferencia entre el contenido de humedad de saturación y el contenido de humedad inicial de las capas filtrantes (suelo y subbase). El diseñador proveerá valores de conductividad hidráulica para condiciones recién construida para cada capa de material y usará un valor de 25.4 mm/hr (1 pulgada/hr) como valor bajo condiciones de máxima obstrucción. Nunca el contenido de humedad inicial debe estar por debajo del punto de marchitez de las plantas. 10.7.3.10 Tiempo de drenaje y tiempo de secado El tiempo de drenaje es aquel que transcurre hasta que no hay agua sobre la superficie del terreno. El tiempo de secado es el que transcurre mientras el agua drena por gravedad debajo de la superficie hacia la tubería de drenaje. El tiempo de drenaje depende de la porosidad de las capas de material en el subsuelo. Este aspecto debe considerar que, cuando los LID son nuevos, la tasa de infiltración es máxima y se va reduciendo con el tiempo conforme los poros se tapan. Para mantener la operación efectiva se puede considerar establecer controles hidráulicos en las tuberías de drenaje que permitan una razón de REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-18 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 percolación adecuada, manteniendo un tiempo de drenaje que cumpla con las normas de este reglamento. Los sistemas de biorretención serán diseñados para que drenen completamente en un periodo menor o igual a 48 horas después del final del evento de lluvia de diseño. Este tiempo incluye el tiempo para drenar las capas de suelo que forman el sistema. Se diseñará para la capacidad de infiltración mínima (capacidad de infiltración final o conductividad hidráulica). 10.7.3.11 Diseño de la entrada En aquellos casos donde la escorrentía provenga de superficies permeables se requiere una franja de amortiguamiento de hierba de 0.5 a 3 metros de largo para las entradas donde el afluente llegue disperso sobre la superficie del terreno. Se requiere control de erosión en la entrada si el afluente llega concentrado (descarga puntual). Las velocidades de entrada al sistema de biorretención no deben exceder 0.2 m/s (0.66 pies/s). 10.7.3.12 Salida para desbordes La tubería de drenaje subterránea debe tener una salida en caso de desbordamiento por eventos mayores que los de diseño del LID. Si la tubería se conecta con el sistema de alcantarillado se proveerá una salida para desbordamiento que permita dirigir las aguas excedentes hacia la cuneta u otro punto de descarga. 10.7.3.13 Selección de la Vegetación La selección de la vegetación debe hacerse con las siguientes condiciones: Los sistemas de biorretención no deben ubicarse en áreas que requieran la eliminación de árboles maduros existentes. Estos deben integrarse dentro del paisaje. Los suelos deben ser adecuados a la climatología del sitio, adecuados para las variedades de vegetación que se seleccionen y el favorecimiento de la infiltración y la retención del agua. La mezcla de suelo tendrá una composición similar a 40% a 50% de arena, 20% a 30% suelo (topsoil) y 10% 20% composta y no más de un 10% de arcilla. La conductividad hidráulica de esta mezcla debe estar entre 1.5 y 2.5 m/día (5 y 8 pies/día). Las variedades de vegetación seleccionadas deben ser adaptadas al clima y el suelo que se utilice. Se usarán variedades nativas siempre que sea posible. Se tomarán medidas para prevenir el acceso de basuras, escombros o altas concentraciones de sedimento en suspensión. Se debe consultar con un agrónomo o especialista en jardines y paisajes sobre las variedades locales más adecuadas para el sitio del proyecto. 10.7.4 Jardines Pluviales Una variante de los sistemas de biorretención son los jardines pluviales; que son áreas paisajistas, con vegetación y suelos diseñados específicamente para recibir, almacenar y filtrar la escorrentía proveniente de áreas cercanas. Los jardines pluviales están construidos sobre una base de material granular con material vegetal seleccionado por las características de sus raíces y tolerancia a REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-19 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 diferentes condiciones de humedad del suelo. Además de los beneficios estéticos, los jardines pluviales facilitan