BORDILLO DRENANTE: REINGENIERIA DEL SUMIDERO VIAL

BORDILLO DRENANTE: REINGENIERIA DEL SUMIDERO VIAL Jesús Alfonso Orjuela Vásquez Ingeniero Civil Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia Especialista en Hidráulica – UNESCO-IHE, Delft, Holanda

Junio 2016

El sistema de drenaje vial actualmente en uso en Colombia, consiste básicamente en una serie de sumideros de rejilla, espaciados de manera que el ancho de vía inundable (T), requerido para que la rejilla del sumidero funcione, no sobrepase un límite previamente establecido, tal como se ilustra en la Figura 1. Cuando las vías drenan a dos aguas y son de menos de cien metros de longitud, garantizar ese límite (T) usualmente implica dos sumideros al final de cada calle, uno en cada margen. En ese esquema, la escorrentía superficial generada por la lluvia escurre hacia los lados de la vía, la cual tiene usualmente una pendiente transversal del 2%, y de allí escurre hacia el punto más bajo de la vía, gracias a la pendiente longitudinal de la vía, generando un flujo recostado contra el bordillo, que inunda parte de la vía. El ancho inundable se fija según el nivel de servicio que se le quiera dar a la vía. En Bogotá, por ejemplo, la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAB) establece en su norma NS-047, que el ancho inundable (T) aceptable es de dos metros para vías en zona residencial, y de metro y medio para vías en zonas institucionales y comerciales, así como para vías V0 a V3. Obviamente, ese ancho es el que se alcanza al final de la vía, cuando se ha acumulado toda la escorrentía que recoge la vía, entre sumideros. Lo anterior implica que, en promedio, la mitad de cada calzada está inundada durante un aguacero con una intensidad correspondiente al periodo de diseño, el cual es de 5 años para los sumideros, es decir, para un aguacero de mediana intensidad, y además, que la basura acumulada en la vía es arrastrada por el agua hacia los sumideros cuando llueve por más de quince minutos, que es el tiempo de concentración de este tipo de estructuras. Ahora bien, la gran mayoría de los sumideros implementados en Colombia consisten en una caja con rejilla en su parte superior, cuyas dimensiones varían ligeramente de una ciudad a otra y según la versión de la norma vigente. En Bogotá, por ejemplo, el sumidero actualmente vigente consiste en una caja de concreto reforzado de 2mx1,5mx1m, con rejilla de 80cmx35cm en su parte superior, cuya eficiencia hidráulica se consigna en las figuras de la norma NS-047 de la EAB, según las cuales, la eficiencia de la rejilla oscila entre el 60% y el 30%, en condiciones ideales de funcionamiento. Lo anterior implica que cuando la rejilla se obstruye con basura, esta eficiencia se reduce drásticamente. Por tal razón, este tipo de sumidero cuenta también con una abertura lateral, la cual obviamente no es tan eficiente en la captación de la escorrentía como

la rejilla, pero ayuda a captar parte del caudal, especialmente si la rejilla se tapa, ya que en ese caso la altura del agua contra el bordillo se incrementa, con lo cual la eficiencia de la abertura lateral se incrementa proporcionalmente. No obstante, esta abertura lateral sufre del mismo problema que la rejilla, la basura. Si la abertura lateral tiene reja (varillas), la basura termina obstruyéndola, y si no tiene reja, la basura entra al sumidero y termina obstruyéndolo internamente.

FIGURA 1: ESQUEMA DE DRENAJE VIAL ACTUALMENTE EN USO EN COLOMBIA, EL CUAL CONSISTE EN UN SUMIDERO AL FINAL DE LA CALLE, EL CUAL REQUIERE PARA SU FUNCIONAMIENTO DE UN ANCHO INUNDABLE (T) QUE OSCILA ENTRE 1,5 M Y 2 M EN CONDICIONES IDEALES. EN LA PRÁCTICA, DEBIDO A LA BASURA QUE SE ACUMULA EN LA REGILLA, ESE ANCHO INUNDABLE (T) PUEDE SUPERAR A LOS 2 M. FUENTE: PROPIA.

