Hace unos meses, el Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), The Nature Conservancy, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y sus Recursos (UICN), publicaron una más que interesante guía para la gestión del agua mediante el empleo de Infraestructuras Verdes: Green infrastructure. Guide for water management. Ecosystem-based management approaches for water-related infrastructure projects.
Esta guía aborda una de las principales barreras para la adopción de soluciones procedentes de infraestructuras verdes: la falta general de conocimiento de las soluciones y sus beneficios. Presenta casos de con ejemplos e incluye una descripción de la metodología para la evaluación de opciones de gestión del agua formada por una serie de medidas relativas a la definición de los objetivos de desarrollo, la especificación de las carteras de inversión, el modelado de los resultados ambientales y la evaluación económica, el análisis de costes y beneficios, así como los riesgos y el análisis de incertidumbre.
En esta guía también viene una tabla, que os mostramos a continuación dividida en diferentes apartados, en la que aparecen las correspondencias en empleo entre las infraestructuras verdes y las convencionalmente (denominadas como grises en la guía).

Principal servicio a proporcionar en la gestión del agua

1- Regulación del abastecimiento de agua, incluyendo mitigación de los efectos de la sequía

2- Regulación de la calidad del agua: Purificación del agua

3-Regulación de la calidad del agua:Control de la erosión

4-Regulación de la calidad del agua: Control biológico

5-Regulación de la calidad del agua:  Control de la temperatura del agua

6- Moderación de eventos extremos (inundaciones): Control de inundaciones fluviales

7- Moderación de eventos extremos (inundaciones): Escorrentía superficial urbana

8- Moderación de eventos extremos (inundaciones): Control de inundaciones costeras (de tormenta)

Fuente:Green Infrastructure solutions for water resources management

Algunas de las formas en las que se puede mejorar el tratamiento de la cantidad y de la calidad de las aguas de escorrentía urbana, son:

Control del planeamiento urbanístico

Prevenir los problemas es mucho más eficiente y rentable que intentar corregirlos después. Bajo esa máxima ha de funcionar el planeamiento urbanístico, que debe incluir las medidas necesarias para evitar futuros problemas relacionados con la escorrentía urbana.

Todos los nuevos planes de desarrollo (creación de nuevos centros comerciales, parques industriales, bloques de oficinas o de viviendas) y los de reurbanización deben incorporar un sistema integral de la gestión de las aguas de escorrentía urbana. Para ello es recomendable seguir los siguientes principios:

• Cada porción de terreno es parte de una cuenca más grande que ha de tenerse en cuenta en la planificación, ya que una gestión individual de una urbanización puede tener consecuencias negativas en otra situada aguas abajo. Es por ello que la cuenca ha de verse como un ente global en el desarrollo urbanístico.
• El sistema de gestión de la escorrentía urbana debería imitar y utilizar las características y funciones de la escorrentía que se produce en el medio natural, que generalmente está libre de costes y mantenimiento. Cada lugar posee unas características naturales que contribuyen a la gestión de la escorrentía en las condiciones ya existentes. Esas características pueden ser cauces de drenaje natural, depresiones en la superficie, humedales, suelos altamente permeables, vegetación y demás elementos que facilitan la infiltración y pueden ayudar a controlar la velocidad de la escorrentía, prolongar el tiempo de concentración, filtrar sedimentos y otros contaminantes y reciclar nutrientes. Y es recomendable que se mantengan en la medida de lo posible en los planes de desarrollo urbanístico.
• Cada plan de desarrollo debe mapear e identificar cuidadosamente todo el sistema natural existente. Y emplear técnicas de ingeniería que se asemejen a lo que hay en el medio para preservar y realzar las características y procesos del lugar, maximizando los beneficios económicos y ambientales. Esto es especialmente efectivo cuando los sistemas de gestión de la escorrentía están integrados en el paisaje. La ingeniería debe emplearse para mejorar la eficacia de los sistemas naturales, en vez de negarla, reemplazarla o ignorarla. 