la bio-remediación (remoción y degradación de contaminantes a través de procesos de naturaleza vegetal) y toleran períodos de humedad extrema y sequía. Al igual que las depresiones en las celdas de biorretención, los jardines pluviales son más eficaces en áreas donde la permeabilidad del suelo es alta. 10.7.4.1 Aplicaciones de jardines pluviales Los jardines pluviales son eficaces tanto en proyectos nuevos como en la implementación de mejoras de sistemas pluviales existentes y se pueden diseñar como un elemento de mejora paisajistas en la mayoría de los casos. Los jardines pluviales son una excelente alternativa para aumentar la infiltración in situ en áreas de jardines y pastos existentes. Esta estrategia permite aprovechar las áreas bajas para recoger de manera natural la escorrentía. En áreas de estacionamiento, las isletas con vegetación y árboles se pueden transformar en zonas de retención de aguas pluviales cortando, o quitando, los encintados para recibir las aguas pluviales provenientes de las superficies impermeables. También se puede utilizar en áreas de jardín para recibir las aguas de los techos. 10.7.4.2 Consideraciones específicas de diseño Las siguientes son consideraciones de diseño específicas para jardines pluviales. El área de captación de la práctica determinará el tamaño del jardín. Se debe prever un drenaje para aquellos eventos de lluvia que sobrepasen la capacidad de almacenamiento. 10.7.5 Celdas de Biorretención Las celdas (charcas o pozas) de biorretención son sistemas de manejo y tratamiento de aguas de escorrentía similares a los jardines de biorretención que se ubican dentro de una depresión poco profunda compuesta por vegetación y suelo superficial modificado. Reducen la escorrentía superficial, proveniente de techos, calles y aceras cercanos, al promover la infiltración. La Figura 10.13 muestra un esquemático de una celda de biorretención. 10.7.5.1 Aplicaciones de celdas de biorretención Las celdas de retención se pueden utilizar como medida local para manejar las escorrentías de su área de captación dentro de desarrollos mayores, incorporando a su vez áreas verdes que mejoren el paisajismo del proyecto. Aunque fueron concebidos inicialmente para implementarse en lotes residenciales privados para mejorar sistemas nuevos y existentes, también son aplicables a desarrollos comerciales, industriales, institucionales y recreativos; y pueden incorporarse a nuevas construcciones o añadirse a los jardines existentes como parte de mejoras a sistemas existentes. 10.7.5.2 Consideraciones específicas de diseño Las siguientes son consideraciones de diseño específicas para celdas de biorretención. El ancho mínimo debe ser de al menos 4.5 m (15 pies), y preferiblemente de 7.5 m (25 pies). REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-20 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 La longitud de las áreas de biorretención debe ser al menos el doble del ancho, o un mínimo de 12 m (40 pies). La zona de inundación debe tener una profundidad mínima de 15 cm (6 pulgadas). La zona de las raíces debe tener una profundidad mínima de 1.2 m (4 pies). 10.7.6 Cajas Jardineras Estas cajas son construidas bajo los mismos principios y conceptos de los sistemas de biorretención, que utilizan vegetación y suelos modificados para filtrar y/o retener las aguas pluviales. Algunas usan sistemas modulares para espacios pequeños, como el mostrado en la Figura 10.14. Hay dos tipos de cajas jardineras según las características y requisitos del sitio. Estas son las siguientes. Jardineras confinadas: Es una jardinera con salida únicamente por desbordamiento y drenaje soterrado. En otras palabras, no permite la percolación hacia el suelo profundo. Las jardineras confinadas se diseñan para retener el agua de lluvia, hasta que su capacidad de retención se ve excedida, luego de lo cual desborda por medio de un vertedor. El agua almacenada en la capa de suelo y medio filtrante drenará por gravedad a través de un drenaje soterrado. Esta acción permite retrasar el drenaje de aguas pluviales y reducir la descarga pico. Las jardineras confinadas se utilizan mayormente para plantar árboles y arbustos entre aceras y calles. La Figura 10.14 muestra un esquemático de una caja