Sobre SUSTAIN (Sistema para el tratamiento y el análisis integrado de las aguas pluviales urbanas)

Otra de las herramientas creadas por la EPA, y que engloba a la vista la semana pasada, es SUSTAIN, System for Urban Stormwater Treatment and Analysis Integration (Sistema para el tratamiento y el análisis integrado de las aguas pluviales urbanas)

Se trata de un conjunto de aplicaciones que ayudan a conocer el tipo y la cantidad de SUDS a emplear, su eficacia en la reducción de la escorrentía y de contaminantes y cuales serían los más rentables en cada caso.

Las aplicaciones que tiene esta herramienta son:

  • Implementación de planes de calidad del agua de escorrentía
  • Identificar las mejores prácticas de gestión para lograr reducciones de contaminantes tras una tormenta en una red municipal de alcantarillado separativa
  • Determinar estrategias de infraestructuras verdes óptimas para reducir el volumen y el caudal pico en los sistemas de alcantarillado unitarios
  • Evaluar los beneficios de la implementación de SUDS distribuiidos por el municipio
  • Desarrollo de un plan de instalación gradual de SUDS teniendo en cuenta una la curva de coste-efectividad

diagrama conceptual

SUSTAIN se compone de siete módulos diferenciados que se integran bajo una plataforma común de ArcGIS. Realiza modelaciones hidrológicas y de calidad del agua en las cuencas urbanas, buscando soluciones de óptima gestión a escala múltiple para lograr objetivos de calidad basados en la rentabilidad.Los módulos son:

1. La estructura o marco de gestión, sirve como el centro de acción de SUSTAIN. Gestiona los intercambios de datos entre los componentes del sistema y coordina entradas externas, coordina varios componentes de modelado (como pueden ser el terreno, el transporte de agua, los SUDS….) y proporciona la información de salida al postprocesador.

2. La herramienta de instalación de BMP (Best Management Practice), donde se incluyen los SUDS- Soporte con la selección de los lugares favorables para las BMPs estructurales más comunes que cumplen los criterios de idoneidad del sitio definido, tales como son el área de drenaje, la pendiente, el tipo de suelo hidrológico, el nivel piezométrico, o la localización de carreteras, edificios, y cauces naturales. SUSTAIN clasifica las BMP de dos formas diferentes, una basada en la escala (en función del tamaño del área de aplicación) y otra en función geométrica. Así distingue:

  • De tipo puntual, prácticas que capturan de drenaje aguas arriba en un lugar específico y pueden utilizar una combinación de detención, infiltración, evaporación, solución y transformación para gestionar el flujo de y eliminar los contaminantes. Ejemplos serían: los humedales artificales, los estanques de infiltración,, las áreas de biorretención, los filtros de arena superficiales, los depósitos de lluvia, los estanques secos y húmedos.
  • De tipo lineal, estrechas formas lineales adyacentes a los canales de flujo que proporcionan filtración de escorrentía, absorción de nutrientes y otros beneficios secundarios asociados a los hábitats de vida silvestre y a su valor estético. Ejemplos: Cunetas verdes, zanjas de infiltración, filtros de arena no superficiales y franjas filtrantes.
  • De tipo área, prácticas de gestión que afectan a la zona impermeable, a la cubierta del terreno y a la entrada de contaminantes. Ejemplos: Cubiertas verdes y pavimentos permeables.

3. Módulo de simulación terrestre – Calcula la escorrentía y la carga contaminante de la siguiente manera:

  • Los hidrogramas y polutogramas los estima usando algoritmos adaptados del modelo SWMM versión 5
  • Los algoritmos para el cálculo del sedimento están adaptados del programa de simulación hidrológica – FORTRAN (HSPF).

Este módulo también comprende la importación de datos de series temporales generados externamente. 

4. Módulo de simulación de las BMP, es el que realiza la  simulación basándose en procesos de transporte de caudal y contaminantes para una amplia gama de SUDS estructurales. Su diseño permite añadir nuevas BMP y técnicas de simulación alternativas. Los procesos principales que comprende este módulo incluyen: el flujo de caudal, la infiltración, la evapotranspiración, el transporte y eliminación de contaminantes, evolución y captura de sedimentos.

Hay una opción de método de simulación por defecto para cada proceso. Sin embargo, los usuarios pueden seleccionar una segunda opción dependiendo de los datos disponibles y el nivel requerido de detalle preferido. Además de los procesos principales, se incluyen dos funcionalidades adicionales:

  • Estimación de costes de BMP – la base de datos de costo en SUSTAIN se expresa en términos de costos unitarios de los componentes individuales de la construcción de un BMP.
  • Agregación de BMPs distribuidos – el enfoque agregado de BMP permite a los usuarios a evaluar la efectividad de múltiples  BMP simultáneamente.

BMP Siting Tool Interface

5. Módulo de simulación de transporte – simula la distribución de caudal y contaminantes a través de un conducto. En SUSTAIN, los conductos son tubos o canales que transportan el agua desde un nodo a otro en una red de cuencas interconectadas. La forma transversal de un conducto se puede seleccionar de una variedad de geometrías estándar tanto abiertas como cerradas, además de poder introducir secciones transversales irregulares.

6. Módulo de optimización BMP, es el que identifica la rentabilidad de las localizaciones de las BMP las y selecciona estrategias basadas en una lista predeterminada de sitios factibles y aplicables para los tiferentes tipos y tamaños de SUDS. BMP y rangos de tamaño. Este módulo utiliza técnicas de optimización evolutivas para buscar BMPs rentables que cumplan con los criterios de decisión definidos por el usuario. Operacionalmente, el módulo de optimización incorpora un enfoque en niveles que permite la evaluación de la eficacia del coste de cuencas individuales o múltiples.

7. Postprocesador, utilizando Microsoft Excel, este módulo proporciona una ubicación centralizada en para analizar e interpretar resultados de simulación en múltiples ubicaciones y escenarios y con parámetros de interés. El postprocesador permite a los usuarios evaluar los resultados de la simulación que son muy variables en  magnitud, duración, intensidad, volumen de tratamiento, atenuación, y efectividad de remoción de contaminantes. Para ello emplea informes gráficos y tabulares específicos. 

4 thoughts on “Sobre SUSTAIN (Sistema para el tratamiento y el análisis integrado de las aguas pluviales urbanas)

    1. Gracias Volker,el programa te lo puedes descargar e instalar gratuitamente también, pero es más complejo que SWMM (emplea los algoritmos de cálculo de ese programa para las simulaciones hidrológicas/hidráulicas/calidad de la escorrentía). Lo que tienes que comprobar previamente es si tiene la versión ArcGis sobre la que trabaja el programa.
      Un saludo
      Ana

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *