Al comienzo de la precipitación se da el proceso de “primer lavado o first-flush”.En él una fracción significativa de los contaminantes acumulados en tiempo seco (período entre lluvias), es arrastrada por un pequeño volumen inicial de agua de escorrentía superficial. Por tanto, ese pequeño caudal inicial contiene la mayor parte de las partículas que se habían acumulado sobre las superficies impermeables de las áreas urbanizadas (polvo, arenas, metales pesados, sustancias tóxicas,…). Lo que hace que el “primer lavado o first-flush” contenga elevadas concentraciones de contaminantes.
Las deposiciones atmosféricas y el consecuente lavado de sustancias son la principal fuente de contaminación de las aguas de escorrentía urbana, pero lo la única. Los orígenes de los contaminantes son de diversa naturaleza. Sustancias peligrosas o nocivas (plomo, dióxido de azufre, hidrocarburos u óxidos de nitrógeno) se añaden a estas aguas procedentes del tráfico. Materia orgánica, bacterias y patógenos se incorporan a partir de basuras depositadas en las calles. Hojas, ramas y tierras son arrastradas de parques y jardines por la lluvia. Los tipos de contaminantes en las aguas de escorrentía urbanas y sus principales fuentes son:
De forma más específica, los valores de acumulación que se producen debido únicamente a las deposiciones secas son:
Y la relación entre los contaminantes más nocivos acumulados en las calles provenientes del tráfico con la masa total de sólidos:
Fuente: Shaheen (1975)
Breve descripción de los contaminantes más frecuentes en las aguas de escorrentía urbana
Sólidos en suspensión
Son partículas sólidas de naturaleza heterogénea que llevan asociados una gran cantidad de diferentes contaminantes (una fracción es materia orgánica, otra nitrógeno, otra fósforo,….). Se detectan a simple vista, ya que dan turbidez a las aguas. Son los elementos que aparecen con mayor frecuencia.
Actúan como centros activos, favoreciendo la adsorción en su superficie de sustancias y microorganismos. Las principales fuentes de estos contaminantes son:
- Aguas domésticas e industriales
- Materiales sólidos erosionables de la cuenca urbana
- Deposiciones atmosféricas en tiempo seco.
Los efectos de una elevada concentración de sólidos en suspensión el agua de escorrentía sobre el medio receptor son:
- Un incremento de la turbidez reduciendo el paso de la luz y alterando el desarrollo de la vegetación (algas)
- La acumulación de fangos en zonas de fondo, lo que altera la morfología de los cauces
- Afectaciones a la fauna y alteraciones estéticas del medio.
Materia orgánica
Se compone de proteínas, carbohidratos, aceites y grasas, que son elementos naturales, pero también por componentes sintéticos como detergentes, pesticidas y disolventes orgánicos. ). Su aparición en el agua provoca serios problemas al hacer desaparecer el oxígeno en el medio receptor, lo que provoca la muerte de la fauna. Además da color, sabor y olor al agua, cuando no debiera tenerlos y provoca la aparición de trihalometanos, sustancias con una elevada toxicidad. Para medir su cantidad en las aguas se usa la DBO (demanda bioquímica de oxígeno) o DQO (demanda química de oxígeno).
Elementos patógenos
Microorganismos y virus procedentes de los deshechos de aves y animales domésticos que se acumulan en zonas impermeables. Los patógenos provocan la insalubridad de las aguas que los contienen y aumentan la probabilidad de transmisión de enfermedades.
Nutrientes
Se consideran nutrientes al fósforo, al nitrógeno y a sus compuestos derivados. Su problemática se debe a que producen problemas de eutrofización (aumento de la turbidez, proliferación de algas, grandes variaciones de oxígeno disuelto entre el día y la noche, aparición de compuestos tóxicos….).
Metales pesados
Su principal característica es su elevada toxicidad sobre microorganismos, plantas y animales, incluido el ser humano. Las concentraciones presentes de este tipo de metales en las aguas de escorrentía son muy variables, dependen de los usos del suelo en la cuenca urbana, de la densidad del tráfico y de las emisiones de industrias cercanas. Los metales pesados considerados más problemáticos en las aguas de escorrentía son: As, Hg, Bo, Cu, Pb, Cd, Ni, Cr y Zn, que además son altamente tóxicos. Igualmente puede haber presentes otros metales como el Fe y Mn, no tan tóxicos pero con efectos también indeseables.
Otros compuestos tóxicos
Compuestos plásticos, compuestos aromáticos derivados del benzeno, herbicidas, cloruros, hidrocarburos (gasolinas y otros derivados del petróleo)….
Concentraciones medias de los principales contaminantes de aguas de escorrentía urbana:
Fuente: U.S. Environmental Protection Agency. (1983). Results of the Nationwide Urban Runoff Program (NURP), Vol. 1, NTIS PB 84-185552), Water Planning Division, Washington, DC
Una de las características más importantes de los SUDS y su principal diferencia con los sistemas de drenaje urbano convencionales, es la capacidad que tienen para retener y/o eliminar contaminantes de las aguas de escorrentía urbana. En el siguiente post hablaremos de las formas que tienen las diferentes técnicas de drenaje urbano sostenible para mejorar la calidad de las aguas.
Autora: Ana Abellán
Tengo una consulta, no debería la lluvia de primer lavado ser eliminada? Es decir, entiendo que los SUDS son capaces de mejorar la calidad del agua que llega a ellos por escorrentía, sin embargo, la lluvia de primer lavado podría considerarse tanto o más contaminante que el agua residual, así que debería ser enviada a la planta de tratamiento del sistema de alcantarillado sanitario. No estoy muy segura de que los SUDS por si solos sean tan eficientes como para remover los contaminantes que podría arrastrar la lluvia de primer lavado
Para que los sistemas sean realmente eficaces es recomendable que las técnicas trabajen en cadena (empezando por las no estructurales como la limpieza viaria), y que a ser posible antes de la entrada a técnicas locales como áreas de biorretencion, haya un pretratamiento. Lo que el drenaje urbano sostenible intenta evitar es la acumulación de contaminantes en la escorrentía para prevenir el denominado first flush .