En esta presentación expondremos los conceptos básicos del drenaje en las obras de construcción. Al final de este módulo:

• Entenderás por qué y cuándo es necesario el drenaje de un edificio.
• Comprenderás la importancia de realizar un estudio previo del solar.
• Tendrás una visión general de las bombas recomendadas para aplicaciones de drenaje.
• Hablaremos de por qué es importante drenar y describiremos un ejemplo de aplicación de drenaje.

También analizaremos aspectos importantes, como por qué es clave estudiar previamente un solar y qué tipos de bombas usar para distintas aplicaciones de drenaje. Comencemos. El drenaje del agua en edificios y estructuras se aplica con diversos fines y de diversas formas.

El drenaje de los cimientos se lleva a cabo para eliminar el agua que pudiera dañar el edificio y su interior. El agua que permanece alrededor de los cimientos de un edificio puede penetrar a través de las paredes y corroer la armadura de acero. También puede causar la proliferación de moho y hongos en el edificio.

Bajando el nivel de las aguas subterráneas se reduce o estabiliza su presión. Esta menor presión sobre las losas y las paredes de los sótanos puede prevenir el fallo general de la estructura. Si la presión hidrostática es demasiado alta, el edificio entero podría levantarse. También es clave consolidar el suelo bajo el edificio y en torno a él. Si el suelo está saturado de agua, puede ser inestable y no apto para edificarse.

Aquí, el drenaje del agua puede mejorar la resistencia del material. Realizar un estudio exhaustivo es una parte crucial del diseño de los cimientos de un edificio. Ese estudio previo del solar determina si es necesario proyectar un sistema de drenaje. Todo depende de las características del suelo donde se construya el edificio. Estas características pueden variar bastante dentro de un área pequeña.

Además, sus cualidades de carga pueden verse afectadas por los cambios de clima y la gestión del emplazamiento. Por eso es necesario investigar el suelo existente, el suelo futuro y las condiciones de las aguas subterráneas antes de empezar a construir.

También es necesario investigar las zonas circundantes y las parcelas contiguas. De no estudiarse las características del suelo, el nivel freático, el impacto en el suelo y la química de las aguas subterráneas, las consecuencias para el edificio pueden ser muy graves.

Estas fotos son ejemplos de corrosión, moho y hongos en el edificio. Veamos qué aspectos necesitas estudiar. Como mínimo, deberías estudiar las características del suelo. También deberías medir el nivel freático. Toma mediciones del mismo en los acuíferos primarios y secundarios y predice las variaciones estacionales.

Ten en cuenta que disminuir el nivel de las aguas subterráneas cerca del solar puede afectar al contenido de agua del suelo y a la necesidad de drenaje. Estudia también el impacto en el suelo y el entorno. La instalación de sistemas de drenaje suele afectar al nivel freático primario y secundario, lo que puede causar el reasentamiento del terreno y de las construcciones.

Un nivel freático reducido reducirá la saturación del suelo y puede causar el deterioro de las construcciones de madera. Por último, examina la química de las aguas subterráneas. Esta puede evaluarse o analizarse según la precipitación de piedra caliza o mineral de hierro no deseados. La precipitación de estos dos componentes puede obstruir el sistema de drenaje, mientras que un agua agresiva puede atacar sistemas de drenaje y construcciones.

El estudio previo ayuda a determinar varios asuntos:

• Determina la capacidad de carga del suelo.
• Determina la tasa de asentamiento del suelo.
• Determina el nivel freático, que afecta a la humedad en los cimientos.
• Ayuda a seleccionar tipo y profundidad de cimentación.
• Ayuda a seleccionar técnicas de construcción adecuadas.
• Ayuda a predecir y resolver problemas de cimentación.

Al final, estos resultados nos ayudarán a determinar si necesitamos drenaje y en qué grado es necesario. Examinemos las tuberías de drenaje en la zapata de cimentación. La zapata de cimentación es un bloque de hormigón de unos 40-50 cm de ancho responsable de distribuir el peso del edificio. Es posible establecer un drenaje de zapata debajo del edificio.

La finalidad del drenaje de zapata es eliminar las aguas subterráneas. El aumento de su nivel implicaría una mayor presión hidráulica, y el drenaje garantiza que no se superen los valores para los que está diseñado el edificio. Si no se esperan cambios en el nivel freático, no existe necesidad real de instalar un drenaje de zapata.

Analicemos 4 ejemplos distintos de características del suelo y niveles del agua subterránea y determinemos si existe o no necesidad de un sistema de drenaje. En el primer caso tenemos un edificio construido en suelos arenosos o suelos permeables de otro tipo con el nivel freático por debajo del nivel de drenaje. Aquí no es necesario el drenaje. Las variaciones estacionales del nivel freático no predicen un aumento hasta el nivel de drenaje.

Las aguas de tormenta y otras filtrarán verticalmente hasta el nivel freático. En el segundo caso tenemos un edificio construido en suelo impermeable con el nivel de las aguas subterráneas por debajo del nivel de drenaje. Aquí se deben drenar las aguas de tormenta recogidas en el área de relleno. Las variaciones estacionales del nivel freático no predicen un aumento hasta el nivel de drenaje.

