A medida que el cambio climático amplifica las inundaciones urbanas, así es como las comunidades pueden convertirse en "ciudades esponja"

“Cuando llueve, llueve a cántaros” alguna vez fue una metáfora de las cosas malas que suceden en grupos.Ahora se está convirtiendo en una declaración de hecho sobre las precipitaciones en un clima cambiante.

En todo el territorio continental de EE. UU., intensos eventos de precipitación en un solo día son cada vez más frecuentes, impulsado por el calentamiento del aire que puede contener niveles crecientes de humedad.Más recientemente, las áreas al norte de Houston recibieron de 30 a 50 centímetros (12 a 20 pulgadas) de lluvia en varios días a principios de mayo de 2024, lo que provocó Carreteras inundadas y evacuaciones..

A principios de año, San Diego recibió 2,72 pulgadas (7 centímetros) de lluvia en enero22 que dañaron cerca de 600 viviendas y desplazaron a unas 1.200 personas.Dos semanas después, un río atmosférico arrojó De 5 a 10 pulgadas (12 a 25 centímetros) de lluvia en Los Ángeles, provocando deslizamientos de tierra generalizados y dejando a más de un millón de personas sin electricidad.

Eventos como estos han despertado interés en las llamadas ciudades esponja: un enfoque integral para la mitigación de inundaciones urbanas que utiliza diseños innovadores de paisaje y drenaje para reducir y frenar la escorrentía, al tiempo que permite que ciertas partes de la ciudad se inunden de manera segura durante condiciones climáticas extremas.Las técnicas de ciudades esponja difieren de otros enfoques de gestión de aguas pluviales porque se adaptan a tormentas mucho más grandes y deben aplicarse en casi todas las superficies urbanas.

Soy un ingeniero de recursos hídricos que estudios y diseños Estrategias para la gestión sostenible de las aguas pluviales urbanas.En respuesta a los recientes episodios de inundaciones, algunos EE.UU.Las ciudades están comenzando a tomar medidas para incorporar conceptos de ciudades esponja en sus planes de gestión de aguas pluviales, pero la mayoría de estos proyectos aún son pilotos.Para que este concepto evolucione hasta convertirse en el nuevo estándar de diseño urbano, los funcionarios y desarrolladores de la ciudad deberán encontrar formas de ampliar y acelerar este trabajo.

El problema de las aguas pluviales

Durante más de un siglo después de que EE.UU.Las ciudades comenzaron a instalar sistemas centralizados de alcantarillado a mediados del siglo XIX, las tuberías transportaban aguas pluviales (lluvia o nieve derretida que se escapa de calles y edificios – a ríos o puertos cercanos.Este enfoque redujo las inundaciones locales, pero contaminó las aguas adyacentes y exacerbó los riesgos de inundaciones río abajo.

El 1972 Ley de agua limpia fue diseñado para hacer que las aguas del país fueran susceptibles de pesca y natación para 1983, pero no logró alcanzar ese objetivo.Una razón importante fue que la ley inicialmente se centró en reducir sólo fuentes puntuales – vertidos contaminantes que procedan de una fuente identificable, como una tubería que descarga desechos humanos o industriales.

A fines de la década de 1980, el Congreso enmendó la ley para abordar Fuentes difusas o difusas de contaminación del agua., incluidas las aguas pluviales.Los ingenieros comenzaron a diseñar sistemas para capturar sedimentos en la “primera descarga” de escorrentía, ya que se creía que los contaminantes dañinos, como los metales pesados, se adherían a estas partículas.

Hasta el día de hoy, la infraestructura verde y otras prácticas de gestión de aguas pluviales en los EE. UU.Por lo general, están diseñados para detener, retener o filtrar solo las primeras 1 a 2 pulgadas (2,5 a 5 centímetros) de escorrentía.Individualmente, no pueden capturar toda la escorrentía generada durante tormentas más grandes, el tipo de eventos que son cada vez más frecuentes debido al cambio climático.Es más, la gestión de las aguas pluviales frecuentemente no es necesaria en parcelas de tierra más pequeñas, que en conjunto pueden representar una gran fracción de las cuencas urbanas.

Todos estos factores limitan la capacidad de la infraestructura verde para reducir los riesgos de inundaciones.

Infraestructuras verdes, poco a poco

El término “ciudad esponja” originado en china alrededor de 2010, pero EE.UU.las ciudades tienen empleó ideas similares desde la década de 1970 para mejorar la calidad del agua en ríos y arroyos.

A principios de la década de 2000, la idea de diseñar comunidades para filtrar y absorber aguas pluviales se conoció como infraestructura verde.Los reguladores y las empresas de servicios públicos lo vieron como una estrategia potencialmente rentable para cumplir con regulaciones federales de agua limpia.En las ciudades donde los sistemas de alcantarillado pluvial existentes descargaban directamente en arroyos, lagos y ríos, la infraestructura verde tenía el potencial de filtrar los contaminantes de las aguas pluviales antes de que fluyeran hacia esas vías fluviales.

En cientos de ciudades, principalmente en el noreste y el medio oeste, las aguas pluviales y residuales son transportados en las mismas tuberías de alcantarillado.La infraestructura verde ofrecía una estrategia para desviar las aguas pluviales del sistema de alcantarillado a lugares donde pudieran penetrar en el suelo.Eso ayudó a reducir las posibilidades de que los sistemas de alcantarillado se desbordaran y enviaran aguas pluviales y residuales no tratadas en aguas locales.