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En una ciudad como Bogotá, donde la cultura ciudadana aun no nos permite disfrutar de calles libres de basura, esto es un verdadero dolor de cabeza para las autoridades encargadas del mantenimiento de la red de drenaje vial, pues la gran mayoría de los sumideros se encuentran obstruidos por la basura o funcionan, cuando funcionan, con niveles de eficiencia muy inferiores a los cuales se diseñaron. ¿Conclusión? El punto débil de la red de drenaje vial actual, es precisamente el punto de entrada del agua a la red, es decir, los sumideros. Ello implica que el drenaje de las vías, especialmente en las áreas urbanas, es muy deficiente, razón por la cual la mayoría de las vías se inundan durante aguaceros fuertes, o cuando menos se encharcan, y permanecen así por largos periodos de tiempo, aun después de que cesa la lluvia, todo lo cual se traduce en una reducción significativa en el nivel de servicio, pues los vehículos deben reducir su velocidad, con el consecuente deterioro de la movilidad, y además, están salpicando constantemente a los peatones e incluso hasta las fachadas de las viviendas o locales comerciales. Pero lo más grave de esta situación es el deterioro que ello implica para la vía, pues es bien sabido que la vida útil de una vía está directamente relacionada con el adecuado drenaje de las aguas lluvias. Un sumidero tapado u obstruido parcialmente, genera anchos de inundación superiores a los de diseño, con profundidades que en muchos casos alcanzan el borde del sardinel, es decir, 15 cm, y por periodos de tiempo muy superiores a la duración de la precipitación que originó el encharcamiento o inundación. Esa es una de las razones del marcado deterioro de la malla vial en una ciudad como Bogotá, pues las vías no están diseñadas para soportar tales condiciones de inundación. Los largos periodos de inundación de las vías generan deterioro acelerado del pavimento y una vez se agrieta la capa de rodadura, o la placa de concreto, el agua penetra en la subbase, con lo cual se acelera el proceso de deterioro de la vía. Evidentemente, se requiere la reingeniería del sistema de drenaje vial actual. ¿Cómo resolver el problema de una rejilla que se tapa constantemente con la basura, pues al estar en el punto más bajo de la calle hacia ella inevitablemente escurre la basura cuando llueve?, ¿cómo resolver el problema de la abertura lateral, que al ser de longitud significativa implica que toda la basura se introduce en el sumidero, con lo cual el sumidero se convierte en un depósito de basura? y ¿cómo resolver el problema de la deficiente nivelación de las vías que genera empozamientos en diferentes puntos de la vía? La respuesta es: captando la escorrentía en muchos puntos a lo largo de toda la calle y no en un solo punto (sumidero). Para ello, todo lo que se requiere es rediseñar el bordillo de manera que permita captar el agua que se acumula contra él en varios puntos y transportarla internamente hasta el final de la vía. En la Figura 2 se puede apreciar el bordillo tipo IDU actualmente empleado en la mayoría de las ciudades de Colombia, e incluso en algunas carreteras. La propuesta es modificar ese bordillo para que pueda funcionar como estructura de captación y conducción del agua de escorrentía, para lo cual, todo lo que se requiere es abrirle unos huecos adicionales, convenientemente localizados, tal como se muestra en la Figura 3. 3

FIGURA 2: BORDILLO TIPO IDU ACTUALMENTE EN USO EN COLOMBIA. FUENTE: PROPIA

FIGURA 3: BORDILLO DRENENTE PROPUESTO PARA REMPLAZAR LOS SUMIDEROS DE REJILLA. FUENTE: PROPIA

Como casi siempre, los europeos ya se nos adelantaron y han venido implementando en los últimos años este nuevo sistema de drenaje vial, el cual mejora sustancialmente el drenaje de las vías, pues resuelve los problemas ya mencionados, sin generar costos adicionales. El sistema es conocido como el bordillo drenante y consiste en aprovechar los agujeros que de hecho ya tienen los bordillos, y abrirle unos adicionales, de manera que permitan captar la escorrentía a todo lo largo de la vía y transportarla por entre los bordillos hasta el punto más bajo de la vía, punto en el cual se construye una caja de inspección, en lugar del sumidero tradicional. Esta caja de inspección es mucho más sencilla que un sumidero, por lo que su costo es muy inferior. La caja de inspección se puede 4