Crecimiento controlado de las ciudades

El crecimiento controlado consiste en poner control sobre el uso de la tierra a través de mecanismos tales como la planificación y las ordenanzas municipales. Los gobiernos locales pueden utilizar estos mecanismos para proteger las zonas más sensibles al desarrollo y localizarlo en aquellas zonas mejor adaptadas para el crecimiento donde es más fácil controlar los impactos asociados con la escorrentía. El control del crecimiento puede ser un proceso complejo y debe equilibrar una serie de elementos integrantes del municipio de muy diferente naturaleza, tales como las escuelas, los hospitales y las estaciones de bomberos; los aspectos económicos, las leyes locales y las ordenanzas; los efectos secundarios del crecimiento tales como el aumento del tráfico y las concentraciones de la población en ciertas áreas; y la disponibilidad de los servicios públicos como el servicio de agua potable y el tratamiento de aguas residuales. Pero con una planificación cuidadosa y estudiada, el crecimiento controlado puede ayudar a reducir los impactos asociados con el desarrollo de un área.

Formación de los técnicos municipales y proyectistas

La formación y divulgación en temas de drenaje urbano sostenible es muy importante. Especialmente entre los planificadores municipales y los proyectistas, ya que si no conocen las técnicas existentes, no las van a priorizar a la hora de hacer la planificación urbanística ni las van a implantar cuando haya que crear nuevos sistemas de drenaje. En países como Reino Unido hay varias universidades, asociaciones y organizaciones que preparan a los técnicos y trabajadores municipales mediante cursos, conferencias y charlas. 

Minimizar las áreas impermeables y reducir la compactación del suelo

Minimizando la cantidad de superficies impermeables que se generan en cada nueva ampliación urbanística, se puede reducir considerablemente el volumen de escorrentía urbana. Existen muchas formas para reducir las superficies impermeables, como serían éstas propuestas por la EPA:

• Limitar el número, longitud y radio de los callejones (cul de sac)
• Promover la implantación de pavimentos permeables en las nuevas calles
• Reducir el ancho en las nuevas calles proyectadas
• Colocación de aceras solamente en un lado de la calle

Pero aunque las nuevas zonas urbanizadas no se impermeabilicen, las ciudades ya tienen la mayor parte del suelo que ocupan impermeable. Para limitar los impactos asociados a la escorrentía de estas superficies, es importante restringir la cantidad de áreas directamente conectadas a la red convencional de drenaje. Esto se puede conseguir facilitando la retención in situ (por ejemplo, en azoteas) para no colapsar la red y controlar mejor las concentraciones de contaminantes. Una parte de esas superficies la suelen ocupar los parkings al, donde podrían optimizarse el espacio de las plazas y fomentarse su uso compartido.

Minimizar los solares con suelo degradado/malas hierbas

En las ciudades encontramos áreas como los solares, con suelos degradados y poca vegetación. Estos suelos poco cubiertos son susceptibles de sufrir erosiones durante los procesos tormentosos, lo que conlleva el arrastre por la escorrentía de elevadas cantidades de sedimentos. O sea, la contaminación del agua por la presencia de altas concentraciones de sólidos en suspensión.

Para evitar esta contaminación es recomendable reducir las áreas de este tipo de suelos. Una forma sería cubriéndolos con vegetación. La vegetación ayuda a estabilizar el suelo y a prevenir la separación y el transporte de partículas por el agua. También sería recomendable no crear nuevos espacios de este tipo de forma innecesaria, dejar las áreas naturalmente vegetadas hasta el momento previo a la construcción. No hacerlo con antelación de meses o años en previsión de una posible, pero no segura, urbanización. 

Otras técnicas no estructurales relacionadas con el desarrollo de las ciudades:

Protección de las áreas sensibles

Protegiendo las zonas más sensibles se impide que ahí se viertan aguas contaminadas o en todo caso, que previamente al vertido, haya que tratarlas para mejorar su calidad.

Potenciar el retardo del hidrograma con retenciones en las azoteas

Este punto es un tanto conflictivo, ya que depende de la correcta estructura y aguante del edificio. Si se permite que se acumule agua en las azoteas durante el episodio pluviométrico antes de incorporarla a la red, impediremos que se una a la escorrentía superficial, evitando el colapso del alcantarillado por sobrecarga.

Vigilancia para evitar los vertidos ilegales

Muchas veces la contaminación que llevan las aguas urbanas procede de industrias que vierten de forma ilegal sus aguas altamente contaminadas a la red sin tratar previamente. Por ello es necesario establecer un control para que esto no ocurra, visitando posibles focos de contaminación, implantando un sistema de recogida de residuos y, en algunos casos, estableciendo sanciones.

