ARQUITECTURA SUSTENTABLE DEL ARROYO ALAMAR, TIJUANA, BAJA CALIFORNIA, MÉXICO REPORTE FINAL Victor M. Ponce, Ana Elena Espinoza, Piietro Magdaleno, Alberto Castro, y Ricardo Celis 1. INTRODUCCIÓN El Arroyo Alamar, en Tijuana, Baja California, está siendo considerado por la Municipalidad de Tijuana para su rehabilitación. El objetivo de este proyecto es proveer una visión compatible entre las diversas funciones y usos del arroyo, incluyendo el control de inundaciones, la recarga de agua subterránea, la conformidad con las regulaciones federales, la preservación de corredores riparios, la calidad del agua, y el uso del terreno para diversas actividades como agricultura, industria ligera, recreación y deportes, además de las consideraciones de la estética del paisaje. El proyecto abarca un sector de 10 km del Arroyo Alamar, desde el Puente Cañón del Padre hasta su confluencia con el Río Tijuana, en la Ciudad de Tijuana. Aguas arriba del Arroyo Alamar, Cottonwood Creek y Tecate Creek se unen en el valle de Marrón, inmediatamente al norte de la línea fronteriza entre México y Estados Unidos, para formar el Río Tijuana. Al entrar a México, aquél toma el nombre de Arroyo Alamar, y discurre por cerca de 5 km hasta pasar el Puente del Cañón del Padre. Inmediatamente aguas abajo del sitio del proyecto, el Arroyo Alamar se une con el Arroyo Las Palmas para formar otra vez el Río Tijuana, el cual fluye hacia los Estados Unidos y descarga en el Oceáno Pacífico en Imperial Beach, California. Debido a su proximidad con los Estados Unidos de América, el sitio del proyecto es de una importancia estratégica binacional. Desde hace algunos años, la falta de un planeamiento adecuado y el desdén por las regulaciones se han combinado para producir un ambiente donde abundan los asentamientos irregulares, y en donde los usos actuales del arroyo, que incluyen la ocupación de zonas de inundación y la de los depósitos ilegales de basura, constituyen un verdadero peligro para la vida y salud de sus habitantes. Por lo tanto, existe la urgente necesidad de recuperar al Arroyo Alamar, no solamente para restaurar sus funciones naturales, sino también para posibilitar el uso efectivo del arroyo, que permita reducir el riesgo de inundación y a la vez optimizar el uso social y económico de la zona fluvial. Esto lleva al concepto de "arquitectura fluvial sustentable," el cual se refiere al diseño del arroyo, incluyendo el canal de flujos menores y la zona de inundación, para conservar sus funciones naturales, a la vez que se le reconoce su rol socioeconómico y relación con la sociedad urbana adyacente. El término "arquitectura fluvial sustentable" supone el diseño del arroyo para que sea capaz de transportar la avenida de 10 años sin ninguna restricción y la avenida de 1000 años con algunas restricciones. Las restricciones en el canal de 1000 años, inserto en el canal de 10 años, permiten solamente usos "suaves," en donde la gente puede retirarse en el caso poco probable de una avenida de gran magnitud, y en donde los daños a la propiedad serian menores pues solamente se permitirian estructuras temporales y de relativamente poca importancia. El concepto de "arquitectura fluvial sustentable" es decididamente original; sin embargo, podemos mencionar que ya se ha experimentado en algunos lugares con bastante éxito. A nuestro modo de ver, el mejor ejemplo en México de un uso fluvial arquitectónico planeado es el del Río Santa Catarina, en Monterrey, Nuevo León. En este proyecto, se ha rehabilitado recientemente un sector con una longitud de 7.5 km del Río Santa Catarina siguiendo los principios de la arquitectura fluvial sustentable. Se ha mantenido el río y su zona de inundación como una parte útil y visible de la ciudad, mientras que el control de inundaciones, recarga de agua subterránea, recreación y deportes, y otros objetivos han sido adecuadamente considerados.   Figura 1   El Río Santa Catarina, en la ciudad de Monterrey, Nuevo León.   2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN Este estudio se fundamenta en dos estudios previamente apoyados económicamente por el Centro para la Investigación y Política Ambiental del Sudoeste (CIPAS). El primer estudio, correspondiente al ciclo presupuestal 2000-01, fue titulado "Hidrología de Avenidas del Arroyo Binacional Cottowood - Alamar, California y Baja California." En este estudio se calcularon las descargas de avenida en el Arroyo Alamar para los períodos de retorno de 2 a 1000 años. El objetivo principal fue modelar el proceso de precipitación-escorrentía para el Arroyo Alamar, cuya cuenca binacional comprende 1387 km2, el 86% del cual se encuentra dentro de los Estados Unidos. Un objetivo secundario fue estimar, mediante modelación hidrológica, el volumen de recarga de acuífero que se perdería si el canal se revistiera con concreto, esto último para satisfacer el objetivo de control de inundaciones. El segundo estudio, correspondiente al ciclo presupuestal 2002-03, fue titulado: "Caracterización hidroecológica del Arroyo Alamar, Tijuana, Baja California, México." El estudio caracterizó al Arroyo Alamar en términos de una serie de funciones hidroecológicas y socioeconómicas, incluyendo el control de inundaciones, la recarga de agua subterránea, la preservación de corredores riparios, la conformidad con los reglamentos referentes a la dimensión de la zona federal, y el uso múltiple de la zona de inundación. El objetivo principal fue diseñar las secciones transversales para transportar la avenida de 10 años en un canal piloto relativamente pequeño, y la avenida de 1000 años de flujo en un canal comparativamente mayor que comprende la zona de inundación. Con este fin, se usó el Modelo HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. Otros objetivos secundarios fueron la definición de los alineamientos horizontales y verticales del canal rehabilitado, dentro de las habituales limitaciones de la mecánica fluvial, hidroecología, hidrogeología, y el uso socioeconómico de la zona de inundación. Una vez completados los estudios de hidrología e hidroecología, el siguiente paso consiste en diseñar los elementos de arquitectura sustentable que sean particularmente apropiados