Algunos enfoques de manejo sustentable de aguas pluviales tienen el potencial de tratar realmente el agua para eliminar contaminantes, así como controlar su volumen y velocidad de descarga. Los humedales han demostrado ser muy efectivos tanto para almacenar temporalmente la escorrentía de aguas pluviales como para reducir los riesgos de inundación, al tiempo que reducen la carga contaminante transportada al humedal (debido a su alta actividad biológica que puede capturar y degradar los contaminantes). En consecuencia, el gobierno federal ha adoptado una política de “no pérdida neta” con respecto a la protección de los humedales existentes. El artículo 404 de la Ley Federal de Agua Limpia requiere que el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos (bajo la supervisión de la EPA de Estados Unidos) revise cualquier propuesta para llenar o dañar cualquier humedal que esté directamente asociado hidrológicamente con vías navegables. Cualquier acción que afecte a los humedales existentes necesitará un permiso del Cuerpo 404 además de cualquier aprobación local o estatal.
En cuanto al diseño hidráulico solo se presenta el del trazado elegido; sin embargo a los trazados descartados nunca se les hace el diseño hidráulico ya que esto sería dispendioso. Por lo tanto, trazado como diseño se realizan en fases distintas del proyecto y nunca simultáneamente. El ingeniero Mauricio Rivera desarrolló en conjunto con el ingeniero Rafael Paredes un programa llamado SEDAL PLUS con el cual hacen trazado y diseño hidráulico; por lo tanto lo recomiendan para su estudio en el ámbito académico. Este programa realiza cálculos de diseño con la ecuación de Darcy-Weisbach, en pero, recalca que el 100 percent de los diseños que llegan al ministerio están basados en hojas de cálculo que usan la ecuación de Manning. Este dice que aquella ecuación presenta una mayor facilidad en su uso, y que los diseños antiguos se han hecho con Manning y siguen en funcionamiento por lo tanto no ve la necesidad de cambiar de una ecuación a otra siendo que esa ha servido siempre.
En cuanto a la restricción a la que más ponen cuidado es la velocidad mínima, ya que con ella cubren la mayoría de problemas en un sistema de alcantarillado al igual que la velocidad máxima. Una vez toda la red cumpla con todas estas características, se hacen verificaciones de cálculo para posibles escenarios que se den en la purple. En el caso de sistemas de drenaje urbano la optimización best sería la multiobjetivo ya que esta requiere la optimización simultánea de más de un objetivo, como lo sería la disminución de diámetros, de excavación, de costos constructivos, entre muchos otros que afectan el costo international de una purple de drenaje urbano. Sin embargo muchas veces estas funciones de minimización o maximización pueden entrar en conflicto entre sí teniendo que, para alcanzar el global deseado, se deba sacrificar algunos objetivos para lograr mejorar en otros. Según Mays & Tung, (1992) la optimización multiobjetivo no requiere encontrar la solución óptima, sino el conjunto de soluciones no inferiores, las cuales los autores definen como “aquellas para las que no existe otra solución factible que pueda generar mejoras en un objetivo sin producir desmejoras en por lo menos uno de los otros objetivos”.
Esto con el fin de realizar una comparación con métodos de diseño optimizado desarrollados en la Universidad de los Andes y hacer una crítica que ayude a mejorar la práctica de la ingeniería llegando a reducir costos de una manera appreciable en los sistemas de drenaje urbano. En el caso colombiano todavía no se tiene la percepción de que el alcantarillado es un servicio básico esencial a diferencia de la priorización que se tiene para el abastecimiento de agua potable. Estos sistemas solo empiezan a tener importancia cuando surgen emergencias sanitarias, inundaciones o cuando hay un impacto serio en alcantarillado y desague el ambiente, en especial en los recursos hídricos naturales. Este tipo de modelo se emplea para recolectar aguas residuales en zonas con curvas de nivel paralelas, sin grandes desniveles y cuyas tuberías principales (colectores) se conectan a una tubería mayor (interceptor) que es la encargada de transportar las aguas residuales hasta un emisor o una planta de tratamiento.