 Autora: Ana Abellán

Prácticas de mantenimiento urbano

En los programas de mantenimiento rutinarios de la ciudad son necesarias incluir unas pautas para reducir la contribución de contaminantes desde el paisaje urbano al medio natural y para asegurar que los sistemas de recogida y tratamiento del agua de escorrentía están funcionando con la carga contaminante para la que fueron diseñados.

Las principales prácticas de mantenimiento urbano relacionadas directamente con la eliminación de contaminantes de la calle antes de su entrada al caudal de escorrentía son:

Limpieza de imbornales y arquetas de recogida directa de pluviales

En las arquetas situadas bajo los imbornales naturalmente se acumulan sedimentos y restos, como hojas secas o tierra arrastrada desde zonas ajardinadas. Con el fin de asegurar su eficacia constante, estas arquetas deben limpiarse periódicamente, de manera manual o mecanizada.

Limpieza de calles y parkings

En las calles y estacionamientos se pueden acumular grandes cantidades de contaminantes que serán lavados durante los eventos pluviométricos. Estos espacios conforman una fracción significativa de la superficie impermeable total dentro de una cuenca urbana, que además está directamente conectada al sistema de drenaje. Por lo que los contaminantes ahí acumulados pasan rápidamente a la red de alcantarillado, y de ahí, muchas veces de forma directa, a la masa de agua de vertido. Con una limpieza periódica, consistentemente en barrer calles y zonas de aparcamiento, se retira del medio gran parte de la carga contaminante. La regularidad de la limpieza generalmente la fija la entidad administrativa local y sería recomendable que en el establecimiento de la frecuencia, además de requisitos estéticos, se tuvieran en cuenta consideraciones relacionadas con la calidad del agua de escorrentía. 

Retirada de nieve de las vías

En las regiones frías, los procedimientos de manipulación de nieve demandan importantes esfuerzos por parte de las autoridades. La gestión de la nieve incluye medidas de diferente naturaleza (recogida directa o promover el derretimiento con sal), necesarias para lo vehículos se puedan desplazar de forma segura. Pero estas medidas, además de caras, pueden tener un efecto perjudicial sobre el medio ambiente. Uno de los procedimientos generales para retirar la nieve de las vías públicas es aplicar grandes cantidades de arena, sal o cenizas de carbón. Pero con el derretimiento de la nieve, gran parte de estos materiales son arrastrados hacia la red de drenaje y de ahí pasan al medio, donde pueden tener efectos muy negativos. El agua cargada de cloruros puede infiltrarse en acuíferos o acabar en estanques o humedales donde además de una contaminación directa, pueden, por intercambio iónico con los sedimentos, liberar otros elementos contaminantes.  Además, las sales empleadas pueden contener cianuro, que tiene toxicidad aguda o crónica sobre los organismos acuáticos.

El impacto ambiental de las medidas para gestionar la nieve dependerá de la estrategia empleada para su eliminación y de si la nieve y sus contaminantes asociados son transportados a un depósito para su tratamiento o se dejan sobre el suelo o que vayan a parar directamente a una masa de agua. Los beneficios que se deriven del uso de sal en el mantenimiento de carreteras de invierno necesitan ser sopesados junto con los costes ambientales asociados.

Como alternativa descongelante se pueden usar otro tipo de productos, tales como acetatos, o residuos agrícolas.

Gestión de la vegetación

Se basa principalmente en el cuidado de parques y jardines (públicos y privados) y en la eliminación de malezas en las superficies pavimentadas dentro de las zonas urbanas. Para esta gestión de la vegetación urbana, las autoridades locales (y en algunos casos particulares) se sirven de herbicidas, pesticidas y fertilizantes.

Uso de plaguicidas y herbicidas

La retirada de malezas de las calles  es necesaria para prevenir daños estructurales, para mantener la seguridad en la conducción y por requisitos estéticos. Se suelen usar herbicidas para eliminar esta vegetación indeseada, pero tienen un problema, son altamente contaminantes. Otros compuestos altamente contaminantes son los plaguicidas empleados en la eliminación de parásitos y enfermedades de las plantas ornamentales de parques y jardines. Los herbicidas y plaguicidas que suelen emplearse son compuestos químicos con una elevada toxicidad que producen una grave degradación de los medios acuáticos donde acaban yendo a parar tras un episodio pluviométrico. Para evitar esto pueden utilizarse técnicas alternativas, existen medios más naturales o compuestos que se degradan con más rapidez que evitarían daños en el medio natural.

