Recuperación medioambiental del tramo final del río Besòs

Manuel Pol Masjoan *, Antoni Alarcón i Puerto ** y Ferran Puig i Pons ***

*Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Director de las obras. UTE Taller de Ingenierías-Gpo-Paymasa

**Biólogo. Master en Ingeniería Ambiental. Autor del proyecto. Barcelona Regional

***Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Autor del proyecto. Barcelona Regional

Descriptores
RECUPERACIÓN MEDIOAMBIENTAL, DEPURACIÓN-TRATAMIENTO TERCIARIO, HUMEDALES (WETLANDS), CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE

Introducción
El río Besòs es uno de los dos ríos que configuran el área metropolitana de Barcelona. Es un río profundamente alterado por la acción humana, con una cuenca de 1.039 km² que soporta una población de más de dos millones de habitantes, con un elevado consumo de agua, que principalmente se destina a un uso industrial y urbano, ya que la agricultura, sobre todo en el tramo inferior, ha ido perdiendo importancia.

La cuenca, por su parte, es deficitaria, por lo que desde hace años han sido necesarios trasvases de otras cuencas para paliar el enorme déficit hídrico (el más importante de ellos, sin duda, el de la cuenca del río Ter, aunque en determinadas zonas también de la cuenca del río Llobregat).

Esto supone que en períodos secos la práctica totalidad del agua circulante es agua trasvasada de otra cuenca y ya utilizada, por lo que su calidad depende básicamente de los procesos de depuración. Este es uno de los principales problemas que determinan el estado actual de degradación del tramo final del cauce.
Los elevados niveles de materia orgánica, nutrientes y otros compuestos, debido al actual grado insuficiente de tratamiento de las aguas residuales de la cuenca (tratamientos físico-químicos), determinan, sobre todo en los estiajes (épocas de poco caudal y fuerte calor), unas condiciones ambientales desfavorables (malos olores, agotamiento del oxígeno en el agua, etc.), con fuertes problemas de salubridad.

El Plan de Saneamiento de Cataluña tiene como principal objetivo conseguir un nivel de calidad del agua que asegure los usos definidos en él, en concordancia con la Directiva 91/271 de la Unión Europea, donde se fijan criterios para la depuración de las aguas residuales antes del año 2005. En Cataluña, el Parlamento catalán 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 (biológico) de las aguas residuales de los núcleos de más de 2.000 habitantes equivalentes.¹ Además se establecen Zonas Sensibles (aguas superficiales destinadas a la obtención de agua potable o zonas lacustres o costeras susceptibles de procesos de eutrofización), en donde se prevén, aparte de los tratamientos secundarios, tratamientos específicos para la eliminación de nitrógeno y fósforo.

Actualmente la cuenca del Besòs dispone ya de todas las plantas depuradoras previstas en el Plan (20 plantas). La mayoría de ellas se hallan en fase de obras, ya sea por la ampliación del tratamiento biológico o para ampliar su capacidad. Es de prever, por tanto, que toda la cuenca dispondrá para sus aguas residuales de tratamiento biológico en muy breve tiempo.

En cualquier caso, el Plan de Saneamiento de Cataluña no incorpora la cuenca del río Besòs como Zona Sensible, y por tanto los niveles de depuración no incluyen la eliminación de nutrientes y otros parámetros de contaminación.

Otro de los problemas de la cuenca del Besòs es su marcado carácter torrencial, típicamente mediterráneo, como consecuencia de la dimensión y del bajo tiempo de concentración de la cuenca. El hidrograma característico (Q-t) del río tiene un tramo exageradamente ascendente en los momentos iniciales de las crecidas. Es decir, el río pasa de estar prácticamente seco a llevar un gran caudal en menos de una hora según las inclemencias meteorológicas. De esta manera tenemos que el caudal medio anual aproximado es de 3,9 m³/s, con grandes fluctuaciones, ya que se trata de una cuenca pequeña y sin ningún tipo de regulación. Como ejemplo, baste recordar la avenida de octubre de 1994, que sobrepasó los 1.100 m³/s.

Debido a la fuerte densidad de población, el cauce del río cada vez se ha ido reduciendo más. Hace unos cien años en el tramo final del río la llanura de inundación presentaba, en algunos puntos, una anchura de unos 500 metros. La paulatina urbanización del entorno del cauce, y por tanto su disminución, ha agravado la capacidad hidráulica del río.