Las aguas pluviales almacenadas serían luego descargadas lentamente a las alcantarillas combinadas a través de las rejillas restringidas durante un período de horas después de la tormenta, reduciendo la cantidad de flujo de aguas residuales diluidas a una cantidad que podría ser tratada adecuadamente por las plantas de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, la inundación de calles, el deterioro del acceso de los automóviles y la posibilidad de que las aguas pluviales desborden los bordillos y dañen los autos estacionados y las propiedades adyacentes durante tormentas de lluvia muy fuertes pueden no hacer de esta una opción políticamente well-liked. Desde la década de 1970, el principal enfoque utilizado por las agencias estatales y federales de protección ambiental para controlar la contaminación del agua es intentar simplemente reducir la cantidad de contaminantes que se liberan en nuestros ríos y arroyos (NRC, 2008). Las BMP pueden incluso incluir alentar a algunas industrias a cambiar sus procesos de producción con el fin de reducir la cantidad total alcantarillado aguas negras de materiales tóxicos que utilizan, una estrategia de reducción de contaminantes conocida como prevención de la contaminación (ya que cuantos menos tóxicos se utilicen, menor será el riesgo de que se liberen inadvertidamente en el ambiente). En cuanto a la parte de trazado el ingeniero estableció que este se hace para la parte donde existan más subscriptores lo cual asegura que hay una mayor área de cobertura. Esto indicaría que hay que tener una distribución poblacional o densificación actualizada junto con la distribución urbanística para realizar el trazado; por lo tanto las anteriores serían las variables que tendrían mayor relevancia en este proceso.
Debido a que el materials que prima en Medellín para la construcción es PVC, se tiene que para la parte de costos los rellenos entran a pesar mucho dentro del valor total de la obra ya que en el one hundred pc de los casos se debe usar materials de préstamo. De igual manera la cimentación es muy importante ya que se deben hacer camas especiales para apoyar las tuberías; por lo tanto esto también se debe tener en cuenta para sacar el costo whole de la red. Debido a la naturaleza del terreno en Medellín (topografía empinada), el costo de cámaras de quiebre y de caída es muy alto ya que para cumplir con las restricciones de EPM se deben instalar muy frecuentemente estas estructuras.
Trabajamos con diferentes empresas del rubro de agua purificada a lo largo de Chile, entregando asesorías hasta insumos. Reducir o eliminar los desechos en la fuente mediante la modificación de los procesos de producción, la promoción del uso de sustancias no tóxicas o menos tóxicas, la implementación de técnicas de conservación y la reutilización de materiales en lugar de introducirlos en la corriente de desechos.
En este tipo de red de alcantarillado las aguas pluviales limpian las tuberías, ya que arrastran la suciedad acumulada en las alcantarillas. Por otra parte en terrenos inclinados el gasto de la energía debe ser acorde al terreno, es decir que las pendientes del tubo sean similares a las del terreno. En la investigación desarrollada por el CIACUA, referente a la parte de costos de una purple de drenaje urbano, se ha descubierto que el costo de tuberías es un porcentaje bajo del costo whole de la purple, mientras que el costo por excavación corresponde al mayor porcentaje; por lo tanto si se minimizan los costos de excavación, se reducen los costos del proyecto.
La razón de usar PVC es que los costos de mano de obra se reducen y no se hace necesario el uso de retroexcavadoras o mini-grúas para la instalación. Debido a que la topografía no permite seguir la pendiente del terreno ya que se incumpliría con los criterios de velocidad máxima en longitudes muy cortas, la elección de pendiente está a merced de la experiencia del diseñador y puede haber una mayor flexibilidad en cuanto a la elección de este parámetro. La pendiente que se elige se hace pensando en no profundizarse tanto pero si lograr con esta diámetros adecuados. Un segundo enfoque para manejar los problemas de las OSC fuera del sitio en áreas desarrolladas es mantener el sistema combinado de alcantarillado, pero construir un sistema de reservorios lo suficientemente grande como para almacenar las aguas residuales diluidas hasta que pueda ser tratada por la planta de tratamiento de aguas residuales. Este es el enfoque utilizado tanto por la ciudad de Milwaukee, Wisconsin como por el Distrito Metropolitano de Reclamación de Agua del Gran Chicago en su Plan de Túnel y Embalse, o TARP. Si bien la mayor parte del TARP se ha construido, todos los embalses aún no se han terminado debido a los recortes presupuestales federales.
Antiguamente el concepto de alcantarillado solo involucraba la evacuación de aguas lluvias o terrenos pantanosos y de lo que se denominaba agua superficial. En ese entones no se tenía en cuenta lo que era el drenaje de aguas residuales y por lo tanto no había un concepto de tratamiento de contaminantes lo cual llevaba a condiciones de salubridad deplorables en la mayoría de los casos. Se denomina purple de alcantarillado al sistema de estructuras y tuberías usadas para la evacuación de aguas residuales. Esta agua pueden ser albañales (alcantarillado sanitario), o aguas delluvia (alcantarillado pluvial) desde el lugar en que se generan hasta el sitio enque se disponen o tratan. Un enfoque para administrar las aguas pluviales fuera del sitio es destrozar las calles de la ciudad, desenterrar las viejas alcantarillas combinadas y reemplazarlas por sistemas separados de alcantarillado de aguas pluviales y aguas residuales.