La utilización de fertilizantes

Los fertilizantes se usan para favorecer el crecimiento de la vegetación presente en el césped residencial, los jardines, los árboles que decoran las aceras, bulevares,… Los principales componentes de los fertilizantes, fósforo y nitrógeno, son los causantes de la eutrofización en las masas de agua. Ya que una cantidad significativa de estos nutrientes acaban en la escorrentía urbana por una aplicación indebida (uso excesivo), sería recomendable que desde la administración pública se realizar campañas para enseñar cómo aplicarlos correctamente tanto entre los trabajadores municipales como entre los particulares que se ocupen del cuidado y el mantenimiento de zonas verdes.

 Autora: Ana Abellán

El post de hoy tratará de aquellas medidas relacionadas con la Concienciación Ciudadana. La concienciación ciudadana puede ser un medio eficaz de reducir las cantidades de contaminación que llegan a los medios receptores (ríos, lagos, mares…). No siempre sabemos que la combinación de algunas de nuestras acciones pueden causar problemas de contaminación en las aguas de escorrentía, por ello sería conveniente que desde la administración se promovieran campañas para concienciar a los habitantes de una ciudad de cómo pueden hacer para mejorar la calidad de las aguas de escorrentía urbana.

¿Qué medidas puede tomar el ciudadano en la gestión de la calidad de la escorrentía?

Compromiso general de la ciudadanía

Uno de los principales problemas asociados a la identificación y control de la contaminación procedente de fuentes difusas es que el ciudadano desconoce generalmente estas fuentes y las medidas de control de la contaminación que producen. La transmisión de la información es una necesidad crítica en la mayoría de los programas de gestión de la escorrentía local. En dicha información debe incluirse una explicación sobre las fuentes difusas de contaminación, las medidas de control disponibles y los pasos que ciudadanos, empresarios e industriales pueden seguir para reducir los impactos de sus actividades. Esto puede ayudar a aumentar la concienciación pública sobre la necesidad de controlar la contaminación. Algunas de las técnicas disponibles para proporcionar materiales educativos al público incluirían la divulgación por medios de comunicación (radio, televisión e internet), la distribución de folletos y boletines informativos de la comunidad, la realización de talleres y seminarios, etc.

Recogida y reutilización del agua de lluvia

El agua de lluvia que cae sobre los tejados de las casas puede ser reutilizada puede tener una gran variedad de aplicaciones como por ejemplo, el riego del  jardín o de las plantas de la casa, la limpieza de la casa (fregar suelos), lavar el coche e incluso su eso en las descargas de la cisterna. Según el trabajo “Report 5.1. Review of the Use of stormwater BMPs in Europe” de Daywater dependiendo de las precipitaciones anuales de la localización, agua de lluvia podría cubrir amplio porcentaje (entre el 50% y el 80%) de alguno de los consumos típicos del hogar. Además también se está investigando el uso directo del agua de precipitación recogida para otros usos como : el aire acondicionado, la calefacción, la lucha contra incendios, en piscinas, lavadoras,……Con lo que hay que tener especial cuidado en con la ingesta de esta agua, ya que según el informe anteriormente mencionado, en algunas zonas puede contener contaminantes arrastrados desde la atmósfera.

No depositar basura directamente en las calles

En muchas ocasiones las aguas de escorrentía van directamente al medio receptor, una masa de agua cercana, sin pasar por ningún tipo de tratamiento. Por ello hay que concienciar a la ciudadanía para que no depositen basuras o cualquier tipo de elemento en las calles en momentos en los que se está produciendo o se va a producir un evento pluviométrico, ya que pueden ir a parar directamente a la masa de agua, contaminándola.

Correcta eliminación de sustancias peligrosas domésticas

Con frecuencia usamos y desechamos una gran variedad de materiales y productos químicos peligrosos por desconocimiento. Pinturas, disolventes, productos de limpieza agresivos, conservantes de la madera, selladoras y una diversidad de otros muchos productos químicos domésticos se pueden encontrar en el camino de las agua de escorrentía si se usan, almacenan, o desechan incorrectamente.

Una posible solución para evita este contacto sería una buena educación sobre el uso de estos contaminantes y contar con un programa de recolección de residuos peligrosos del hogar. Esto ayudaría a reducir las cantidades de estos materiales que entran en la escorrentía de las aguas superficiales.