para el Arroyo Alamar. Por tanto, el objetivo específico de este estudio es el diseño espacial de los 10 km del Arroyo Alamar, buscando un balance (o acuerdo) entre las funciones naturales y antropogénicas del arroyo. Las funciones naturales incluyen la mitigación de los daños causados por las inundaciones, la recarga de agua subterránea, y la preservación del corredor ripario. Las funciones antropogénicas (o socioeconómicas) incluyen la necesidad de implementar parques y otras áreas verdes, áreas para recreación y deportes, y el embellecimiento y la estética general del paisaje. En el marco de la rehabilitación, el concepto de arquitectura sustentable comprende los aspectos hidrológicos, ecológicos, arquitectónicos y socioeconómicos que contribuyen al diseño espacial del arroyo y su zona de inundación. El objetivo fundamental es diseñar un canal que fomente un ambiente donde los flujos de avenida, las plantas, los animales, y los seres humanos puedan coexistir con armonía, de acuerdo con el principio de desarrollo sustentable.   Figura 2   El Río Atoyac, en Oaxaca, México, donde se ha implementado con éxito el concepto de arquitectura fluvial sustentable.   3. METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN La metodología de investigación consiste de los siguientes pasos: Recolección de datos. Desarrollo del Sistema de Información Geográfica (SIG). Involucramiento de los actores locales. Diseño de la arquitectura fluvial sustentable. El estudio ha recolectado datos topográficos, hidrológicos, hidroecológicos, hidráulicos, biológicos, socioeconómicos y de uso de la tierra para llevar a cabo el diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. Los datos topográficos incluyen imágenes digitales del lugar del proyecto. Los datos hidrológicos fueron obtenidos como parte del estudio titulado "Hidrología de avenidas del Arroyo Binacional Cottonwood - Alamar, California, y Baja California." Las descargas de flujo de avenida para los períodos de retorno de 2, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500, y 1000 años fueron establecidas en este estudio (http://alamar.sdsu.edu/alamar/alamar.html). Los datos hidroecológicos fueron obtenidos como parte del estudio titulado "Caracterización hidroecológica del Arroyo Alamar, Tijuana, Baja California, México." (http://ponce.sdsu.edu/alamar_hydroecology_final_report.html). Las descargas de avenida fueron extendidas hasta 5000 y 10000 años usando el método de Gumbel (Ponce, 1989). De acuerdo a los conceptos de diseño de canales para control de inundaciones, la descarga de 10000 años es usada para dimensionar el "borde libre". En otras palabras, se establece la condición de que el canal de avenidas deberá transportar el flujo máximo usando el borde libre disponible. Cabe mencionar aquí que la frecuencia de 10000 años es equivalente al concepto de Avenida Máxima Probable, o Probable Maximum Flood. El estudio obtuvo tirantes de diseño (datos hidráulicos) usando el modelo HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. En adición a los tirantes (profundidades) de diseño, el estudio hidroecológico definió los siguientes conceptos: Documentación de las condiciones actuales, para que sirva de línea de base para comparaciones futuras (http://proyectoalamar.org). La protección de los taludes de las secciones del canal usando gabiones, el cual representa un compromiso razonable entre la estabilidad garantizada (el revestimiento con concreto), y la necesidad de mantener la porosidad de la protección de los taludes para fomentar la recarga del agua subterránea y permitir la existencia de vegetación. El cálculo de las velocidades medias usando HEC-RAS para las descargas de diseño (10 años en el canal menor y 1000 años en el canal mayor). La identificación de los componentes florísticos del Arroyo Alamar, para fomentar el sostén del corredor ripario nativo. La identificación de otras formas naturales para estabilizar los taludes, proveyendo protección adicional contra las avenidas. El establecimiento del alineamento horizontal de la canalización propuesta. El estudio de alternativas del alineamiento vertical, para analizar la posibilidad de profundizar la cota o elevación del lecho del canal con el doble propósito de extraer arena y grava para propósitos comerciales y mejorar la estética del paisaje.   Figura 3   Vista del Arroyo Alamar desde el Puente Cañon del Padre.   El SIG define unidades espaciales de manejo. Estas unidades contienen datos socioeconómicos, tal como ingresos, años de estudio, calidad de vivienda, y las características de la infraestructura y medio ambiente. Este último especifica las especies biológicas, tipos de suelo, pendientes del terreno, e información hidrológica. El SIG hace posible lo siguiente: Define el uso del terreno dentro del marco de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. Provée una base de datos espaciales del Arroyo Alamar y zonas aledañas. Desarrolla un programa de manejo diseñado para incorporar a los actores locales en la toma de decisiones. El Programa de Involucramiento de Ciudadados busca la opinión de los ciudadanos mediante cuestionarios y reuniones para diseminación de información. Esta información es considerada en la etapa del diseño. La retroalimentación de actores locales es absolutamente necesaria para involucrarlos en el desarrollo sustentable del río. La metodología del diseño abarca el Arroyo Alamar, desde su extremo aguas arriba en el Puente Cañón del Padre, siguiendo una longitud de 10 km (exactamente 9.88 km) hacia aguas abajo, hasta conectar con la Segunda Fase del Río Tijuana. Incluye tres tramos (Figura 4): Desde la Segunda Fase del Río Tijuana hasta el Boulevard Clouthier. Desde el Boulevard Clouthier hasta el Boulevard Terán Terán. Desde el Boulevard Terán Terán hasta el Puente Cañon del Padre. En los tramos 1 y 2 predominan los asentamientos irregulares. Los depósito ilegales de basura y los asentamientos irregulares prevalecen a lo largo del paisaje del Arroyo Alamar. El tramo 3 se resuelve actualmente en una mezcla de agricultura y usos industriales.   Figura 4   Vista aérea del Arroyo Alamar, mostrando los límites de los tres tramos de estudio.

