El edificio ecológico Acros Fukuoka en Fukuoka, Japón, cuenta con uno de los techos verdes más famosos del mundo. El GRIT Lab de la Universidad de Toronto está trabajando para llevar techos verdes a la ciudad y más allá para combatir el cambio climático. (Shutterstock)
La primavera y el verano 2017 estuvieron entre los más húmedos registrados en el este de América del Norte. Y el mundo observó a Houston, donde el huracán Harvey causó inundaciones devastadoras.
Precipitaciones en la primavera rompió records en lugares como Toronto, donde cayeron 44.6 milímetros de lluvia en 24 horas. Los aguaceros a principios de esa primavera causaron el desbordamiento de la infraestructura de aguas pluviales en la ciudad más grande de Canadá, lo que llevó a la inundación de las concurridas calles del centro.
La urbanización en muchas ciudades de América del Norte ha llevado a una rápida pérdida de superficies permeables donde el agua puede drenar libremente. Junto con la creciente población del centro de la ciudad en ciudades como Toronto, esto significa que los sistemas de alcantarillado y aguas pluviales deben administrar más agua que en décadas anteriores.
Además, El aumento de la temperatura global se ha 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 son mal equipado lidiar con estas cantidades de precipitación sin precedentes debido a su infraestructura de aguas pluviales insuficiente y obsoleta.
Un conductor de una grúa camina a través de las aguas de la inundación después de enganchar un automóvil en Don Valley Parkway en Toronto luego de una fuerte tormenta en julio 2013. LA PRENSA CANADIENSE / Frank Gunn
El 23% de las alcantarillas del centro de Toronto se combinan., 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 aguas pluviales en la alcantarilla puede alcanzar capacidad y desbordarse en las calles de Toronto y en sus lagos 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 la natación y otros deportes recreativos.
Con cantidades de lluvia en aumento a nivel mundial, es un momento crucial para examinar cómo las ciudades pueden modernizar su infraestructura de construcción existente para aliviar el daño de las inundaciones y lidiar con las aguas pluviales de una manera más sostenible.
Tecnologías de infraestructura verde, como pavimentos permeables, bioswales, cisternas y techos verdes, ahora se recomiendan comúnmente para enfrentar eventos climáticos extremos.
Techos verdes para el manejo de aguas pluviales
Los techos verdes son una infraestructura verde (GI) opción que se puede aplicar a prácticamente cualquier capacidad de carga de peso dada en la azotea. Los beneficios de los techos verdes se extienden mucho más allá de su obvio atractivo estético.
Un estudio realizado por la ingeniera civil de la Universidad de Toronto Jenny Hill y sus co-investigadores. en el Laboratorio de Pruebas de Innovación Green Roof de la escuela (GRIT Lab) mostraron que los techos verdes tienen la capacidad de capturar un promedio de 70 por ciento de la lluvia durante un tiempo determinado, aliviando los sistemas subterráneos de aguas pluviales y liberando el agua de lluvia a la atmósfera.
El estudio examinó cuatro variables de diseño de techo verde que representan las prácticas industriales más comunes: tipo de plantación (plantas suculentas o hierbas y plantas con flores herbáceas), sustituto del suelo (mineral, compost de madera), profundidad de plantación (centímetros 10 o centímetros 15) 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 por ciento con riego diario al 70 por ciento con riego activado o sin sensor. En otras palabras, los techos que no se han regado, o solo se riegan cuando su suelo alcanza un nivel de humedad predeterminado, tienen una mayor capacidad para absorber las aguas pluviales.
Además, el estudio calculó un nuevo coeficiente de escorrentía máximo, un valor constante utilizado para calcular la capacidad de un techo verde para retener agua, para que los techos verdes estén alrededor de 0.1-0.15, una reducción porcentual de 85 a 90 en comparación con una superficie impermeable.
Los diseñadores e ingenieros utilizan habitualmente una cifra de 0.5 (reducción del porcentaje de 50) para evaluar el rendimiento del techo verde. Esta discrepancia entre la práctica de la industria y los hallazgos regionales basados en evidencia resalta la necesidad de más investigación.