Retirada de los desechos de las mascotas

Actualmente está prohibido dejar las defecaciones de las mascotas sobre aceras o calzadas, pero aún así muchas veces nos los encontramos cuando paseamos por la calle. Los desechos animales no sólo suponen una incomodidad si son pisados. Son fuente de bacterias, nutrientes y materia orgánica, sustancias contaminantes en la escorrentía urbana.

Así que es necesaria una educación comunitaria sobre los impactos asociados con estos residuos procedentes de las mascotas. Un método útil de control, que ya se encuentra en algunas ciudades, sería que la comunidad proporcionara unos receptáculos para los desechos de los animales domésticos en parques y otras áreas públicas donde los dueños de mascotas puedan depositar los excrementos de sus animales domésticos.

Gestión adecuada de los residuos del jardín

Los deshechos procedentes de los jardines públicos y particulares, como por ejemplo los recortes de césped, las hojas secas o los restos de poda requieren una gestión adecuada con el fin de reducir cualquier posible impacto en las aguas de escorrentía que se vierten directamente al medio. Si estos restos acaban en las rápidamente se descomponen y liberan nutrientes pudiendo producir eutrofización en el medo receptor. Este problema puede controlarse favoreciendo el compostaje de estos elementos o que la administración ayude en la recogida y retirada en el caso de jardines particulares que no realicen compostaje.

Cuidado de coches, motos y demás vehículos que use carburantes

Las fugas de líquidos de vehículos, no sólo de combustibles, sino además de otros como el aceite del motor o el anticongelante pueden causar un impacto significativo en el agua. Para reducirlo, pueden usarse las siguientes prácticas:

• Limpiar derrames y fugas utilizando un absorbente seco y desechar apropiadamente como residuo sólido.
• Lavar del coche lejos de imbornales usando productos de limpieza biodegradables, o en hacerlo en una lavadero de autos;
• Todos los líquidos del vehículos sobrantes, deben ser eliminados apropiadamente;
• Todas las fugas deben repararse tan pronto como sea posible para reducir la entrada de elementos contaminantes en el medio ambiente.

Estas tácticas para evitar que la contaminación llegue a la escorrentía urbana afectan principalmente al ciudadano en su rutina habitual, aunque también son aplicables a comerciantes y personal de la pequeña industria que hay dentro del espacio urbano.

En el siguiente post se tratarán las medidas no estructurales relacionadas con las labores de mantenimiento de la ciudad.

 Autora: Ana Abellán

En este post mostramos unas tablas-resumen elaboradas por DayWater (grupo de investigación dedicado a temas del agua incluido dentro del Quinto Programa Marco de Investigación y Desarrollo Tecnológico de la Unión Europea) con los principales parámetros y eficiencias de eliminación de contaminantes de algunas de las técnicas de drenaje urbano sostenible más relevantes.

Asfalto poroso

Pueden funcionar durante 10 años sin mantenimiento, aunque están sujetos a posibles obstrucciones. La regeneración de la superficie se puede lograr por chorros de aire o agua a alta presión y/o por aspiración.

Cunetas verdes

Las partículas con tamaño >25 μm son las mayor eliminadas; disminución exponencial de la eliminación de contaminantes observados con el aumento de longitud de cuneta.

Drenes filtrantes

Las eficiencias de este sistema varían en función de las características de las tormentas y los factores estacionales.

Estanques de detención

Estos sistemas se diseñan para almacenar agua por un tiempo limitado tras el proceso de precipitación. Durante el pico del flujo se puede dar un re-arrastre de sólidos en suspensión. El uso conjunto de sistemas de tratamiento como separadores de hidrocarburos o cámaras de sedimentación mejora la eficiencia de la eliminación de los contaminantes.

Estanques de detención extendidos

Las aguas pluviales pueden ser retenidas hasta 48 horas mientras que en los estanques de detención normales sólo pueden hacerlo dos horas.

Estanques de infiltración

Los medios permeables utilizados para la infiltración son gravas, gravilla,  arenas, limos arenosos o suelos naturales con alta porosidad. La mayoría de los contaminantes son retenidos a una profundidad de 50 cm por debajo de la superficie del estanque; acumulado lodos tóxicos pueden ser retirados.

Estanques de Retención

Estanques en los que los tiempos de retención han de ser de al menos 24 horas. Las eficiencias de eliminación a menudo se refieren a la capacidad de almacenamiento de los contaminantes. La acumulación de los mismos puede producir sedimentos altamente contaminados.

