Los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS) han demostrado un alto potencial para gestionar escorrentías urbanas desde una perspectiva holística: gestionar cantidad y calidad del agua en esquemas descentralizados, con múltiples beneficios añadido para los ciudadanos y el ecosistema urbano. El objetivo principal de HOFIDRAIN es resolver las brechas del conocimiento científico-técnico relacionadas con la respuesta de secciones filtrantes para la gestión sostenible de aguas pluviales. El proyecto se centra en la mejora estructural y ambiental de las secciones filtrantes, así como en la evaluación de su eficiencia a escala ciudad. Así, la principal contribución original de HOFIDRAIN será un conjunto de herramientas para que las administraciones públicas y los profesionales promuevan un marco general para el desarrollo de normativa específica, así como una propuesta pre-normativa de secciones permeables tipificadas. Este marco asegurará que todos los procesos necesarios de regeneración urbana para la adaptación a las amenazas del cambio climático relacionadas con la gestión de aguas pluviales se llevarán a cabo incorporando criterios de sostenibilidad y gobernanza inteligente.

HOFIDRAIN consta de tres subproyectos. ENGODRAIN, desarrollado por la Universitat Politècnica de València (UPV); MELODRAIN, por la Universidad de Cantabria (UC); POREDRAIN, por la Universidade da Coruña (UDC).

La caracterización experimental de secciones filtrantes como tipología de SUDS (pavimentos permeables, azoteas verdes) es uno de los principales objetivos de HOFIDRAIN. UC liderará la caracterización de secciones filtrantes desde una perspectiva mecánica para su uso en calles urbanas y cubiertas. El desafío es aumentar la vida útil de estas infraestructuras, así como su resiliencia al cambio climático. UPV lidera los aspectos ambientales, cubriendo cuestiones todavía sin resolver, como el comportamiento a largo plazo de estos SUDS (calidad del agua, colmatación), potencial para recoger agua para reutilización o desarrollo de modelos matemáticos parsimoniosos. UDC analizará la respuesta de secciones filtrantes a una escala más grande, complementando el alcance de los procedimientos experimentales desarrollados por UC y UPV. UDC liderará el análisis del impacto de las secciones filtrantes en la hidrología y la contaminación movilizada en estas técnicas SUDS, comparando los resultados con pavimentos impermeables convencionales.

El segundo objetivo de HOFIDRAIN es desarrollar programas de caracterización y herramientas inteligentes de gobernanza para la gestión de SUDS a escala ciudad. UDC lidera en España las técnicas de monitoreo de sistemas de drenaje urbano. En el proyecto, UDC desarrollará una metodología integral para evaluar la eficiencia en cantidad y calidad de SUDS. UPV contribuye con su experiencia en estrategias de gobernanza inteligente aplicadas al drenaje urbano sostenible para catalizar la transición hacia un drenaje basado en SUDS: promover un marco general para el desarrollo de normativa específica y una propuesta pre-normativa de secciones permeables tipificadas, teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el proyecto por UC, UDC y UPV. UC desarrolla herramientas de apoyo a la decisión para la ubicación óptima de SUDS en la ciudad. El objetivo es identificar áreas vulnerables a la urbanización y al cambio climático para una ubicación óptima de secciones filtrantes para mitigar esas amenazas y maximizar las oportunidades de adaptación.

Los sistemas urbanos de drenaje sostenible (SUDS) son tecnologías muy implantadas en países nórdicos y anglosajones que plantean un enfoque alternativo y complementario a las estrategias de drenaje convencional. Las superficies urbanas filtrantes (pavimentos permeables, cubiertas verdes) se enmarcan dentro de los SUDS orientados al control de escorrentía en origen. La eficacia de las superficies filtrantes en la gestión sostenible de las aguas pluviales ha sido demostrada a lo largo de los últimos 30 años, sin embargo, como con otros SUDS, existen todavía reticencias para su implantación en países del sur con climas más templados y secos. Una de las grandes reticencias que presentan es la incertidumbre a largo plazo que supone su colmatación. Además, la presencia de contaminantes (sólidos en suspensión, metales pesados, fósforo, nitrógeno, aceites, hidrocarburos) en las escorrentías urbanas gestionadas por la superficie permeable contribuye significativamente al proceso de colmatación y puede representar un riesgo para las aguas infiltradas. Por ello, es necesario avanzar en esta línea para establecer, de modo fiable, la vida útil de estos sistemas y los mecanismos de gobernanza inteligente que catalicen su presencia en los esquemas de drenaje urbano.

