293 depuradoras de aguas residuales en Cataluña en el año 1998

Jaume Molins i Duran*

Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Director del Àrea Tècnica de la Junta de Sanejament. Departament de Medi Ambient. Generalitat de Catalunya

Descriptores: Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient, Junta de Sanejament, Directiva 91/271, Programa de aguas residuales urbanas, Tratamientos terciarios. Eliminación de nutrientes, Gestión del fango de E.D.A.R.’s urbanas, Programa de tratamiento de los fangos de E.D.A.R., Valorización, Compostaje

Introducción

El gran crecimiento demográfico e industrial de las pasadas décadas comportó el aumento del consumo de agua, tanto doméstico como industrial. El aumento de las aguas residuales urbanas y el incremento de las aguas residuales de origen ganadero, junto con las repetidas épocas de sequía, deterioraron la calidad de las aguas catalanas y agravaron la necesidad de depurarlas.

En el año 1981 se crea la Junta de Sanejament y se articula la financiación del saneamiento de las aguas residuales de Cataluña. Los recursos se destinan tanto a la mejora, el mantenimiento y la explotación de las infraestructuras de saneamiento existentes, como a la construcción y la explotación de nuevas instalaciones. Una de las prioridades fue la mejora de la calidad de las aguas litorales mediante la construcción de emisarios submarinos. También se dio prioridad a la construcción de la red de colectores en alta como paso previo imprescindible para la construcción de las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas.

En el año 1991 se crea el Departament de Medi Ambient de la Generalitat de Catalunya y se le traspasa la Junta de Sanejament. También se publica la Directiva comunitaria 91/271 sobre el tratamiento y la depuración de las aguas residuales urbanas, con el año 2005 como fecha límite para su cumplimiento.

Este mismo año, la Junta de Sanejament pasa a ser empresa pública y se añade a sus funciones la redacción del Pla de Sanejament (La Ley 7/1994, de 8 de mayo, enmarca su redacción y aprobación). El nuevo plan hace un amplio análisis de los agentes contaminantes de las aguas, su prevención y las herramientas necesarias para minimizar sus efectos. El plan se desarrollará mediante programas según el origen de las fuentes contaminantes. Su principal objetivo es conseguir un nivel de calidad del agua, que asegure los usos definidos en él, antes del 31 de diciembre del año 2005.

En el plan se definen como zonas sensibles todos los cursos de aguas superficiales excepto los tramos bajos de los ríos Besòs y Llobregat, así como las dos bahías que limitan el delta del río Ebro. De acuerdo con lo establecido en la Directiva 91/271, en estas zonas se limitan los vertidos de nitrógeno y fósforo, para evitar la eutrofización de los embalses, de los lagos y de las bahías con poco intercambio de agua, y para restituir el carácter prepotable de las aguas superficiales.

El Parlament de Catalunya aprobó una proposición no de ley para adelantar el cumplimiento de la Directiva comunitaria al año 1998, en lo que se refiere al tratamiento secundario de las aguas residuales de los núcleos de más de 2.000 habitantes equivalentes. Eso equivale a depurar las aguas residuales de la población de derecho, las de la población estacional y las de la industria urbana antes del 31 de diciembre de 1998. Hay que tener en cuenta que el número de habitantes equivalentes a depurar es dos veces y media la población de derecho.

Programa, proyectos, obras

Uno de los programas que se incluye en el Pla de Sanejament es el programa de aguas residuales urbanas, que prevé que antes del 31 de diciembre de 1998 estarán en servicio cerca de 300 estaciones depuradoras que recogerán y tratarán las aguas residuales de los municipios con una población superior a los 2.000 habitantes, los municipios de especial interés turístico o paisajístico y aquellos que por sus vertidos producen un fuerte impacto en el medio receptor.

La Directiva 91/271 establece en la mayoría de los casos un nivel de tratamiento biológico de las aguas. En algunos sistemas donde hay grandes diferencias entre la población de derecho y la equivalente, es necesario un tratamiento anterior al biológico, a pesar del tratamiento previo exigido a las industrias para su conexión a los sistemas de saneamiento. La definición de la práctica totalidad de los cursos de agua superficiales como zonas sensibles obliga a añadir un tratamiento terciario de eliminación de nutrientes en un número elevado de instalaciones. En el cuadro 1 se reflejan el número de edar’s, los diferentes niveles de tratamiento, los caudales, la población de derecho y la equivalente a tratar en el año 1998 para el cumplimento de la Directiva.