Franjas filtrantes

Se consiguen óptimas tasas de eliminación con longitudes en pendiente de entre 18 a 25 metros. La tasa de eliminación de contaminantes está influenciada por  la densidad y la altura de la hierba.

Lagunaje

Las eficiencias de eliminación de contaminantes conseguidas son relativamente altas.

Pavimento poroso

Las instalaciones con estructuras de depósito son normalmente capaces de reducciones del 50% en los volúmenes de escurrimiento (puede ser tan alta como 95%); ofrece potencial para la degradación microbiana cuando hay nutrientes suficientes.

Pozos de infiltración

Por lo general, las concentraciones máximas de contaminantes se dan en una capa del suelo de 40-50 cm por debajo del pozo de infiltración, pero existe riesgo de contaminación de las aguas subterráneas cuando  los contaminantes sean muy solubles y cuando se alcancen condiciones de suelos muy saturados en contaminantes.

Zanjas de infiltración

Hay pocos datos de eliminación de contaminantes. La obstrucción del sistema por los aceites de escorrentía contenidos puede ser un problema.

Nota:

• DBO: Demanda Biológica de Oxígeno
• DQO: Demanda Químiica de Oxígeno
• PAHs: Siglas en inglés de Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos
• TSS: Sólidos suspendidos totales

Autora: Ana Abellán

La eliminación de los contaminantes por las técnicas de drenaje sostenible resulta de una compleja combinación entre agentes biológicos, químicos y físicos.

Los principales procesos de eliminación de contaminantes en aguas de escorrentía urbana mediante SUDS son:

Fuente: Middlesex University (2003).

K_d: Coeficiente de adsorción, partición de una sustancia en equilibrio entre la fase sólida y la disuelta.

K_h = Constante de la ley de Henry (relación que a una temperatura constante de la masa de gas disuelto en un líquido en equilibrio es proporcional a la presión parcial del gas).

K_ow = Coeficiente de partición agua/octanol, medida del potencial de los compuestos orgánicos que se acumulan en los lípidos = relación de la concentración de un contaminante en octanol y en el agua en el equilibrio.

Breve resumen de los procesos de eliminación de contaminantes

A continuación se describen algunos de los mecanismos causantes de la eliminación de los contaminantes que tienen lugar en los SDUS:

Adsorción:

En este proceso, átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material. La sustancia que se concentra en la superficie o se adsorbe se llama “adsorbato” y el material en cuya superficie se acopla la sustancia se llama “adsorbente”.

El adsorbato, en las aguas de escorrentía urbana, son algunos de los contaminantes contenidos la misma y el adsorbente será, entre otros, la superficie de los sólidos en suspensión, los microorganismos presentes, la vegetación, un medio poroso por el que circula el agua, etc…. Puede un proceso físico, uno químico o, como es el caso más común, una combinación de ambos.

Ejemplo de sistemas de drenaje urbano sostenible en los que tiene lugar este proceso serían los pavimentos porosos y cunetas verdes.

Sedimentación:

Proceso por el cual el material sólido transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo del río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin.

Los materiales sólidos en suspensión transportados en la escorrentía sedimentan al disminuir la velocidad del agua cuando entra en los sistemas de drenaje sostenible.

En los sistemas de drenaje convencionales existen altas velocidades de circulación del agua, por lo que los contaminantes en suspensión son arrastrados hasta los cauces o costas donde vierten. También puede ocurrir que las aguas de escorrentía urbanas sean dirigidas hacia una estación de tratamiento, en ese caso los sólidos arrastrados aumentan la carga a tratar, acrecentando los costes del proceso.

La sedimentación es uno de los mecanismos de descontaminación fundamentales de los SDUS. Ya que una elevada fracción de los contaminantes están ligados a fracciones de sedimento, su eliminación repercute en una reducción importante de los contaminantes que lleva asociados.

Ejemplos de técnicas donde se produce este proceso son las cunetas verdes y los depósitos de detención.

Filtración/Biofiltración:

La filtración puede referirse tanto a la física de tamizado de aguas pluviales al pasar a través de un medio poroso, como el pavimento permeable, como a la biológica o biofiltración del agua a su paso por la vegetación. El primer proceso atrapa directamente a las partículas contaminantes, aumentando las posibilidades de sedimentación mediante la reducción de la tasa de flujo.