Ciudades como Filadelfia, Nueva York, Cincinnati, San Francisco, Cleveland, Washington, D.C. y Kansas City, Missouri, han gastó miles de millones de dólares durante los últimos 20 años para modernizar los paisajes desarrollados con jardines de lluvia, techos verdes, pavimentos permeables, humedales artificiales y otras medidas de control de aguas pluviales a escala del sitio.Sin embargo, la mayoría de estos sistemas se instalaron en áreas que producían la mayor contaminación del agua y no estaban dimensionadas para manejar grandes tormentas.

En los mejores casos, la infraestructura verde se ha instalado en terrenos de propiedad pública y se ha requerido en desarrollos a gran escala nuevos o rediseñados.Ha resultado mucho más difícil incorporar infraestructura verde en parcelas de tierra más pequeñas y de propiedad privada, que en conjunto representan un porcentaje significativo de las áreas de cuencas urbanas.

En algunas ciudades, todavía se aprueban algunos nuevos desarrollos sin ningún sistema de tratamiento de aguas pluviales requerido ni análisis de las formas dramáticas en que las aguas pluviales podrían causar inundaciones en propiedades aguas abajo y adyacentes.Y en muchas ciudades, se permite que las aguas pluviales de pequeñas parcelas de tierra pasen sin tratamiento a los sistemas de alcantarillado.Si muchas de estas parcelas están ubicadas en el mismo vecindario, esta práctica común puede aumentar los riesgos de inundaciones río abajo.

Cada superficie importa

En mi laboratorio en la Universidad de Drexel Estamos estudiando soluciones a las inundaciones en la sección Eastwick del suroeste de Filadelfia.Este vecindario se encuentra en el extremo río abajo de una cuenca suburbana de 77 millas cuadradas.Cuando llueve mucho río arriba, Eastwick se inunda.En 2020, la tormenta tropical Isaías inundó algunas viviendas con más de 4 pies (1,2 metros) de agua.

Nuestros modelos informáticos sugieren que si se hubiera implementado una infraestructura verde convencional para tratar la escorrentía del 65% de las superficies impermeables de la cuenca, Isaías no habría provocado la inundación de Eastwick.Pero eso es cinco veces más tratamiento del que las comunidades río arriba están planeando como parte de sus Planes de reducción de contaminantes de aguas pluviales exigidos por el estado..

Algunos críticos dicen que este nivel de ecologización no es técnica, logística o socialmente viable.Pero para que la noción de ciudades esponja se convierta en realidad, las ciudades eventualmente tendrán que descubrir cómo llegar allí.

Para llegar al 65%, estas ciudades necesitarían tratar la escorrentía de casi todos los tejados, estacionamientos y superficies de las carreteras con algún tipo de infraestructura verde.Si el espacio dedicado para nuevos jardines de lluvia y humedales en el suelo es limitado, los estacionamientos podrían modernizarse con asfalto u hormigón permeable que permitiera el paso del agua hasta el suelo.Los tejados podrían convertirse en Techos verdes con vegetación que detienen y retienen las aguas pluviales..

En esta visión de ciudad esponja, las calles se remodelarían para dirigir las aguas pluviales a parques y campos recreativos construidos pies debajo de la superficie de la calle y diseñados para inundarse de manera segura durante condiciones climáticas extremas.Se aprovecharían las áreas naturales existentes para el almacenamiento de aguas pluviales, mejorando su ecología.

Dependiendo de dónde se produzcan las precipitaciones extremas, estos sistemas podrían funcionar individualmente o juntos, imitando la modularidad y la redundancia que se encuentran en los ecosistemas naturales.

Encontrar el dinero

En las ciudades esponja, cada superficie debe estar conectada a un espacio que pueda inundarse de forma segura.Pasar de la infraestructura verde tradicional a las ciudades esponja requiere políticas, planes e incentivos integrados que apliquen este tipo de soluciones dondequiera que llueva.

Los estacionamientos pueden diseñarse para inundarse y liberar agua lentamente.También pueden hacerlo las canchas de baloncesto, los parques, las plazas e incluso las calles, como prescribe el Copenhague, el plan de gestión de Cloudburst de Dinamarca.

Tal transformación del entorno construido no puede ser financiada completamente por las empresas de servicios de aguas pluviales.Estas organizaciones enfrentan una vertiginosa variedad de requisitos regulatorios y no pueden aumentar las tarifas por encima de la capacidad de pago de sus clientes.

Una forma de recaudar más dinero sería a través de colaboraciones entre agencias de la ciudad responsables de mejorar carreteras, parques, patios escolares y otros terrenos públicos que también atraen dólares federales, como Proyectos Cloudburst Resiliency de la ciudad de Nueva York..En algunos casos, la financiación de un tercero podría complementar el esfuerzo.Un ejemplo es una colaboración entre la ciudad de Nueva York y el Trust for Public Land Agregar características de infraestructura verde al patio de una escuela del Bronx para ayudar a reducir las inundaciones locales.

Las ciudades también podrían ofrecer incentivos para modernizar y ampliar los sistemas de gestión de aguas pluviales existentes en terrenos privados.Se podría establecer un sistema de comercialización para vender la capacidad residual a propietarios cercanos que carecen de oportunidades de gestión de aguas pluviales en el lugar.

Esta estrategia no es barata, pero tampoco lo es la inacción.Inundaciones tierra adentro causó daños por valor de 177.900 millones de dólares entre 1980 y 2022, y desastres de miles de millones de dólares son cada vez más frecuentes con el cambio climático.

A medida que los fenómenos meteorológicos extremos se vuelven más frecuentes, espero que los estándares de diseño y planificación urbana evolucionen para incluir conceptos de ciudad esponja.Y este enfoque más sólido para la gestión de las aguas pluviales seguirá ocupando un lugar destacado en todo tipo de decisiones de diseño y desarrollo municipales y privadas.