 

La metodología de investigación también incluye la revisión de varios proyectos de rehabilitación fluvial que han sido ejecutados satisfactoriamente en México. En el río Atoyac, en la cuidad de Oaxaca, el concepto de arquitectura fluvial fue implementado exitosamente en 1996. El proyecto incluye la recarga de agua subterránea, la preservación de la vegetación riparia, la mitigación de avenidas, el paisajismo y la recreación. Los Ríos Santa Catarina y La Silla, en Monterrey, Nuevo León, son otros dos proyectos exitosos de arquitectura fluvial sustentable. La visión y perspectiva adquirida por la revisión de estos proyectos es usada en la formulación del diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

 

4. PROBLEMAS ENCONTRADOS No se encontraron mayores problemas durante la ejecución del trabajo. Se realizaron reuniones mensuales en Tijuana, México, para coordinar el trabajo del equipo de investigación. La Arquitecta Ana Elena Espinoza coordinó el trabajo del equipo local. Para la encuesta de campo se contrató personal especializado del INEGI en Tijuana. El proyecto contrató al arquitecto Ever Castro, consultor residente de Tijuana, para asistir en la interpretación digital del diseño arquitectónico. El análisis y modelación fue realizado por Sezar Ercan. El diseño de la página web y la traducción al Español fue realizado por Flor Pérez.

 

Figura 5   Vista aguas abajo del Arroyo Alamar hacia el final de la Segunda Fase del Río Tijuana.

 

5. RESULTADOS Las siguientes tres actividades se resumen en este reporte: Revisión de proyectos de arquitectura fluvial sustentable en México. Bases para el diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. Diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

5.1 Revisión de proyectos de arquitectura fluvial sustentable en México Los siguientes tres proyectos fueron revisados: El Río Atoyac, en la ciudad de Oaxaca, Oaxaca. El Río Santa Catarina, en Monterrey, Nuevo León. El Río La Silla, en Monterrey, Nuevo León.

5.1.1 Río Atoyac El proyecto del Río Atoyac, el cual cruza la Ciudad de Oaxaca, fue desarrollado en 1996 siguiendo los principios de arquitectura fluvial sustentable. Se canalizó una longitud de 2 km usando una sección trapezoidal de ocho puntos, y se implementaron usos "suaves" sobre la planicie de inundación. Estos usos incluyen andadores, pistas atléticas, canchas de basquetbol, pistas de patinaje, parques infantiles y otras formas de recreación. El canal piloto (capaz de conducir la avenida de 10 años) fue revestido con gaviones, y se permitió el desarrollo de vegetación riparia a lo largo de los taludes. El más importante logro fue que el río y sus ambientes fueron incorporados efectivamente al paisaje y uso de la ciudad, mientras que se mantuvo la capacidad de control de inundaciones. La Figura 6 muestra la documentación fotográfica de este proyecto.   Figura 6   Documentación fotográfica del proyecto de rehabilitación del Río Atoyac.

 

5.1.2 Río Santa Catarina El Río Santa Catarina, el cual cruza la ciudad de Monterrey, fue rehabilitado recientemente de acuerdo a los principios de arquitectura fluvial sustentable. El proyecto desarrolló una longitud de 7.5 km del río, dentro de los límites de la ciudad de Monterrey, en un parque ecológico, cultural, deportivo, y de entretenimiento. La rehabilitación del entorno del río y su incorporación dentro del área urbana ha dado a la ciudad un área más segura, saludable, visualmente atractiva, e útil. Un canal piloto implementado como canal de avenidas fue diseñado para conducir el flujo de 10 años a 50 años. Se usaron gaviones para proteger los taludes del canal piloto contra la erosión. La planicie de inundación se construyó a la derecha del canal piloto, y fue diseñada para conducir la avenida de 1000 años. El uso del parque incluye áreas de deportes tales como fútbol, basquetbol, vóleibol, pista de go-karts, y construcciones temporales para esparcimiento comunitario. Se han reservado ciertas áreas de la planicie de inundación para usos temporales tales como tianguis (comercio estacional) y un helipuerto. Se aseguró la viabilidad económica del proyecto con una serie de estrategias de mercadotecnia. Las pendientes exteriores de los taludes del canal fueron arrendadas a diversos anunciantes. Se planearon arreglos de jardín de flores con motivos comerciales en los bancos altos del río, en la margen izquierda. Se firmaron contratos cooperativos con terceras personas y otras entidades para desarrollar la planicie de inundación con miras a propiciar actividades recreativas, deportivas y culturales. El proyecto ha sido plasmado en http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_santa_catarina.html. La Figura 7 muestra una documentación fotográfica del proyecto.   Figura 7   Documentación fotográfica del Parque Ecológico Río Santa Catarina.