Las aguas de tormenta y otras filtrarán verticalmente hasta el nivel freático. En el tercer caso, el edificio se ubica sobre un suelo de baja permeabilidad con un nivel de aguas subterráneas por encima del nivel de drenaje.

Aquí, drenar las aguas subterráneas protegerá el edificio frente a la presión hidrostática del agua. Las aguas de tormenta y otras filtrarán verticalmente hasta el nivel freático. Deberán drenarse las aguas de tormenta del área de relleno y el suelo intacto. En el cuarto caso, el edificio se sitúa sobre un suelo de alta permeabilidad con el nivel de las aguas subterráneas por encima del nivel de drenaje.

Aquí, el drenaje de las aguas subterráneas producirá cantidades muy grandes de agua. Asimismo, al drenar, se producirá un descenso general del nivel freático que puede afectar a las construcciones circundantes. En este caso no es posible drenar las aguas subterráneas. El edificio deberá ser hermético, anclarse bien para que no se levante y reforzarse para soportar la presión hidrostática.

Las aguas de tormenta y otras aguas superficiales filtrarán verticalmente hasta el nivel freático. Centrémonos por un momento en la presión hidrostática. La presión hidrostática es la cantidad de presión que ejerce el agua cuando está en reposo. Cuando hay agua junto a los cimientos y no tiene hacia donde ir, comenzará a ejercer presión contra los cimientos y finalmente se abrirá camino hacia la base.

Todos los edificios están diseñados para una cierta presión hidrostática. Para reducir la presión hidrostática existen diferentes estrategias: En primer lugar, deberías construir tu edificio con unos cimientos sólidos. También puedes anclar el edificio al subsuelo. Y finalmente, puedes instalar un sistema de drenaje.

En algunos casos es necesario realizar las 3 cosas. La primera imagen nos muestra una obra donde los trabajadores están construyendo los cimientos de un edificio. La segunda imagen nos muestra la obra de un edificio que necesita anclarse mediante pilotes para evitar que se levante o se hunda. La última imagen muestra una tubería situada en una zanja llena de grava. La tubería extrae el agua del emplazamiento del edificio.

Pasemos a una vista general de un edificio comercial y el diseño general de su sistema de drenaje y aguas pluviales. Aquí puedes ver el sistema de drenaje en torno a los cimientos y bajo el sótano. Este edificio tiene un sótano de dos niveles. Como hemos mencionado antes, es importante que los cimientos se mantengan secos en todo momento para evitar que se dañe el edificio y, en algunos casos, asegurarnos de reducir la presión hidrostática. Como puedes ver, se drena incluso el parque infantil.

Aquí vemos una vista general del sistema completo de drenaje. Se recoge el agua de lluvia y el agua superficial de todas las superficies exceptuando el césped. El agua de lluvia del tejado se recoge usando bajantes de aguas pluviales (BAP), y la de los caminos, los aparcamientos y las calles se recoge mediante sumideros. Puesto que las tuberías de drenaje se encuentran por debajo y en torno a la zapata del edificio, y las tomas de aguas pluviales están solo a 1-1,5 m bajo el nivel del suelo, es necesario bombear el agua de drenaje hasta las tuberías de aguas pluviales.

Para este sistema de drenaje se requieren dos pozos de bombeo. El agua de drenaje gravita hasta los pozos de bombeo situados a ambos lados del edificio. Después, se descarga en la toma de aguas pluviales a través del sistema de tuberías. Por supuesto, es muy importante estimar correctamente el caudal de agua de drenaje con el que deberá trabajar el sistema. Este valor es clave para dimensionar correctamente bombas y pozos de bombeo.

Los pozos de bombeo pueden equiparse con una bomba o con dos. Si hay dos bombas, una de ellas se usa como reserva. Si solo hay una bomba en el pozo de bombeo, recomendamos incorporar un monitor del sistema que proporcione una señal en caso de fallo de la bomba. Estos son los tipos de bomba recomendados para aplicaciones de drenaje. A la izquierda, la gama de acero inoxidable; a la derecha, la de fundición.

La gama de acero inoxidable es apta para aplicaciones de drenaje más ligeras con un paso esférico libre de hasta 50 mm. Las bombas de fundición son más robustas y adecuadas para aplicaciones de drenaje permanentes con paso esférico libre de hasta 100 mm. Todas las bombas aquí mostradas son aptas para instalaciones sumergidas. La bomba SE también es apta para instalación en seco.

Grundfos tiene una gama de pozos de bombeo prefabricados equipados con el tipo de bomba de drenaje requerida. Para más detalles sobre el rango de rendimiento, consulta grundfos.com.

En conclusión: Recuerda realizar un estudio previo, recuerda planificar el drenaje y ponte en contacto con Grundfos para obtener más ayuda. Contamos con años de experiencia y estaremos encantados de ayudarte.