Suculentas en la azotea y plantas con flores en el techo verde del laboratorio GRIT. GRIT Lab 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 techo verde más utilizado se basa en las pautas de la Sociedad Alemana de Investigación, Desarrollo y Construcción del Paisaje (FLL).
El FLL recomendó un agregado mineral porque se cree que es más duradero y más resistente que los sustitutos biológicos del suelo. Pero esta recomendación ha sido cuestionada por investiga hoy.
Hill y su equipo compararon el material de cultivo mineral con el compost de madera. El compost superó al mineral en un 10 por ciento (70 por ciento versus 60 por ciento de lluvia retenida) en lechos sin riego, y tuvo compresión mínima o descomposición con el tiempo.
Otro hallazgo clave en el estudio de Hill demostró que cuando ya estaba húmedo, ya sea por riego o lluvia, el material de siembra tuvo la mayor influencia en la retención de agua. El compost superó al sustituto del suelo mineral hasta tres veces cuando estaba completamente saturado (83 por ciento de lluvia retenida versus 29 por ciento).
Composta un mejor sustituto del suelo
Eso significa que el compost no solo funcionó mejor en cada temporada, sino que también funcionó mucho mejor en temporadas de lluvias y durante tormentas consecutivas.
Profundidad de plantación (10 centímetros versus 15 centímetros) y la familia de plantas (suculentas hierba y plantas con flores herbáceas) se demostró que ambos tienen escaso impacto en la retención de aguas pluviales en comparación con el material de plantación y el calendario de riego.
Y así, sin comprometer la gestión de las aguas pluviales, la selección de plantas puede cumplir objetivos estéticos y puntos de referencia 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 U de T. U of T GRIT Lab
Una de las limitaciones para la construcción de techos verdes es la carga de peso, particularmente en edificios que originalmente no fueron construidos para soportar el peso de un techo verde saturado. Por lo tanto, una profundidad de plantación de centímetro 10 en comparación con 15 significaría que más techos podrían ser elegibles para la modernización.
No obstante, a pesar de que una paleta de plantas biodiversa que incluye pastos y plantas herbáceas sería una opción de techo verde más rica estética y ecológicamente, 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 sedum.
Sin embargo, cuando las plantas herbáceas se siembran en compost en lugar de materiales de siembra minerales, se podría evitar la disminución de la capacidad de retención de aguas pluviales.
El riego bajo demanda 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 retroadaptación.
Y así, la investigación de Hill y su equipo en cuatro variables distintas de techo verde nos permite comprender los beneficios y las limitaciones de cada uno, 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 los edificios existentes, proporcionan un espacio biodiverso para fauna urbana y pueden ser enriquecedores Espacios públicos para los habitantes de la ciudad para disfrutar. Además, los techos verdes pueden hacer agradables los lugares previamente 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. U of T GRIT Lab
Estos hallazgos recientes muestran claramente el potencial de los techos verdes. Pero son necesarios estudios científicos exhaustivos sobre los techos verdes, como los realizados en el GRIT Lab, para determinar la mejor composición de techos verdes 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 atractivo para las abejas nativas y es posiblemente más atractivo. Esta información es crítica; 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. Scott MacIvor, investigador de GRIT Lab y co-investigadores descubrió que la altura del edificio es importante: hay muchas menos colmenas de abejas cuando los techos verdes son demasiado altos, por lo que sería inútil diseñar un techo destinado a ayudar a las abejas de más de ocho pisos.
A medida que las tormentas se vuelven más frecuentes y severas para los municipios, las ciudades con infraestructura de aguas pluviales envejecidas 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.
Acerca de los Autores
Catherine Howell, Asistente de investigación, GRIT Lab, Universidad de Toronto; Jennifer Drake, profesora asistente de ingeniería civil, Universidad de Torontoy Liat Margolis, profesora asociada de arquitectura del paisaje, Universidad de Toronto
Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.
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