jardinera confinada. A 1. Tope de berma vegetado 2. Vertedor de emergencia 3. Límite de área de biorretención 1 6 4. Cubierta de suelo 0 capa de mantillo 2 7 5. Pavimento, acera 0 área construida 6. Terreno natural inalterado 3 8 7. Límite de área intervenida 4 9 8. Arbustos 9. Árboles 5 10 10. Franja de pastos y grama filtrante "filter strip" 11. Escorrentía superficial A 12. Límite de pavimento, acera 0 área Vista en Planta (Sin Escala) construida (5) 13. Límite de terreno natural estabilizado 14. Suelo nativo inalterado 10 15 (Permeabilidad ≥ 0.5 pulg/hr) 11 5'min 16 15. Profundidad máxima de agua (debe ser compatible con la vegetación y cobertura 12 17 2-4' min de suelo seleccionado) 13 Area de Biorretención 18 16. Borde libre de agua mínimo 2 pies (0.60m) 17. Cubierta de suelo 0 capa de mantillo (4) 14 19 18. Pendiente máxima 3:1 19. Suelo modificado (bio-retención) Sección A-A (Sin Escala) Figura 10.13 Esquemático de una celda de biorretención. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-21 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 1 6 1. Sifón invertido vertedor de sobre flujo A 2 Filtro 2 3. Medio de crecimiento para plantas 4 7 (profundidad mínima 18") 4. ASSHTO#3 u dro material aprobado 3 5. Tubería para conectar a sistema pluvial 0 sistema de desagüe 8 6. Bajante de aguas lluvias 4 7. Grava para evitar erosión en el punto de descarga del bajante 5 8. Membrana geotextil 9 A 9. Muro estructural con membrana 10 impermeable 10. Tubería perforada para desagüe 11. Suelo existente 11 Figura 10.14 Esquemático de una jardinera filtrante confinada. Jardineras no confinadas: También llamadas cajas jardineras de flujo continuo, son jardineras con flujo vertical y drenaje soterrado (por tubería o por percolación profunda). Son diseñadas con un fondo impermeable provisto de una estructura o elemento que permite la salida controlada del agua. En la medida que el agua se infiltra a través del suelo se puede lograr atenuación del flujo, cierta reducción del volumen y alguna mejoría en la calidad del agua. El control de flujo se consigue almacenando el agua aprovechando el volumen disponible no saturado en la jardinera. Este tipo de jardinera se puede utilizar adyacente a un edificio si está impermeabilizada correctamente siempre y cuando no presente peligro para los cimientos de la estructura. También se puede utilizar entre las aceras y calles. La Figura 10.15 muestra los principales mecanismos de manejo de aguas de escorrentía por infiltración en una caja jardinera no confinada. 10.7.6.1 Aplicación de Cajas Jardineras Las cajas jardineras suelen estar diseñadas para proporcionar detención de escorrentías para eventos de lluvia frecuentes y de poco volumen de escorrentía. Deben espaciarse de manera continua y uniforme lo largo de la longitud del área de interés. Las cajas jardineras se pueden utilizar en aceras, estacionamiento, plazas, como receptoras de aguas de techos y otras áreas impermeables. También se pueden construir junto a los edificios, considerando medidas de impermeabilización adecuadas para proteger los cimientos. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-22 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 1 1. Mantillo 2. Entrada de Agua 9 3. Suelo nativo 2 4. Desagüe dirigido al sistema menor 5. Capa filtrante con grava gruesa 6. Capa filtrante intermedia 8 7. Suelo selecto 7 8. Desagüe y control de nivel máximo de agua 9. Muro Jardinera 6 3 5 4 Figura 10.15 Esquemático de una jardinera filtrante no confinada. En desarrollos residenciales, se pueden usar en las áreas de siembra entre las aceras y calles. Se puede utilizar para crear bahías de estacionamiento a lo largo de las calles. 10.7.6.2 Consideraciones específicas de diseño Las siguientes son consideraciones de diseño específicas para cajas jardineras. Deben estar diseñadas para detener y liberar lentamente el agua de escorrentía provenientes de áreas impermeable, pero deben vaciarse en un periodo no mayor de 48 horas. La vegetación puede incluir ciertas especies de hierbas, arbustos, árboles, y otras variedades recomendadas para el sitio. Deben estar diseñadas para recibir escorrentía proveniente de un área (impermeable) de captación no mayor de 1,400 metros cuadrados (15,000 pies cuadrados) de área impermeable. Las tuberías de descarga deberán desaguar a un punto de descarga permitido o al sistema de drenaje pluvial. 