En septiembre de 1962 una avenida de más de 2.300 m³/s fue la responsable de casi un millar de pérdidas humanas y numerosas pérdidas materiales. Dos meses más tarde se contabilizó un caudal de 1.872 m³/s. Esto determinó la canalización del tramo final -inaugurada en julio de 1975-, dejando un cauce de unos 130 metros de anchura con muros de hormigón de casi cuatro metros de altura y una canalización central de aguas bajas.²
Esta canalización ha incrementado aún más la marginalidad del cauce, donde se han venido vertiendo todo tipo de residuos, y expoliando los áridos del río para utilizarlos como materiales para la construcción durante el fuerte crecimiento de los años sesenta y setenta.

La situación de degradación ambiental y sus efectos negativos para la población ribereña determinaron un acuerdo institucional firmado el 23 de noviembre de 1995 entre los ayuntamientos de Barcelona, Santa Coloma de Gramenet, Sant Adrià del Besòs y Montcada i Reixac. En este acuerdo los ayuntamientos decidieron considerar como parte de un proyecto unitario de actuación y remodelación el tramo final del río Besòs y su ámbito de influencia, con una serie de proyectos e intervenciones. Uno de estos proyectos es la "Recuperación ambiental del tramo final del río Besòs" (aproximadamente nueve kilómetros), en el cual se plantean soluciones distintas según las características de los diferentes tramos.

Un primer tramo de aproximadamente 6,2 kilómetros fue presentado en enero de 1996 por el Consorcio de la Defensa del río Besòs en nombre de los ayuntamientos antes citados, como proyecto encuadrado dentro de los Fondos de Infraestructuras para la Mejora del Medio Ambiente (FIMMA), financiado por los Fondos de Cohesión de la Unión Europea.

El 18 de diciembre de 1996 la Comisión de las Comunidades Europeas concedió la ayuda del Fondo de Cohesión al proyecto "Recuperación medioambiental del tramo final del cauce del río Besòs", que asciende a 3.325 millones de pesetas. La ayuda supone una subvención por parte de la Comunidad Europea de un 80%, mientras que el 20% restante irá a cargo de las Administraciones locales.

Descripción del proyecto
Este proyecto, elaborado por Barcelona Regional, abarca el tramo comprendido entre la confluencia del río Ripoll (afluente del Besòs), en el término municipal de Montcada i Reixac, y el puente del Molinet, en el municipio de Santa Coloma de Gramenet, 6,2 kilómetros río abajo.

El proyecto tiene como objetivo no sólo mejorar las condiciones ambientales del cauce y la calidad del agua, sino, además, mejorar la capacidad hidráulica y permitir el uso de determinados tramos de los márgenes para el ocio ciudadano.

Las soluciones que se plantean varían según el tramo en que discurre el río. En un primer tramo, con un entorno poco urbanizado, la propuesta aborda un tratamiento natural del cauce, recuperando en los márgenes un prado fluvial a la vez que se implanta un tratamiento terciario para mejorar el efluente de la planta depuradora de Montcada i Reixac (básicamente eliminación de nutrientes).³ En un segundo tramo, mucho más urbano, se posibilita la utilización de los márgenes para actividades de ocio. Para ello se ha proyectado un paseo exterior de ribera en el margen izquierdo y un parque fluvial en el interior del cauce conteniendo un vial peatonal con carril bicicleta y una amplia zona ajardinada con césped.

Para mejorar las condiciones de capacidad hidráulica se recrecen en 70 centímetros los muros del antiguo encauzamiento a lo largo de casi cinco kilómetros, asegurando así, en cualquier punto del tramo, un resguardo de 50 centímetros frente a una avenida de 2.400 m³/s.

La obra se complementa con la construcción de dos pasarelas que mejoran la conexión de los márgenes, así como una galería subterránea que cruza el río y que también mejora la comunicación, en este caso entre servicios de ambos márgenes.

En definitiva, se plantea la recuperación integral del tramo final del río Besòs, incrementando la actual capacidad hidráulica, mejorando la calidad de las aguas del efluente de Montcada i Reixac, eliminando residuos inertes existentes en el cauce, recuperando los márgenes del río creando nuevos hábitats y recuperando el cauce como parque fluvial para el ocio ciudadano.