Dentro de la planificación de infraestructuras también se han incluido los emisarios submarinos, necesarios cuando las aguas residuales son vertidas al mar, para asegurar una calidad óptima de las aguas de baño.

El estado de la depuración en el año 1991, en 1994 y la previsión para el año 1998 se reflejan en las figuras 2 y 3. El avanzado estado de ejecución de las instalaciones planificadas demuestra el fuerte empuje que se ha dado a la construcción de nuevos sistemas. En diciembre de 1994, en las poblaciones de más de 2.000 habitantes sólo faltaba por iniciar la construcción de 46 depuradoras. Se están construyendo 71 estaciones depuradoras de nueva planta, juntamente con la red aparejada de colectores en alta, y 17 ampliaciones y mejoras de las ya existentes.

El nivel de depuración por cuencas se muestra en las figuras 4 y 5. El Fluvià, el Foix, el Francolí, el Gaià, el Ter, la Muga, la Noguera Pallaresa, la Sénia, la Tordera, y las rieras de la Costa Brava tienen en servicio o en construcción más del 90% de las instalaciones previstas para el año 1998. Más del 85% de las instalaciones que depurarán el 80% de los caudales provenientes de los vertidos urbanos a cauce están en servicio o en construcción.

En cuanto a los vertidos al mar de aguas residuales urbanas sólo falta por iniciar el emisario submarino de la estación depuradora de El Prat de Llobregat, que ya está en fase de proyecto.

Hay que incidir en el especial interés dedicado a la mejora y a la adaptación de las instalaciones existentes en las nuevas directivas europeas, tanto en lo que se refiere al nivel de depuración como en lo relativo a la fiabilidad del tratamiento de las aguas, con el fin de que todas las instalaciones existentes estén en condiciones de verter las aguas cumpliendo las exigencias comunitarias.

En el proyecto de las instalaciones de saneamiento se tienen en cuenta los siguientes parámetros: la calidad de salida de las aguas, el nivel de tratamiento exigido, las oscilaciones de caudal y carga debidas a la estacionalidad y a la componente industrial, la climatología y la previsión de las futuras condiciones de explotación de cada municipio. Con el fin de simplificar la gestión y aprovechar los beneficios de la economía de escala se ha procurado recoger y depurar las aguas residuales de más de un municipio o núcleo urbano en un solo conjunto de instalaciones, que denominaremos sistema de saneamiento.

El tratamiento y la depuración de las aguas residuales se tiene que conseguir procurando el mínimo impacto ambiental y con la integración de las nuevas infraestructuras en el medio. También se debe procurar el equilibrio económico-financiero en lo que respecta a la primera inversión y en el posterior mantenimiento y explotación de las instalaciones.

En el estudio de cada estación depuradora se ha analizado el estado y las características de los vertidos de su cuenca vertiente, determinando a priori en qué casos estos vertidos pueden estar conectados al sistema, con un tratamiento previo si es necesario, y en qué casos se opta por una depuración en origen vertiendo directamente al cauce.

Una vez definidos los parámetros básicos de las aguas afluentes y las efluentes de la futura estación depuradora, se hace un estudio de las características geométricas y geotécnicas de los terrenos donde se puede ubicar, de los condicionantes impuestos por el entorno, del mantenimiento del equilibrio económico de la inversión y la explotación, y se procede a la definición del sistema de tratamiento y de la tipología básica de los elementos que integran las instalaciones.

Se ha redactado el «Pliego de bases técnicas generales para los proyectos de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas», con el objetivo de permitir establecer un nivel mínimo en la calidad de los materiales, dimensiones, equipos, instalaciones y sistemas constructivos de las diferentes unidades de obra. Se han elaborado también unas recomendaciones para el diseño de los edificios de las estaciones depuradoras. Esta iniciativa responde a la voluntad de crear unos edificios que combinen diferentes conceptos, como son la austeridad, la economía, el respeto al entorno y la creación de una imagen institucional.

En el proceso de licitación de la obra se solicita la oferta de construcción de la estación depuradora juntamente con la oferta de la explotación del primer año de funcionamiento, como complemento de la garantía del funcionamiento de las instalaciones. Tanto en el período de licitación como en el de construcción, se continúa comprobando los valores de los parámetros de las aguas a tratar, del estado y los resultados de los tratamientos previos y de la depuración en origen de las industrias no conectadas a la red. Lo que se quiere es que desde el inicio de la explotación se alcancen las calidades establecidas en todas las aguas vertidas al cauce. El resultado de estos estudios y procesos concreta el diseño definitivo de las instalaciones.