 

5.1.3 Río La Silla El proyecto "Parque Natural Río La Silla" abarca un tramo del Río La Silla, localizado en las faldas de la Sierra Madre Oriental, en la Ciudad de Monterrey, Nuevo León. El nombre "La Silla" se origina en una montaña vecina, cuya parte superior tiene la forma de una silla. Este río cruza la ciudad en una longitud de varios kilómetros, hasta unirse con el Río Santa Catarina. Un tramo de 3 km del Río La Silla ha sido desarrollado recientemente como un parque natural. El desarrollo incluye el cercado del parque, varias estructuras para recreación y deportes, y un edificio de administración. El logro más significativo ha sido la creación de otro parque dentro los confines de la ciudad de Monterrey. El parque está siendo usado por la población local como un ambiente natural; por lo tanto, es justo el nombre de "Parque Natural Río La Silla." Se permiten algunas actividades de recreación, a la vez que se promociona activamente una cultura de manejo sustentable de los recursos naturales. El parque tiene una alta biodiversidad, con la presencia de especies tales como peces, ardillas, pájaros carpinteros, tortugas, y árboles de sabinos centenarios. La recreación y deportes incluyen áreas para ejercicios físicos, andadores y pistas para ciclismo. El proyecto ha sido descrito en http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_santa_catarina.html. La Figura 8 muestra una documentación fotográfica del proyecto.   Figura 8   Documentación fotográfica del Parque Natural Río La Silla.

 

5.2 Fundamentos de diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar Se llevó a cabo un estudio socioeconómico con el fin de establecer los fundamentos de diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. El reporte se encuentra en: Arquitectura Fluvial Sustentable en el Arroyo Alamar, Tijuana, Baja California, Mexico."   El reporte considera los siguientes tópicos: Antecedentes Ubicación Encuesta Evolución del asentamiento Pirámide de edades Número de años de residencia en su vivienda Lugar de origen Ocupación de la población económicamente activa Estrato económico de sus habitantes Tenencia de la tierra Distribución de los predios por tenencia de la tierra Clasificación de la vivienda a partir de sus componentes físicos Viviendas con agua potable Viviendas con drenaje sanitario Viviendas con electricidad Densidad de población Preferencia de los habitantes para actividades de recreación en el área de inundación Conclusiones Propuesta para una arquitectura fluvial sustentable en el Arroyo Alamar. La Fig. 9 muestra un ejemplo de análisis de datos basados en el SIG, contenidos en el reporte mencionado.

 

Figura 9   Calidad actual de la vivienda en el Arroyo Alamar [El color rojo representa vivienda precaria o pobre; el rosa representa vivienda regular-media].

 

Las conclusiones del reporte son las siguientes: El área del proyecto ha tenido tres distintos períodos en su historial de asentamiento: Principios de los años 1970, Finales de los años 1980, y Mediados de los años 1990. El período más reciente representa una gran actividad de asentamientos. La mayoría de la población asentada está en edad productiva, esto es, de 20 a 45 años de edad; el siguiente grupo importante en términos de tamaño son los niños, de 0 a 15 años de edad. La población predominante del Arroyo Alamar es originaria de los estados del noroeste de México, es decir, Baja California Sur, Sinaloa, y Sonora. Mientras que existen pobladores que han estado ahí por más de 20 años, una tercera parte de ellos han llegado en los últimos seis años. La distribución de ingresos refleja los años de asentamiento; en la gran mayoría de los casos, el ingreso es proporcional a los años de asentamiento. La mayoría de la población tiene ingresos cerca de tres salarios mínimos, el cual es considerado un ingreso promedio. El ingreso de la población del Arroyo Alamar varía entre tres y cuatro salarios mínimos. Los asentamientos irregulares tienen el más bajo salario (menos de tres salarios mínimos). En este caso, la calidad de la vivienda es precaria. No hay asentamientos irregulares más antiguos de 23 años. La población que ha estado más de 23 años son los propietarios legales de la tierra. Los predios son rentados sin considerar sus condiciones legales de tenencia. La calidad de la vivienda no está determinada por el nivel de salario o tenencia (propiedad o renta). Las casas que tienen agua potable también tienen drenaje sanitario. La edad del asentamiento no determina si las viviendas tienen agua potable y drenaje. Existen nuevos asentamientos, menores de 5 años, con agua potable, drenaje y electricidad. Aunque algunas casas están conectadas al sistema eléctrico de la ciudad, muchas no lo están. Frecuentemente,éstas toman su energía eléctrica de un modo clandestino (los llamados "diablitos"), poniendo en peligro a los vecinos y creando un riesgo público. La densidad de población del Arroyo Alamar es muy baja, comparada a la alta densidad de la ciudad de Tijuana. La población del Arroyo Alamar manifiesta la escasez de espacios recreativos. Con fundamento en el estudio socioeconómico, el lugar del proyecto se ha dividido en tres etapas (o zonas), desde aguas abajo hasta aguas arriba: Etapa 1. Áreas de vivero, recreativa, ecuestre, y deportiva. Etapa 2. Áreas deportiva y recreativa. Etapa 3. Área de parque natural. La propuesta se muestra en la Fig. 10.