Zona natural y tratamiento terciario
En este tramo, el canal central del río se ha "meandrificado" para mejorar su estabilidad ante avenidas ordinarias. Las escolleras que definen la forma del canal y aseguran su estabilidad son, al mismo tiempo, los elementos de protección de las parcelas destinadas al tratamiento terciario del agua residual proveniente de la EDAR de Montcada. La generación de humedales tiene como objetivo no sólo el de mejorar la calidad del agua, sino además favorecer la recuperación ambiental, puesto que estos ecosistemas posibilitan la recuperación paisajística y ambiental del entorno, al generar una serie de hábitats potenciales para la recuperación de diferentes tipos de fauna (reptiles, anfibios, aves, etc.), ya sea como zonas de alimentación, nidificación, protección, etc.
En estos últimos años se ha incrementado el diseño de zonas húmedas como sistema de tratamiento de aguas residuales o recuperación de zonas degradadas (canteras, escombreras…). Estos sistemas de tratamiento poseen una alta productividad y se basan en la relación entre la vegetación y el suelo saturado de agua. Los sistemas más importantes y mayoritarios son los relacionados con la vegetación helofítica. La mayoría de estas plantas, adaptadas a vivir en condiciones de inundabilidad, disponen de potentes aparatos radiculares que las ayudan a vivir en estas duras condiciones, bien permanentemente o bien durante largos períodos. Las especies vegetales mayormente utilizadas son el carrizo (Phragmites australis) y la anea (Typha latifolia).

Desde el punto de vista constructivo, la implantación de una zona húmeda no presenta por regla general grandes problemas, ya que la capacidad de diseminación de las plantas es muy elevada y todos los requerimientos nutricionales son aportados por las aguas residuales. Además los costes de implantación y mantenimiento son relativamente bajos, aunque se necesitan superficies relativamente grandes. Sin embargo, no se conocen experiencias de construcción de humedales en ríos torrenciales como el Besòs, y es evidente que se trata de una apuesta arriesgada de aprovechamiento de las pocas superficies libres existentes en una zona tan ocupada como el entorno del tramo final del río.

El tipo de parcela que se construye en este proyecto es de flujo horizontal con circulación subterránea (subsuperficial). Se optó por este tipo de tratamiento para evitar los posibles problemas de malos olores y desarrollo de mosquitos, que se pueden producir en los tratamientos de flujo vertical. Estos tratamientos se implantan sobre lechos no muy profundos de tipo arenoso o de gravas, que permiten la circulación del agua a través del suelo. El agua fluye subterráneamente a través de la zona de los rizomas de las plantas, que sirve como soporte para una importante flora microbiana. Gracias al metabolismo de estos microorganismos tiene lugar la mineralización de la materia orgánica, la desnitrificación, y el fósforo y algunos metales pesados se fijan en el suelo. La vegetación no sólo sirve de soporte para los microorganismos sino que además estabiliza el suelo y aporta en las zonas radiculares, gracias al transporte vascular de sus órganos aéreos, el oxígeno necesario a los microorganismos.

El proyecto incorpora la construcción de 60 parcelas de la tipología que se indica en el cuadro 1. El caudal de diseño que está previsto que traten el conjunto de parcelas es de entre 0,3 y 0,4 m³/s (dependerá de las condiciones naturales de los humedales).

Las parcelas constan de un recinto perimetral de hormigón de 0,5 metros de ancho y un metro de profundidad que rodea al substrato, formado por 60-80 centímetros de gravas de 8-25 milímetros procedentes del cribado del material del río (que garantizan una buena conductividad hidráulica). El fondo de las parcelas se impermeabiliza para evitar en lo posible las pérdidas de agua. La distribución del agua desde la planta depuradora se realiza a través de un sistema de bombeo y red de presión. En el interior de las parcelas se distribuye mediante un tubo perforado de 160 milímetros de diámetro que garantizará el flujo horizontal.

El agua tratada sale de las parcelas mediante un tubo flexible que permitirá regular el nivel y por lo tanto el gradiente, y en consecuencia la velocidad de circulación del agua a través del substrato. Durante la explotación del sistema deberá encontrarse el equilibrio entre tratar la mayor cantidad de agua posible (mayor velocidad) y el mayor grado de depuración (máximo tiempo de retención).