10.7.7 Zanjas Vegetadas Las zanjas vegetadas son una técnica que agrega un componente paisajista para redirigir y filtrar las aguas pluviales. La principal diferencia entre los jardines pluviales y las zanjas vegetadas es que el propósito principal de las zanjas es transportar agua de una zona a otra (a menudo terminando en un jardín pluvial), maximizando la cantidad de tiempo que el agua de escorrentía permanece en la zanja (aumenta el tiempo de concentración) para atrapar sedimentos y promover la reducción de concentraciones de posibles contaminantes. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-23 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 Las zanjas vegetadas se diseñan para reducir las velocidades de escorrentía aumentando la rugosidad de la superficie. El aumento de la rugosidad de la superficie se traduce en un mayor tiempo de contacto con la superficie, lo que permite una mayor infiltración, evaporación, transpiración y mejora de la calidad del agua antes de que la escorrentía llegue al cuerpo de agua receptor. La Figura 10.16 muestra un detalle típico de una zanja vegetada. El diseño puede incluir elementos de contención transversal (represas de detención o "check dams" por su nombre en inglés) para aumentar el tiempo de detención, crear efectos de almacenamiento e incentivar la infiltración. Estas represas pueden funcionar como barreras porosas para filtración de sedimentos o como barreras impermeables que promuevan la disipación de energía y controlen el gradiente hidráulico. 10.7.7.1 Aplicaciones de zanjas vegetadas Las zanjas vegetadas consisten en canales con una capa vegetal resistente a la erosión para manejar cantidades moderadas de escorrentía proveniente de áreas impermeabilizadas (calles, aceras, estacionamientos, etc.). Se deben observar las siguientes recomendaciones. No son adecuadas para áreas urbanas de alta densidad, debido a que se requiere bastante espacio para la superficie permeable. Su naturaleza, a menudo lineal, las hace muy adecuadas para calles residenciales y autopistas. No son adecuadas para áreas llanas o con terrenos fácilmente erosionables. Pendiente lateral Nivel de excedencia Pendiente longitudinat Infiltración Profundidad de trinchera Largo del canal Profundidad sobre base Ancho dela de base Figura 10.16 Esquemático de una zanja vegetada. REGLAMENTO PARA EL DISEÑO, CRITERIOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE 10-24 SISTEMAS DE ALCANTARILLADOS PLUVIALES EN PUERTO RICO, 2022 Tienden a demandar gran extensión de suelo debido a las pendientes laterales de sus taludes. Son más efectivas si están cerca del área impermeable. No deben ser localizadas bajo árboles cuyas sombras puedan reducir su efectividad. 10.7.7.2 Consideraciones específicas de diseño Las siguientes son consideraciones de diseño específicas para zanjas vegetadas. Generalmente tienen una sección trapezoidal o parabólica. La base de la zanja trapezoidal será entre 0.5 y 3 metros (1.5 y 10 pies). La pendiente longitudinal será entre 0.5 y %, pudiendo incorporar elementos de contención transversal (represas de detención o "check dams") que permitan pendientes de hasta 10%. Drenajes soterrados son necesarios para pendientes menores de 1.5%, si no se cuenta con infiltración adecuada. Las pendientes laterales máximas serán 3H:1V. Cuando sea posible y el espacio lo permita, se podrá usar pendientes laterales de hasta 4H:1V. Los elementos de contención transversal, generalmente, se instalan en intervalos de 10 a 20 metros (33 a 66 pies). Se instalarán disipadores de energía de 1 a 2 m (3 a 6.5 pies) de longitud aguas abajo de estos elementos. El diseño incluirá una tubería de desborde, o un aliviadero, sobre la profundidad de diseño para transportar el caudal en exceso al caudal de diseño. La vegetación seleccionada será autóctona para garantizar una cobertura densa y duradera. La vegetación debe ser capaz de adaptarse a inundaciones periódicas y sequías. El uso de otro tipo de vegetación (no autóctona) será permitido siempre que se demuestre que dicha vegetación tiene estas características.