 

Figura 10   Propuesta para el diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

 

5.3 Diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar Esta sección consiste de seis elementos: Filosofía de diseño. Alineamiento horizontal. Alineamiento vertical. Modelación hidráulica. Diseño de la arquitectura sustentable. Implementación.

5.3.1 Filosofía de diseño Los ríos son sistemas o entidades naturales con propiedades físicas, químicas, y biológicas. Los ríos utilizan la fuerza de la gravedad para transportar agua, el cual acarrea sólidos (suspendidos y disueltos, entre ellos, aluviones, sedimentos, sustancias húmicas, nutrientes, y otros constituyentes químicos), desde las líneas divisorias de las cuencas hasta el océano, cerrando el ciclo hidrológico. Adicionalmente, los ríos sirven a un propósito antropogénico, transportando agua a entornos rurales y urbanos, donde son usados para satisfacer necesidades diversas. Los ríos provéen varias funciones naturales, entre las cuales las más importantes son: Conducción de avenidas Conducción de aluviones hacia las terrazas de inundación y deltas Recarga de agua subterránea (en regiones áridas y semiáridas) Sustento de corredores de vegetación riparia Mantenimiento de la calidad del agua (a través de la purificación natural) Preservación de la biodiversidad. En esta era de conciencia ambiental, las sociedades urbanas ya no pueden darse el lujo de considerar a los ríos solamente como sistemas para el paso de avenidas. Las funciones que se mencionan arriba son igualmente importantes. Por lo tanto, el diseño de la arquitectura sustentable tiene por fuerza un enfoque multidisciplinario, en el que se presta atención especial a las funciones naturales del río, junto con otras funciones antropogénicas que hayan sido previamente identificadas. En el caso del Arroyo Alamar, en adición a las funciones anteriormente mencionadas, el río tiene que cumplir un propósito de planeación de uso de suelo, el cual incluye agricultura, industria ligera, deportes y recreación. Así, el diseño de la arquitectura sustentable se apoya en la formulación de las functiones naturales y antropogénicas del arroyo con el fin de permitir un ejercicio armónico de diversos usos, en los dominios espacial y temporal. Esencialmente, se ejecuta el diseño de un canal que pueda conducir la avenida de 10 años de retorno sin restricciones y la avenida de 1000 años con algunas restricciones. Esto implica que arriba de la cota de los 10 años, la llanura de inundación de los 1000 años puede ser destinada a usos ligeros tales como deporte y recreación. Los usuarios se moverían fuera del paso de una avenida inusual, en caso de que occurriera ésta. Para satisfacer la necesidad de recarga de agua subterránea, el canal de conducción de la avenida de 10 años sería estabilizado usando medios naturales u otros medios suaves. Los sistemas de gabiones están particularmente indicados para la estabilización de bancos de ríos sin comprometer la permeabilidad (Ponce et al, 2003). Un aspecto importante del diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar es la incorporación del río y sus alrededores dentro del área de la ciudad. Esto provée un beneficio social y otros beneficios asociados, y distingue a esta solución de soluciones anticuadas que recubren el canal con concreto, secuestrando así el río de la ciudad. Las riberas naturales son entidades vivas estéticamente atractivas. Por tanto, el diseño de arquitectura sustentable debe preservar y realzar estas características naturales. La filosofía de diseño para la arquitectura fluvial sustentable está en línea con recientes experiencias en el río Atoyac (Figura 11), y los ríos Santa Catarina y la Silla, como se ha documentado en este reporte. El común denominador de estos proyectos es la preservación de las funciones naturales, además de la incorporación efectiva del río y sus alrededores dentro de la planta de la ciudad. Así, aquí se postula el mismo enfoque de diseño para el Arroyo Alamar.

 

Figura 11  Vista del proyecto de rehabilitación del río Atoyac.

5.3.2 Alineamiento Horizontal El diseño del alineamiento horizontal del Arroyo Alamar se ha efectuado usando la localización actual del lecho del río. Se entiende que el arroyo tendrá una tendencia natural a cambiar su alineamiento con el tiempo. El alineamiento propuesto fija el lecho del río con el fin de definir los límites externos del proyecto. Los detalles del alineamiento horizontal se muestran en la Sección 5.5 de http://ponce.sdsu.edu/alamar_hydroecology_final_report.html.