El efluente de las parcelas se utiliza para el mantenimiento de vegetación helofítica en el borde del cauce.
Para el conocimiento posterior del funcionamiento del sistema de depuración terciaria establecido, se instala una estación automática de calidad que analizará en continuo tanto el agua de entrada al sistema (efluente de la EDAR), como el agua tratada. Se dispondrá entonces de la variación de los valores de los parámetros de calidad del agua.

Fig. 8. Grupo de parcelas de tratamiento terciario.

Fig. 9. Prueba experimental. Doce parcelas piloto.

Antes del inicio de las obras se ha realizado una prueba piloto experimental construyendo 12 pequeñas parcelas de 2x6 metros en las que se reprodujeron las condiciones de los humedales implantados en el río. Se trabajó con el mismo efluente de la planta depuradora de Montcada, y la prueba permitió establecer con seguridad las características del substrato a utilizar -permeabilidad, fijación de la planta, grado de depuración, etc.- y conocer mejor el funcionamiento de los elementos proyectados.

El paseo exterior y el parque fluvial
A lo largo de un tramo de tres kilómetros se reordena el borde urbano de Santa Coloma de Gramenet, en el margen izquierdo del río. Esta obra tiene dos objetos: mejorar las propias condiciones de un paseo urbano y, al mismo tiempo, convertirse en la antesala del parque fluvial del interior del cauce. Será, además, la autopista de la información generada y transmitida por los diversos componentes del Sistema de Alerta Hidrológica del río Besòs (SAHBE), al albergar todas las conducciones del sistema y otros servicios. Desde el paseo de ribera se podrá acceder al parque fluvial a través de seis accesos con rampas y escaleras suficientes para asegurar la posible evacuación en las peores condiciones previstas en el Plan de Emergencia.

El parque fluvial, situado en el interior del cauce, contiene un vial peatonal con carril bicicleta y una amplia zona ajardinada con césped, hasta una anchura total de casi 50 metros en el margen izquierdo y de 30 metros en el derecho. Dispone de un sistema de riego permanente que utilizará agua extraída del freático. Al parque fluvial se accede por los seis accesos del margen izquierdo y por otros tres en el margen derecho.

Para evitar una alta frecuencia de inundabilidad de la zona transitable, con sus consecuentes limpiezas, se ha aumentado la capacidad de desagüe en la sección central, duplicándose el actual canal central de aguas bajas. Y para mantener el canal central con suficiente lámina de agua, sobre todo durante los estiajes, se instalan cinco presas neumáticas, que pueden ser deshinchadas en caso de avenidas extraordinarias para recuperar toda la sección hidráulica del canal. La altura de estas presas es de 1,20 metros. Están formadas por cilindros de caucho inflados con aire. Con ellas se consigue que, incluso en condiciones de caudal escaso, el agua forme lagunas y acompañe constantemente al usuario de la zona ajardinada. El proceso de deshinchado de las presas es automático y se establece para un cierto nivel de agua por encima del cilindro o para un cierto nivel de presión en su interior y en coordinación con el SAHBE.

Para prever de forma continua el nivel de las aguas en el sector del parque fluvial y garantizar la seguridad de los usuarios se ha proyectado un sistema de alerta hidrológica, basado en el aprovechamiento de los sensores existentes en la cuenca del río Besòs, indicadores de la presencia de lluvia y del nivel de los cauces, complementándolos con otros nuevos instalados en las proximidades y en el interior del tramo de proyecto.
Los datos recogidos en tiempo real se transmiten al centro de control del Sistema de Alerta Hidrológica del río Besòs (SAHBE), donde se concentran en una base de datos, y cuya información se visualiza mediante un gran panel de seguimiento informativo. El procesamiento de los datos mediante un macromodelo informático hidrológico-hidráulico, permite, ayudado por sistemas de información auxiliar (satélites, radares meteorológicos, etc.) y por un conjunto de cámaras de televisión instaladas en las márgenes del cauce, determinar diferentes estados de alerta, y transmitir a las instituciones, autoridades y usuarios los avisos de alerta correspondientes, mediante señales ópticas y acústicas. En los nueve accesos proyectados se dispondrán paneles con información variable referente al estado del parque, a las posibilidades de su utilización y a las previsiones meteorológicas.