Entre las tipologías de tratamiento podemos destacar, en las estaciones depuradoras con eliminación de nutrientes, los siguientes procesos: circulación alternada (biodinitro, biodenipho), circuito de circulación simple, circuito Ludzac-Ettinger modificado, sistema Orbal con tres canales concéntricos con contenidos variables de oxígeno, sistema A/A/O. También podemos hacer referencia a diferentes sistemas de aportación de oxígeno: inyectores radiales, okis, turbinas sumergidas, sopladores y difusores cerámicos o elásticos (membrana), discos, motores horizontales de superficie, twin jets, frings.

Con respecto a los procesos constructivos podemos relacionar varias tecnologías aplicadas en los trabajos de cimentación: pilotaje in situ con barrena extraíble sobre terraplén artificial, cimentación en terreno mejorado mediante vibroflotación y columnas de gravas, compactación dinámica, o precarga del terreno. Se ha construido en los colectores de Rubí un tramo de 280 metros de longitud con trazado curvo empujando desde un solo punto.

Hay que destacar, por la singularidad de las obras, la construcción de los emisarios submarinos de las estaciones depuradoras de los sistemas de Sant Adrià del Besòs y de Vilaseca-Salou. Los emisarios están formados por tuberías de hormigón con camisa de chapa soldada, con un diámetro interior de 2.100 mm y de 1.500 mm y una longitud de 3.000 y de 2.400 metros respectivamente. Estas tuberías se colocarán en unas zanjas submarinas previamente dragadas. La operación de tiro se hará mediante potentes barcazas ancladas. En la playa reposa la tubería, acopiada en tramos. La operación de tiro se inicia con el deslizamiento del primer tramo, que es la cabeza del emisario, por la zanja submarina. Desde la playa se van acoplando los tramos restantes a medida que el emisario se va desplazando por la zanja, hasta llegar a la posición definitiva.

En el terreno de la integración al entorno, hay que resaltar la creación de unas zonas húmedas en las lagunas de la estación depuradora de Sant Guim de Feixenet. Aprovechado la tipología de esta estación (lagunas naturales) se ha revegetado y acondicionado con la finalidad de que se conviertan en ecosistemas acuáticos.

Gestión de fangos

Por lo que se refiere al otro producto resultante del proceso de depuración, los fangos, a partir de la reducción de los volúmenes producidos se quiere estimular su utilización, valorizándolos y reincorporándolos al ciclo natural, como abono agrícola o corrección edáfica. Teniendo en las prácticas agrícolas tradicionales su principal aplicación, se pretende impulsar otras, como la restauración del suelo, la reforestación, la regeneración de las canteras o la integración en el entorno de grandes infraestructuras. Los fangos pueden contribuir también al ahorro energético en el proceso de depuración y tienen aplicaciones en el campo de la construcción. Como última alternativa se contempla el transporte a vertedero.

Se está redactando un programa específico para el tratamiento y la aplicación de los fangos de depuradora. En él, para cada una de las estaciones depuradoras se han considerado las diferentes alternativas de valorización y de aplicación posibles según las características de sus fangos. Para estas alternativas se han definido los tratamientos adicionales necesarios, haciendo una valoración de los gastos de inversión y de explotación. A partir de estos datos, y siguiendo los criterios mencionados en el parágrafo anterior, se propone una alternativa para el tratamiento y la aplicación de los fangos.

Dado que no se puede detener la producción de fangos de las estaciones depuradoras, las instalaciones se diseñan de manera que puedan absorber los incrementos de producción por posibles paradas de otras instalaciones. Hay que destacar el efecto de escala en las instalaciones, tanto en la economía como en la calidad del producto final, así como en la fiabilidad del tratamiento. En el mapa de la figura 7 se relacionan las principales instalaciones de tratamiento de fangos previstas en el programa.