 

5.3.3 Alineamiento Vertical Existen tres formas para diseñar el alineamiento vertical del canal del río. Sección superpuesta:   Encima del terreno, con diques longitudinales, como en la Primera Etapa del Río Tijuana; para esto se requiere importar materiales de construcción para los dique de tierra. Sección compensada:   Balanceando corte y relleno con el fin de minimizar el movimiento de tierras; es decir, manteniendo en un mínimo el uso de materiales importados o exportados. Sección hundida:   Una sección mayormente excavada, con una cantidad neta de exportación del material del lecho del río. La primera solución, la "retención con dique," tiene inconvenientes serios, entre los cuales los más importantes son: Aumenta el riesgo de daños en el caso de avenidas catastróficas, es decir, aquéllas de períodos de retorno mayor al utilizado en el diseño del dique. La falla es siempre posible, y el agua caería con tremenda fuerza desde la corona del dique. Esconde el río y su llanura de inundación de la población local, secuestrando el arroyo e inutilizando sus otros usos, excepto el control de inundaciones, y esto con limitaciones. El efecto negativo en la calidad de vida es grande. En los casos donde las inundaciones son necesarias para alimentar el ecosistema de la llanura de inundación, la "retención con dique" elimina la recarga de nutrientes, siendo insustentable a largo plazo. La segunda solución, el balance de corte y relleno, es apropiada desde el punto de vista ambiental, pero se requiere una gran área para proveer un nivel adecuado de control de avenidas (con período de retorno de 100 años o mayor). La tercera solución, el "canal hundido," representa un equilibrio entre las leyes de la hidroecología, los usos antropogénicos, y los intereses económicos. En el caso del Arroyo Alamar, la solución de canal hundido tiene sentido, particularmente porque el material extraído (arena y grava) podría ser comercializado para ayudar a financiar el proyecto. La arena y grava están en gran demanda en California y Baja California. Un gran volumen de estos materiales pétreos está siendo exportado anualmente desde Baja California a California para satisfacer la demanda. Un reporte sobre este tema puede encontrarse en: http://threeissues.sdsu.edu/three_issues_sand_mining_facts0.html. En adición a tener un sentido económico en la región, la solución de canal hundido es también viable desde el punto de vista estético. Ambos ríos Atoyac y Santa Catarina tienen canal hundido, con los consiguientes beneficios para la estética del paisaje. Este tipo de solución ha sido implementado en la Tercera Etapa del Río Tijuana, aunque con recubrimiento de concreto. Desde el punto de vista hidrológico y arquitectónico, el "canal hundido" es la solución de preferencia para el alineamiento vertical del Arroyo Alamar. Para examinar la calidad de arena y grava, se excavaron seis pozos exploratorios en el sitio del proyecto. Los detalles del muestreo se detallan en http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_analisis_granulometrico.html". La Figura 12 muestra la localización de los sondeos, y la Figura 13 muestra los resultados de los análises granulométricos. Cinco muestras (1C, 2A, 3C, 4A y 6C) se clasificaron como SP (arena pobremente graduada) o SW (arena bien graduada), y solamente una muestra (5C) se clasifica como (SP-SM) (arena limosa). En gran parte, el material del lecho del Arroyo Alamar está compuesto de material aluvial grueso, de tamaños de arena y grava, competente para ser usado como material de construcción. Una estimación preliminar de la cantidad de material removido, para varios alineamientos verticales propuestos, se encuentra en http://ponce.sdsu.edu/alamar_hydroecology_final_report.html. La elección final del alineamiento vertical requerirá un estudio y análisis más detallado.

 

Figura 12  Localización de los pozos para muestreo y análisis del suelo.

 

Figura 13  Análisis granulométrico de las muestras obtenidas de los pozos.

5.3.4 Modelo hidráulico con HEC-RAS Las descargas de avenida de diseño para el Arroyo Alamar han sido calculadas por Ponce (2001). Estas descargas se usan para calcular tirantes a agua en la sección transversal típica, usando el modelo HEC-RAS del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. Los detalles de esta modelación se muestran en http://ponce.sdsu.edu/alamar_sustainable_architecture_hecras_six_point_run.html. El Cuadro 1 muestra los datos hidráulicos, incluyendo descarga, profundidad del flujo, velocidad media en el canal piloto, velocidad media en la sección total, número de Froude en el canal piloto, número de Froude en la sección total, y bordo libre. La sección transversal de diseño es capaz de conducir el pico de la avenida de 10000 años, el cual es análogo al valor de la Avenida Máxima Probable (AMP). El bordo libre para la avenida de 1000 años es 1.02 m, y para la avenida de 10000 años ("el hidrograma del bordo libre") es 0.1 m. La Figura 14 muestra la sección transversal típica en el diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

 

Cuadro 1. Datos hidráulicos calculados para el Arroyo Alamar usando el modelo HEC-RAS .
Período de retorno (años)	Descarga (m3/s)	Profundidad del flujo (m)	Velocidad media en el canal piloto (m/s)	Velocidad media en la sección total (m/s)	Número de Froude en el canal piloto	Número de Froude en la sección total	Borde libre (m)
10	680	3.70	3.87	-	0.69	0.69	0.10
50	1140	4.87	4.62	0.76	0.72	0.79	2.13
100	1310	5.22	4.84	0.95	0.73	0.76	1.78
500	1600	5.77	5.16	1.20	0.74	0.73	1.23
1000	1720	5.98	5.28	1.29	0.74	0.73	1.02
5000	2140	6.67	5.65	1.55	0.76	0.71	0.33
10000	2290	6.90	5.77	1.64	0.76	0.71	0.10

 

Figura 14.  Sección transversal típica en el diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