Estudios previos
Debido a las varias componentes de carácter experimental que ofrece esta obra, se ha realizado una serie de estudios, previos al inicio de la misma, con el objeto de conocer detalles que permitieran mejorar su realización. Se han estudiado aspectos hidráulicos que han complementado métodos numéricos de estudio de la capacidad, se ha estudiado el comportamiento de materiales extraños para una obra, como son los Phragmites australis, y se ha buscado conocer el entorno, con el fin de ahondar en las posibilidades de máximo aprovechamiento de los materiales existentes, mejorando así la sostenibilidad ambiental de la obra.

En este sentido, uno de los primeros estudios que se abordaron fue la caracterización de los materiales del río y la evaluación de su posible contaminación. Este estudio se realizó utilizando distintas metodologías, como la observación directa, la realización de catas, analíticas de distintas muestras, etc.; también se utilizaron métodos indirectos de prospección geofísica (SEVs y geo-radar). Se obtuvo una visión de conjunto de los materiales estudiados, al disponer de registros continuos, complementada con datos concretos, que permiten una visión más detallada de aquellas zonas con muestras localizadas.

Los resultados del estudio demostraron la no presencia de materiales contaminantes y, sólo en determinadas zonas, la aparición de materiales de relleno de origen antrópico de carácter inerte; en su mayoría se trata de derribos de obra, plásticos, trapos… El resto del suelo del cauce mayoritariamente corresponde a materiales del mismo río y por lo tanto se ha aprovechado lo máximo posible para la obra.

Otros estudios importantes realizados han sido, por una parte, la prueba experimental del tratamiento terciario ya comentada, y por otra, la realización de un modelo físico reducido (maqueta a escala con circulación real de agua) de un tramo de 1.500 metros de río, y de un tramo más corto que permitió evaluar el comportamiento del agua en la zona próxima al puente de Santa Coloma, estudiando socavaciones posibles y mejorando las protecciones previstas.

En el primer caso la prueba ha permitido escoger el mejor tipo de substrato para las zonas húmedas, garantizando no sólo el crecimiento óptimo de la vegetación helofítica, sino además una cierta conductividad hidráulica que permitiese la circulación del caudal a tratar, manteniendo, evidentemente, un grado de depuración. Así mismo se han realizado análisis para la evaluación del grado de saneamiento. Este modelo experimental está ubicado en el recinto de la EDAR de Montcada i Reixac.

Los modelos reducidos, realizados por el Departamento de Ingeniería Hidráulica, Marítima y Ambiental de la Universidad Politécnica de Cataluña en colaboración con el CEDEX, se han construido en las instalaciones de la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona y han permitido estudiar el comportamiento del carrizo (Phragmites australis) ante las avenidas y la capacidad de desagüe del cauce ante las nuevas condiciones en comparación con la situación anterior a las obras, así como el efecto de la erosión y del aporte de los acarreos del río.

Otro de los aspectos que se han estudiado es la relación del río con sus acuíferos, determinándose que el nuevo modelo de río (con las zonas húmedas) no afecta a los niveles freáticos de la zona. A partir del mismo estudio se ha planteado utilizar las aguas subterráneas de la zona para el riego del parque fluvial y como incremento de caudal del río en épocas de estiaje. Ello favorecerá la solución a los problemas que está planteando, en las edificaciones y estaciones del metro, la subida de los niveles freáticos debida al abandono de las explotaciones subterráneas a partir de los años setenta. En la actualidad se están bombeando en algunos puntos más de 1,5 hm3/año de agua a la red de alcantarillado. Los análisis de que se dispone muestran que esta agua tiene una excelente calidad para el riego.

Notas
1. Los niveles de tratamiento que marca la Directiva Europea para zonas normales son:

2. Hidráulicamente, el río presenta diferentes puntos críticos para un caudal circulante de 2.200 m3/s, correspondiente a un período de retorno de 500 años. En determinados puntos, los problemas de capacidad hidráulica se manifiestan para caudales bastante inferiores, alrededor de 1.800 m3/s.

3. Esta EDAR tiene una capacidad de 72.000 m3/día y una población equivalente de 360.000 habitantes.