En el marco del proyecto coordinado HOFIDRAIN, el subproyecto ENGODRAIN (Caracterización ambiental de secciones filtrantes y herramientas de gobernanza inteligente para un drenaje urbano sostenible a escala ciudad) se centra en dos objetivos. Primero, comprender mejor las brechas de conocimiento que aún existen en el comportamiento ambiental de secciones filtrantes; segundo, avanzar con estrategias de gobernanza inteligente para catalizar la transición hacia una gestión de aguas pluviales basada en SUDS.

ENGODRAIN estudiará, a largo plazo, los cambios en la calidad del agua filtrada y el efecto de colmatación en la pérdida de conductividad hidráulica de la superficie filtrante bajo diferentes escenarios de lluvia y contaminación. Además, el proyecto evaluará la viabilidad del uso de pavimentos permeables como sistemas de almacenamiento de agua para su reutilización en el entorno urbano. Una cuestión importante es estudiar los problemas asociados con los cambios en el pH del agua filtrada debido al lavado del pavimento y sus posibles consecuencias en otros parámetros de calidad del agua. Mejorar la eficiencia de estos SUDS también es un desafío, al incorporar sustancias reactivas en la composición de los pavimentos permeables. Finalmente, ENGODRAIN desarrollará, calibrará y validará un modelo matemático parsimonioso para superficies permeables que permita simular diferentes escenarios de lluvia, obteniendo resultados tanto de cantidad como de calidad del agua.

En cuanto a las estrategias de gobernanza inteligente, ENGODRAIN evaluará las barreras y oportunidades que los SUDS representan en el ecosistema urbano, así como las acciones que, desde la perspectiva social, pueden llevarse a cabo para catalizar la transición hacia un drenaje basado en SUDS. El proyecto evaluará la situación actual con respecto a la normativa y la legislación para identificar las barreras en esta dimensión que obstaculizan el desarrollo de SUDS y para promover un marco general para el desarrollo de regulaciones específicas. Finalmente, ENGODRAIN desarrollará una propuesta prenormativa de secciones permeables tipificadas, teniendo en cuenta los aspectos ambientales y estructurales analizados en el proyecto coordinado.

El subproyecto MELODRAIN tiene dos actividades principales integradas en el proyecto coordinado HOFIDRAIN. La primera actividad comienza con el diseño de una nueva mezcla de asfalto poroso mejorada con aditivos para calles. En esta tarea, se estudiará la mejora del material más comúnmente utilizado como capa superficial en las ciudades de todo el mundo, considerando varios aditivos como caucho, butadieno-estireno virgen y fibras de aramida principalmente. Se estudiará su efecto en el rendimiento mecánico de las mezclas de asfalto, analizando el mejor método para agregarlos en función de sus características y su porcentaje óptimo, conociendo los tiempos de mezcla, la temperatura de fabricación, y si es necesario, modificando el proceso de compactación. La segunda tarea será el desarrollo de un nuevo ensayo de control y validación de mezclas porosas para calles. El rendimiento de la mezcla porosa mejorada desarrollada en la tarea anterior se comparará con el rendimiento de las mezclas convencionales, desarrollando una nueva prueba específica adicional para validar su uso en las vías urbanas. Hasta la fecha, uno de los ensayos más utilizados para diseñar mezclas porosas en el mundo es el ensayo Cántabro de pérdida de partículas. Sin embargo, se puede mejorar estudiando la respuesta de las mezclas porosas frente a los esfuerzos tangenciales que produce el rodaje de los vehículos en las ciudades. Finalmente, la primera actividad se completará con el estudio de las propiedades de las cubiertas verdes para mejorar la resiliencia urbana. Las cubiertas de los edificios no soportan ningún tráfico, pero no son superficies urbanas multifuncionales directamente expuestas a las inclemencias meteorológicas, siendo secciones filtrantes con múltiples puntos en común con los pavimentos permeables. En esta tarea se estudiarán los principales materiales de construcción empleados en las diferentes capas de las cubiertas verdes, destacando la capa de separación, la capa de drenaje y la barrera anti raíces.