La eficacia de la filtración depende del tamaño de los poros del material seleccionado o sustrato. Cuanto menor sea el tamaño de los poros, mayor será el grado de retención de partículas, pero también mayor la probabilidad de obstrucción del medio.

La eficiencia de la biofiltración dependerá de la densidad de la vegetación. La reducción de la velocidad del flujo se incrementa con el aumento en la densidad de la vegetación. Sin embargo, a velocidades de flujo superior a 2 m/s, el potencial de filtración disminuye sustancialmente.

Este proceso se da, entre otras técnicas, en los pavimentos permeables y en las franjas de filtración.

Biodegradación:

Los microorganismos (bacterias aeróbicas, anaeróbicas y hongos), participan en muchos procesos de eliminación de contaminantes importantes, como son:

• La descomposición de materia orgánica
• La nitrificación,
• La desnitrificación
• La precipitación
• La sustracción de metales

La presencia de condiciones aeróbicas y anaeróbicas en los SDUS aumenta el potencial para el establecimiento de diversas clases de asociaciones microbianas. Esto incrementa la eficacia de la eliminación de los contaminantes.

La degradación microbiana puede ser cuantificada mediante las tasas de biodegradación (expresada como vida media) o más general, se considera a través de señalar la presencia o ausencia de zonas aerobias y anaerobias en un SDUS.

Uno de los sistemas de drenaje sostenible donde aparece este proceso es en los humedales artificiales.

Volatilización:

Todos los sólidos y líquidos producen vapores a través de un proceso conocido como la volatilización. La cantidad de una sustancia que puede ser volatilizada depende de su presión de vapor (a presiones de vapor altas, mayor potencial para ser volatilizada). Esto también se ve influenciado por las condiciones locales de temperatura y viento.

La volatilización tiende a ser un proceso más importante en la eliminación de sustancias orgánicas que de inorgánicas. La volatilidad de una sustancia puede ser cuantificada mediante el uso de la ley de Henry. Y para que se produzca se necesita de un contacto entre la partícula y aire. Por tanto sólo se producirá en aquellos sistemas en los que la lámina de agua se mantenga en contacto con la atmósfera, tal que ocurre en humedales o en estanques superficiales.

Precipitación:

La formación de precipitados insolubles seguido de su deposición es un importante mecanismo de remoción de contaminantes. Tanto directamente a través del proceso de precipitación en sí, como indirectamente a través de una previa adsorción de los componentes solubles y posterior deposición fuera ya de la columna de agua.

La precipitación varía con factores tales como el pH, la dureza del agua y la presencia de iones de la competencia. En ocasiones da lugar a la formación de complejos orgánicos y quelatos con metales pesados.

Este proceso se da, por ejemplo, en los depósitos de detención.

Fotólisis:

La fotólisis implica una reacción química iniciada por la exposición de una sustancia a la luz y por lo tanto es un proceso más importante en la degradación de los contaminantes atmosféricos que los que se encuentran en el agua.

Sin embargo, la fotólisis puede ser significativa en la eliminación de contaminantes localizados en las capas superficiales de una masa de agua, como ocurre en humedales y estanques.

Retención vegetal/Bioacumulación:

La cantidad de una sustancia química que está potencialmente disponible para la interacción biológica es la fracción biodisponible. El proceso de la incorporación de esta fracción biodisponible a los seres vivos es el denominado como bioacumulación.

Las plantas son capaces de bioacumular una serie de compuestos tales como metales pesados y otros contaminantes, además de los nutrientes necesarios para su crecimiento, nitrógeno y fósforo que también son responsables de problemas de eutrofización.

El tiempo de contacto entre la vegetación y el contaminante es un factor importante, cuanto mayor es, más son las sustancias bioacumuladas.

Las raíces y los rizomas son las principales áreas de almacenamiento en plantas y en menor cantidad, las hojas. Para que la captación de contaminantes ocurra, las plantas deben estar en crecimiento activo.

La bioacumulación se produce en todas aquellas técnicas que implican una presencia de plantas, como las áreas de biorretención, las cunetas verdes o los humedales artificiales.

La presencia de estos procesos químico-físicos-biológicos dentro de los SUDS es lo que le confiere a estos sistemas una gran ventaja respecto a los de drenaje convencional. Ya que además del control de escorrentía permiten controlar y mejorar la calidad de las aguas de escorrentía urbana.

  Autora: Ana Abellán

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