conectar por medio de tubería de PVC de ø10” al pozo de la red de aguas lluvias más cercano, como se hace en la actualidad con los sumideros, o, preferiblemente, a un SUDS. Obviamente, se requiere algún tipo de sello hidráulico en la unión entre bordillos para evitar filtraciones, lo cual se puede lograr con mortero, empaques de caucho o aplicando sellador al momento de la instalación, pero es importante anotar que los costos adicionales que ello genera, son inferiores a los costos que se ahorran al remplazar el sumidero por la caja de inspección. En Colombia, este nuevo sistema de drenaje vial aún no ha sido adoptado. No obstante, es mucho más eficiente que el actual sistema y su implementación no solo no genera costos adicionales a las actualmente requeridos, sino que puede ser incluso más económico, pues el sistema es más sencillo y eficiente, por lo que su construcción y mantenimiento se simplifica enormemente, todo lo cual se traduce en una mayor vida útil de la vía por un menor precio. En internet se pueden ver muchos ejemplos de aplicación exitosa de ese sistema (Kerb Drainage System) en las ciudades europeas y se pueden encontrar páginas web de varias empresas europeas dedicadas a la comercialización del bordillo drenante (Kerbdrain). Ahora bien, la construcción de este tipo de bordillo se puede implementar fácilmente en Colombia, pues todo lo que se requiere es una nueva formaleta para su fundición.

FIGURA 4: ESQUEMA DE DRENAJE CON BORDILLO DRENENTE. LA ESCORRENTIA DE LA VÍA ES CAPTADA POR CADA UNO DE LOS BORDILLOS Y CONDUCIDA INTERNAMENTE HACIA EL PUNTO MÁS BAJO DE LA VÍA. FUENTE: PROPIA 5

FIGURA 5: ESQUEMA DE DRENAJE CON BORDILLO DRENENTE. EL AGUA RECOGIDA POR LOS BORIDLLOS DESCARGA EN LA CAJA DE INSPECCIÓN (1mx1mx0,5m) Y DE ALLI LA TUBERIA DE ø10” DESCARGA EN UN SUDS O EN EL POZO DE LA RED DE AGUAS LLUVIAS MÁS CERCANO. FUENTE: PROPIA.

Las ventajas de este nuevo sistema de drenaje vial son muchas, entre las cuales se pueden mencionar las siguientes:

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Elimina la necesidad de un ancho inundable, pues el agua es captada a todo lo largo de la vía, en varios puntos, tres por cada metro de bordillo. Esto implica que se puede conservar el nivel de movilidad y garantizar una menor exposición del pavimento a la acción del agua, incluso para los aguaceros más fuertes.

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Elimina los encharcamientos que se presentan en puntos de la vía con deficiente nivelación, los cuales, en el esquema de sumidero tradicional, permanecen encharcados hasta que el agua se seca por evaporación.

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Reduce la posibilidad de obstrucción por basura, pues si bien es cierto algunas de las aberturas en el bordillo pueden ser obstruidas por la basura, la cantidad de aberturas es tal (3 por metro) que es imposible que la mayoría se tape.

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Reduce y simplifica las labores de mantenimiento, pues al impedir que la basura entre a la red, su mantenimiento se simplifica. Además, la basura, que quedará tapando algunas de las aberturas en los bordillos, será fácilmente removida cuando se efectué el barrido de las calles, es decir, la basura no entra al sistema de drenaje, sino que permanece en la calle, contra los bordillos, donde puede ser recogida fácilmente.

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Reduce el tiempo que el pavimento permanece mojado, pues al evitar la formación de encharcamientos, tan pronto deja de llover se inicia el proceso de secado de la vía.

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Se prolonga la vida útil del pavimento, pues se está garantizando un adecuado drenaje de toda la vía, es decir, se reduce al mínimo posible el tiempo que la vía permanece húmeda y se reduce prácticamente a cero el ancho inundable requerido para el funcionamiento del sistema de drenaje.

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Reduce los costos del sistema de drenaje de la vía, pues las cajas de inspección que remplazan los sumideros son más sencillas y pequeñas que el sumidero tradicional, y esta reducción compensa el costo adicional que genera el sello hidráulico que se requiere entre bordillos, el cual puede lograrse con mortero, empaque de caucho o sellador.

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Facilita la conexión del sistema de drenaje con SUDS, sin generar costos adicionales. Por ejemplo, permite drenar pavimentos permeables sin requerir infraestructura adicional.

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Resuelve el problema de drenaje que generan los pompeyanos o rampas.

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Ideal para vías de baja pendiente.

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REFERENCIAS

Matin Naqvi, DESIGN OF LINEAR DRAINAGE SYSTEMS, Thomas Telford Publishing, London, 2003. ISBN: 0 7277 3222 6. The Highway Agency et al., DESIGN MANUAL FOR ROADS AND BRIDGES, HD 33/06, VOLUME 4, SECTION 2, Surface and Sub-Surface Drainage, UK, 2006, http://www.standardsforhighways.co.uk/dmrb/vol4/section2/hd3306.pdf Marshalls, LINEAR DRAINAGE DESIGN GUIDE, 2012, Elland HX5 9HT, UK www.marshalls.co.uk/watermanagement

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