La segunda parte del subproyecto comienza con la identificación de áreas urbanas propensas al riesgo, diseñando un conjunto de herramientas para identificar áreas vulnerables en términos de urbanización y cambio climático, teniendo en cuenta tanto la susceptibilidad como los potenciales impactos. Con este fin, los Sistemas de Información Geográfica (GIS) se aplicarán a los datos abiertos y caracterizarán los aspectos relacionados con la resiliencia de las ciudades, como los fenómenos de inundación, el calentamiento urbano y la contaminación del aire. Después de eso, se localizarán las áreas adecuadas para implementar secciones filtrantes con el objetivo de paliar la vulnerabilidad de las áreas críticas identificadas. Se propondrá la implementación de pavimentos permeables y cubiertas verdes para reducir la acumulación de escorrentía, regular la temperatura y contribuir a mejorar la calidad del aire en las zonas urbanas. Este proceso de ubicación se llevará a cabo de acuerdo con las restricciones de ubicación. La última tarea de este subproyecto será la selección de alternativas y la adopción de decisiones con respaldo, orientadas a invertir en la regeneración urbana, que permita determinar la combinación más adecuada de pavimentos permeables y cubiertas verdes de acuerdo con la disponibilidad de recursos. Este proceso de selección se llevará a cabo teniendo en cuenta los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) y los Servicios de Ecosistemas Urbanos (SEU).

El proyecto POREDRAIN está enfocado en el análisis y desarrollo de metodologías para evaluar la eficiencia de eliminación de contaminantes y reducción de caudales máximos de dos tipologías de secciones filtrantes, los pavimentos porosos y las cubiertas vegetadas. Para ello, el Grupo de Ingeniería del Agua y del Medio Ambiente de la Universidade da Coruña, cuenta con dos instalaciones singulares que permitirán analizar a los procesos de generación, filtración y eliminación de contaminantes mediante dos simuladores de lluvia de gran escala. El primero es un modelo físico de un tramo de calle a escala 1:1 (unos 36 metros cuadrados) que permitirá analizar el efecto de la implantación de un pavimento poroso y su comparación con un pavimento permeable convencional. El análisis del efecto de la instalación de cubiertas verdes se realizará en un simulador de lluvia de 100 metros cuadrados con dos tramos de viario y 4 bloques de edificación a escala 1:4. Para ello se realizarán pruebas con cubiertas convencionales y vegetadas. De esta manera se analizarán los usos de suelo (viario y tejados) que producen una mayor contribución a la generación de escorrentía contaminada en los entornos urbanos consolidados.

Para valorar la eficacia de estos sistemas tanto en términos hidrológicos (generación de caudales y volúmenes de escorrentía) como en términos de eliminación de contaminación movilizada, se desarrollará una metodología sistemática y adaptada al contexto climático y geográfico nacional. Esta metodología se complementará con una guía técnica, un programa estadístico y una base de datos de acceso libre que permitirá a la comunidad científica, organismos públicos y empresas vinculadas al sector del drenaje urbano sostenible, disponer de una herramienta para analizar la eficacia de las actuaciones que se desarrollen en el ámbito de las secciones filtrantes. Las actividades del proyecto POREDRAIN se complementa con el resto de acciones del proyecto coordinado HOFIDRAIN. El resultado final del mismo permitirá incorporar a las secciones filtrantes criterios de sostenibilidad y gobernanza inteligente aplicables a los procesos de regeneración urbana y adaptación al cambio climático incluidos en el ámbito de la gestión sostenible de la escorrentía urbana mediante la utilización de esta tipología de infraestructuras verdes.