5.3.5 Diseño de arquitectura sustentable Con fundamento en el estudio socioeconómico, el diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar se dividió en tres fases (véase la Figura 10): Primera fase:   Parque recreacional Área A: Desde el fin de la Segunda Fase del Río Tijuana hasta el puente del Boulevard Clouthier. Segunda Fase:   Parque Deportivo Área B: Desde el puente del Boulevard Clouthier hasta el puente del Boulevard Terán Terán. Tercera Fase:   Parque Ecológico Área C: Desde el puente del Boulevard Terán Terán hasta el puente del Cañón del Padre. El Cuadro 2 muestra el diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. Este cuadro incluye la visualización en formato jpg, diseño móvil, perspectivas, cámaras virtuales, y películas. La Figura 15 muestra un ejemplo del diseño. La Figura 16 muestra un ejemplo de rendición digital de la arquitectura sustentable (véase "Perspectivas" en el Cuadro 2).   Cuadro 2. Diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. Componentes del Diseño Enlace de Internet Imágenes estáticas http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_diseno.html Diseño móvil http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_diseno_movil.html Perspectivas http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_perspectivas.html Cámaras virtuales http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_camara_virtual.html Películas http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_peliculas.html

 

Figura 15.  Vista de la primera fase (etapa) del diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

 

Figura 16.  Rendición digital del diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. (véase en Perspectivas).

5.3.6 Implementación La implementación de un diseño como la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar requiere una buena medida de voluntad política, además de un liderazgo eficaz e idóneo. De hecho, existe el problema de dónde reubicar a los actuales habitantes de la llanura de inundación. Muchas de las áreas que están actualmente ocupadas por viviendas precarias tendrán que ser removidas para hacer paso al proyecto del parque. Esto requerirá una organización de personas, grupos de interés y funcionarios del gobierno comprometidos con el desarrollo del proyecto, a pesar de los problemas que se presenten. Por supuesto que la alternativa es no hacer nada, pero ésta es insustentable y acarrearía mayores problemas en el futuro. En el caso del Arroyo Alamar, el cuidado de la salud pública y el riesgo de inundaciones debe considerarse seriamente. Una forma de facilitar la implementación del proyecto, la cual ha sido probada en otros lugares, es comprometer a compañías y entidades comerciales que estén dispuestas a desarrollar la llanura de inundación con usos temporales. Esta modalidad de acción ha sido usada satisfactoriamente en el proyecto del Río Santa Catarina, en el cual se ha involucrado a compañías de servicios de esparcimiento para colaborar con la ciudad en el proyecto. También es posible arrendar los bancos del río a compañías comerciales para ser usados como jardines de flores y otros paisajes que anuncien marcas comerciales establecidas. Varios incentivos económicos pueden ser usados para interesar a terceras personas en el desarrollo de la llanura de inundación con usos ligeros. De esta manera todos ganan, y el proyecto puede ser llevado a la etapa de implementación. Los ejemplos revisados, de los ríos Atoyac, Santa Catarina, y La Silla, muestran que la alternativa de arquitectura sustentable de la llanura de inundación tiene un sentido hidrológico, ecológico, económico y social. Parece ser la única forma de resolver satisfactoriamente el problema del desarrollo de la llanuras de inundación en entornos urbanos.

 

6. CONCLUSIONES Las siguientes conclusiones han sido obtenidas de este estudio: Se ha completado el diseño de arquitectura sustentable del Arroyo Alamar. El concepto de diseño considera una serie de funciones naturales del arroyo y varios usos antropogénicos que han sido previamente identificados. Las funciones naturales del arroyo incluyen el control y mitigación de las inundaciones, la recarga de agua subterránea, la preservación de corredores riparios, el aumento en la calidad del agua, y la preservación del principio de biodiversidad. Los usos antropogénicos incluyen agricultura, industria ligera, recreación y deportes, y la estética del paisaje. Un estudio socioeconómico, el cual incluyó un cuestionario y una encuesta de campo, fue utilizado como base para el diseño espacial. La solución de "canal hundido" para el alineamiento vertical parece ser la más adecuada para el Arroyo Alamar. El material extraído podría ser comercializado para ayudar a financiar el proyecto del parque. El diseño de la arquitectura sustentable consiste de tres parques en uno: (1) recreacional, (2) deportivo, y (3) ecológico. Los detalles del diseño se puede encontrar en línea (una colección de 45 imágenes en formato jpg). Un componente intrínseco del diseño es la edición digital, la cual incluye los siguientes aspectos: (1) diseño dinámico, (2) perspectivas, (3) cámaras virtuales, (4) películas (véase el Cuadro 2). El concepto de diseño de arquitectura fluvial sustentable reconcilia completamente la leyes hidroecológicas y los interés económicos, y al mismo tiempo provee importantes beneficios adicionales tales como (1) la inclusión del río y su flujo natural dentro de la planta de la ciudad, y (2) el aumento en la estética del paisaje. Se percibe que debe fomentarse la participación de empresas y entidades comerciales en el desarrollo de la llanura de inundación con usos suaves. Esto facilita el proceso de obtención de fondos, financiación, e implementación.

 

Figura 17. Sección transversal típica en la primera y segunda fase (A y B).

