Tendencias en drenajes para techos en mega proyectos comerciales

octubre 30, 2017

Existen alternativas interesantes para la selección del tipo de sistema a implementar y aportar con la sostenibilidad ambiental.

En lo que respecta a los sistemas de drenajes para las cubiertas de proyectos comerciales de gran escala, se plantean dos preguntas: ¿cuáles son las tendencias actuales, arquitectónicas y mecánicas? y, coma sobre todo, ¿hay alguna tendencia o configuración que tenga otras ventajas constructivas ?

Las decisiones claves para estos sistemas dependen de múltiples variables que pasan por las manos de diferentes profesionales en el diseño de la obra. En primera instancia, por el arquitecto responsable de la definición del tipo de techo, cumpliendo con los requerimientos estéticos del proyecto; por el ingeniero estructural, encargado de diseñar una superficie segura y estable para soportar las cargas del edificio y, finalmente por el ingeniero mecánico responsable de seleccionar y dimensionar el sistema de tuberías para el drenaje del agua, producto de la escorrentía superficial del techo.

Tipo de cubierta

La configuración más común en Costa Rica consiste en diseñar para las cubiertas de techo con pendiente, cuya cantidad de secciones varían respecto al tamaño y la estética de la obra que direccionan el agua hacia puntos de drenaje ubicados en canoas a lo largo del perímetro de la edificación. La construcción de este tipo de techo es más barato que la otra alternativa de la cual se hablará en breve, lo que podría ser una razón de peso del por qué es preferida en muchas ocasiones.

La otra alternativa es tomar la decisión de construir una cubierta de concreto plana en toda la superficie superior del edificio, con ciertos desniveles hacia las granadas pluviales ubicadas estratégicamente con la asesoría del ingeniero mecánico, a lo largo y ancho de la superficie. Esta opción es más costosa, pero tiene la ventaja del aprovechamiento de la superficie para la instalación de equipo electromecánico, áreas de esparcimiento para los ocupantes del edificio, entre otras.

Manejo del agua

Una vez que el agua llega a los puntos de drenaje en techos, se presentan dos opciones principales para el tipo de sistema: el sistema convencional por gravedad y el sistema sifónico; cada uno con su respectivo principio de funcionamiento, proceso de diseño, elementos constructivos, ventajas y desventajas.

El sistema convencional por gravedad consiste en una red de tuberías, verticales y horizontales, que transportan el agua desde puntos de drenaje abiertos, ubicados en techos hacia la descarga en un cuerpo receptor (quebrada o río) o en una tubería principal municipal. Debido a que el sistema utiliza la gravedad como fuerza impulsora para mover el líquido, los colectores horizontales deben de contar con una gradiente, cuyo valor depende del caudal de diseño y del diámetro del colector, seleccionado para que la tubería, durante el caudal de diseño, se mantenga parcialmente llena. Este sistema cuenta con puntos de drenaje completamente abiertos, por lo que dentro de la tubería se presenta una mezcla de agua y aire, así que, el valor de la presión interna a través de toda la red de tuberías corresponde a la presión atmosférica que se encuentra presente en la ubicación geográfica del proyecto.

Por su parte, el sistema sifónico difiere principalmente en lo siguiente: se diseña hidráulicamente para que las tuberías de conducción, tanto horizontales como verticales, se encuentren completamente llenas de agua durante una evento de lluvia. Para lograr esto, el sistema no permite la entrada de aire a la red de tuberías utilizando granadas pluviales “especiales” con un mecanismo interno que deja solamente pasar el agua. La fuerza impulsora del agua es la presión atmosférica en la parte superior de la granada, que “empuja” el líquido hacia abajo.

La ventaja de este sistema comparado con el sistema convencional por gravedad, consiste principalmente en una reducción del diámetro de las tuberías de conducción, debido al aprovechamiento del 100% de la superficie interna del tubo y la necesidad de menos bajantes pluviales, lo que se traduce automáticamente en el costo de materiales y de mano de obra del proyecto. Otro beneficio de este sistema es la flexibilidad de su instalación, debido a que el sistema trabaja a presión, la tubería no lleva pendiente, liberando espacio a nivel de cielo y permitiendo una configuración de rutas más eficiente que el sistema por gravedad, en el cual la gradiente obligatoria es una restricción para la instalación de tramos horizontales, sobre todo en edificios de mucha área superficial.

Tomando en consideración todas estas ventajas, ¿por qué el sistema convencional de drenaje por gravedad sigue prevaleciendo, inclusive en megaproyectos comerciales? Uno de los argumentos es que se desconfía del sistema presurizado en caso de una obstrucción en alguna de sus tuberías principales; puesto que, siendo menos tubos de un diámetro menor se tiene la idea que el agua no encontrará forma de desaguar, generando una especie de tapón y se generarán problemas de rebalse de agua a nivel de cubiertas. Otro argumento es que, a causa de que el sistema debe ser hidráulicamente calculado por parte de un especialista y que involucra la instalación de elementos “especiales”, como las granadas pluviales con bafles para prevenir la entrada de aire, se convierte una opción más costosa. Esto último es verdadero, pero hasta cierta área superficial, en la cual ambos sistemas ya se empiezan a equiparar en costos, debido a la gran cantidad de bajantes pluviales que requiere un sistema convencional por gravedad en proyectos con superficies con mucha área de superficie de techo.

Sostenibilidad

Independientemente del tipo de sistema seleccionado para el proyecto, se presentan opciones para almacenar el agua captada por el sistema de drenajes y reutilizarla dentro del proyecto, reduciendo así el requerimiento de agua potable municipal en aplicaciones como riego, suministro para tanques de inodoros, lavandería de ropa, reposición de agua para torres de enfriamiento, entre otras aplicaciones. Se requiere de una inversión inicial en tanques de almacenamiento, sistemas de purificación (seleccionados específicamente para su uso), sistemas de bombeo y tuberías. Sin embargo, realizando un análisis económico a mediano/largo plazo y, tomando las decisiones correctas de carácter electromecánico, el retorno de la inversión puede ser atractivo para el desarrollador y/o usuario final de la edificación.

Otra decisión, si es el caso de un proyecto con techo plano, tiene que ver con el potencial aprovechamiento de la superficie. Se presentan opciones de la implementación de techos verdes, la instalación de paneles solares para los sistemas fotovoltaicos de generación con energía eléctrica o de calentamiento de agua.

Interdisciplinariedad

En los proyectos comerciales, ante la implementación de cualquier sistema mecánico, siempre es importante realizar un análisis previo de las diferentes alternativas que se valoran para la elaboración del diseño y la ejecución de la construcción; sin olvidar las restricciones esenciales de la administración de proyectos: el costo, el tiempo y la calidad. La relevancia de esta discusión previa es directamente proporcional al tamaño de la obra, o sea, entre más grande es el proyecto mayor es el riesgo para el equipo de trabajo de incurrir en sobrecostos, generar atrasos en las entregas y seleccionar soluciones mecánicas que comprometan la calidad de la obra a mediano y largo plazo. De la misma manera, con base en la magnitud de la obra, serán los beneficios técnicos y ahorros económicos, productos de una selección óptima del sistema mecánico, por parte de los profesionales responsables del proyecto.

Sin duda alguna, es tarea del equipo de trabajo relacionado con el proyecto realizar todos estos balances, tomando en cuenta no solo el costo de materiales, sino también el costo asociado en mano de obra de instalaciones más eficientes y cómo esto impacta la utilidad global del proyecto.

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