En las figuras 8, 9 y 10 se comparan las producciones, aplicaciones y tratamientos adicionales, actuales y previstos para el año 1998. Se puede observar los importantes cambios que se pretende conseguir en el campo de los fangos. Se aprecia un aumento significativo de las aplicaciones al suelo, una fuerte disminución de las cantidades a disponer en los vertederos y la reducción de la cantidades totales producidas. Este hecho todavía es más destacable dado el incremento del caudal de agua a depurar en el año 1998 respecto al actual. Como dato significativo hay que resaltar que si todo el fango producido se aplicase a la agricultura sólo habría que destinar a ello entre un 5 y un 11% de la superficie agraria útil de Cataluña. Cuando todas las edar’s previstas en Cataluña estén en servicio se transportará a vertedero la misma cantidad que se vierte actualmente.

Es importante que las cantidades que se destinen a cada aplicación puedan absorber incrementos provenientes de otras aplicac

iones que tengan que ser interrumpidas por variaciones en las características de los fangos o por dificultades no previstas. También es preciso construir los tratamientos previendo posibles adaptaciones futuras, ya que ni las tendencias ni la normativa específica en este campo están totalmente definidas.

En el mes de mayo de 1994 se realizó con éxito la aplicación de los fangos provenientes de la estación depuradora de Girona en la regeneración de una cantera cercana. Ha sido la primera aplicación masiva después de más de dos años de experimentación previa. En tan sólo seis meses ya se están aplicando fangos para la restauración de cuatro canteras de diferentes comarcas. Las posibilidades son inmensas, pues hay más de 1.800 canteras a restaurar en Cataluña, y a su restauración se podría destinar la mitad de la producción anual de fangos.

El mismo mes se inauguró la planta de compostaje del Bages, que dará servicio a las 11 estaciones depuradoras previstas en la comarca. Actualmente está compostando los fangos provenientes de la edar de Manresa. El sistema de compostaje es el de canales con ventilación forzada. Hay que destacar que la planta funciona de manera totalmente automática. El nivel de calidad del compost producido y la creciente demanda generada nos permiten contemplar con optimismo la ejecución de las otras plantas de compostaje. Actualmente está en construcción la de Vilaseca-Salou, con el sistema de túneles con circulación de aire controlada, que permite un menor consumo de material de aportación, un control más preciso de la calidad del producto final y el tratamiento del aire empleado en el proceso de compostaje.

Se están llevando a cabo cuatro experiencias piloto en la aplicación agrícola de los fangos en Balaguer, Manresa, Solsona y La Bisbal d’Empordà. Estas experiencias tienen como finalidad la información al campesino de las ventajas de la aplicación agrícola. Se dispone de unas fincas de muestra donde se hará el seguimiento, así como el estudio de las dosificaciones según los tipos del suelo catalán –tan diferente del existente en los países del centro y norte de Europa–, de la mejora de los sistemas de aplicación, y la comparación de los resultados respecto a la utilización de fertilizantes químicos.

Cuando no es posible la aplicación en el suelo por el exceso de metales pesados presentes en los fangos, o bien porque la elevada producción dificulta su gestión, hay que minimizar los volúmenes producidos y disponerlos correctamente en vertederos controlados. Para estos casos se ha iniciado la construcción de tres instalaciones de secado térmico en las estaciones depuradoras de Montornès, Banyoles y Sabadell Riu Sec. Estos secados térmicos, juntamente con el que ya está en servicio en la estación depuradora de Granollers, extraen humedad a los fangos. Se consiguen sequedades del orden del 90%, lo que representa reducir el volumen a menos de una cuarta parte respecto a lo que resulta del secado mecánico de los filtros banda o de las centrífugas. Se aprovechará el gas producido en la digestión de los fangos directamente como combustible para los secados o bien para la cogeneración de electricidad.

En las aplicaciones en la construcción, hay que resaltar el éxito de la fase experimental y el inminente inicio del proceso industrial del denominado “ecobrick”, las recientes pruebas para el aprovechamiento de los fangos como ligante para los hormigones pobres (proyecto “llot”), y las posibles aplicaciones para mejorar el suelo en las capas de tierra vegetal necesarias para la integración en el entorno y la protección contra la erosión de las obras de infraestructura.

Lo que se persigue es diversificar en lo posible las aplicaciones de los fangos, dinamizando las aplicaciones ya tradicionales, de manera que sea posible adaptarse a los cambios futuros en este campo.

La depuración de las aguas residuales urbanas en Cataluña ya está diseñada, y ejecutada en un alto porcentaje, que se va a incrementando mes a mes. Nos queda todavía mucho por hacer, pero estos esfuerzos se ven recompensados al observar cómo nuestros cauces están recuperando el estado natural que nunca deberían haber perdido.