 

7. RECOMENDACIONES PARA LA INVESTIGACIÓN Se ofrecen las siguientes recomendaciones para futuras investigaciones: Se han completado tres estudios relacionados con el proyecto de rehabilitación del Arroyo Alamar: Hidrología de avenidas, Hidroecología, y Arquitectura sustentable. Los estudios futuros deben orientarse a aumentar la capacidad institucional de la ciudad de Tijuana para llevar a cabo este proyecto. Se debe prestar atención muy particular a las posibles fuentes de financiación y a la formación de grupos y entidades interesados en el desarrollo del proyecto. La solución de "canal hundido" para el alineamiento vertical para ser especialmente adecuada. Se requieren estudios técnicos y económicos más detallados para apoyar este concepto para el Arroyo Alamar. La solución "blanda" para los revestimientos de los taludes, evitando el uso del concreto, debe investigarse con más detalle. Esta solución es adecuada desde el punto de vista ambiental, proveyendo estabilidad a la sección a la vez que permite la infiltración y el desarrollo de vegetación. Dados los actuales riesgos a la salud pública y los daños causados por las inundaciones, deben concentrarse los esfuerzos para facilitar el desarrollo el proyecto en los niveles político, social, y económico.

 

Figura 18.  La sección B206 del diseño de la arquitectura sustentable del Arroyo Alamar.

 

8. BENEFICIOS DE ESTA INVESTIGACIÓN Se han identificado los siguientes beneficios de esta investigación: Se ha desarrollado una propuesta para el diseño arquitectónico sustentable de un arroyo y su llanura de inundación (Arroyo Alamar). La propuesta contribuye a preservar y mantener las funciones naturales del arroyo. Además, la propuesta incorpora el arroyo dentro del paisaje y la vista de la ciudad, creando un grupo de tres parques que contribuirán a incrementar la calidad de vida de todos los residentes de Tijuana. La propuesta reemplaza la situación actual, la cual representa un riego de inundación y un peligro para la salud pública. La rehabilitación del Arroyo Alamar es absolutamente necesaria para mejorar la imagen de la ciudad de Tijuana y el medio ambiente regional. La metodología de investigación desarrollada como parte de los estudios apoyados por SCERP, que incluyen la hidrología de avenidas, la hidroecología, y la arquitectura fluvial sustentable, es técnicamente y ambientalmente apropiada. Esta metodología pueden ser aplicada a otros ríos en entornos urbanos similares en México, los Estados Unidos de América, y el resto del mundo. La pronta colocación de los resultados de la investigación en la red internet facilita la difusión y uso del conocimiento desarrollado como parte de este estudio. El uso de este conocimiento a nivel mundial está garantizado.

 

Figura 19.  Áreas cubiertas para recreación en el Arroyo Alamar.

 

9. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen la asistencia de las siguientes personas: Edgar Rodríguez, Arquitecto consultor, Tijuana. Ever Castro, Arquitecto consultor, Tijuana. José Delgadillo, Profesor, Facultad de Ciencias, Universidad Autónoma de Baja California, Campus Ensenada. Sezar Ercan, investigador asociado, Fundación de la Universidad Estatal de San Diego; modelo hidráulico. Flor Pérez Martínez, investigadora asociada, Fundación de la Universidad Estatal de San Diego; análisis de datos y diseño de páginas web.

10. REFERENCIAS Espinoza, A. E., P. Magdaleno, y V. M. Ponce. 2004. Arquitectura fluvial sustentable en los Ríos Santa Catarina y La Silla, Monterrey, Nuevo León, México. http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_santa_catarina.html (En Español). Espinoza, A. E., P. Magdaleno, y V. M. Ponce. 2004. Arquitectura fluvial sustentable en el Arroyo Alamar, Tijuana, Baja California, México. http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_reporte1 (En Español). Ponce, V. M. 1989. Engineering Hydrology: Principles and Practices. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey. Ponce, V. M. 2001. Hidrología de avenidas del Arroyo Binacional Cottonwood - Alamar, California y Baja California. Reporte en línea. http://alamar.sdsu.edu/alamar/alamar.html (En Español). Ponce, V. M. 2003. Flood hydrology of the Binational Cottonwood Creek - Arroyo Alamar, California and Baja California. Reporte en línea. http://alamar.sdsu.edu/alamar/alamarenglish.html Ponce, V. M., A. E. Espinoza, J. Delgadillo, A. Castro, y Ricardo Celis. 2004. Hydroecological characterization of Arroyo Alamar, Tijuana, Baja California, Mexico. Reporte en línea. http://ponce.sdsu.edu/alamar_hydroecology_final_report.html Ponce, V. M. 2004. Grainsize analysis of soil samples in Arroyo Alamar. Reporte en línea. http://ponce.sdsu.edu/alamar_sustainable_architecture_grainsize_analysis.html Ponce, V. M. 2004. Analisis granulométrico de muestras de suelo del Arroyo Alamar. Reporte en línea. http://ponce.sdsu.edu/alamar_arquitectura_sustentable_analisis_granulometrico.html (En Español). San Diego State University, San Diego, California, y Centro de Estudios Urbanos Sociales y Sustentable, Tijuana, Baja California. 2004. Arquitectura Sustentable en el Arroyo Alamar. http://proyectoalamar.org The Arroyo Alamar Sustainable Architecture Design Team. 2004. HEC-RAS analysis of Arroyo Alamar rehabilitation project. http://ponce.sdsu.edu/alamar_sustainable_architecture_hecras_six_point_run.html. El Grupo de Investigación Ojos Negros. 2002. Extracción de Arenas. http://tresproblemas.sdsu.edu/tres_problemas_arenas00.html.

 

Fig. 20  Fuente de agua en las áreas de recreación del Arroyo Alamar.