Diseño de humedales artificiales para gestionar y tratar los alivios de la red de saneamiento unitaria en la parte sur del municipio de Moncada (Valencia)

Abstract

[ES] Hoy en día el crecimiento de la población avanza exponencialmente y tiende a concentrarse en las ciudades. Aunque este crecimiento puede ser positivo para la economía de la región, también afecta el medio ambiente y la calidad del agua. Uno de los problemas asociados a un crecimiento excesivo de la población, sin la correspondiente dotación de infraestructuras, es la sobrecarga de las redes de saneamiento unitario. Esto implica una merma de la capacidad de conducción en eventos torrenciales, cada vez más frecuentes. Como consecuencia se introduce materia orgánica, sólidos, nutrientes, y metales pesados, en los medios receptores de los alivios, o descargas de sistemas unitarios de saneamiento (DSU), degradando los cuerpos de agua y afectando aún más el ecosistema. Al haber una descompensación natural visible en cuanto a las masas de agua y la conservación de la fauna y la flora, las políticas europeas actualmente buscan plantear y desarrollar sistemas de rehabilitación natural, que puedan mantener un equilibrio ecosistémico viable. La importancia de estos sistemas mitiga la contaminación, minimiza las escorrentías presentes por las lluvias y ayudan a mejorar el medio ambiente. En el Municipio de Moncada se presentan episodios de lluvia torrencial en ciertas épocas del año, a estos cambios bruscos en el clima se le denomina el fenómeno de gota fría y está relacionado con temporales de Levante del mediterráneo. Consiste en un porcentaje alto de las precipitaciones y proporciona un aumento en los niveles del agua, donde se supera toda la capacidad de drenaje hacia el subsuelo, generando vertidos en la superficie y al mismo tiempo alivios incontrolados en la red de saneamiento unitaria o DSU. Estos caudales generan una mezcla de aguas residuales y pluviales, con componentes contaminantes que se descargan cerca al barranco del Carraixet y dentro del mismo. El problema de la contaminación en el Carraixet se ve reflejado por los estancamientos de las aguas vertidas a en momentos de precipitaciones, siendo un problema ambiental bastante serio. Esto genera una preocupación y hace que se planteen estudios medioambientales de manera más consciente, con criterios favorables para su diseño y tratamiento de las DSU. Al tener clara la situación que existe en el Municipio de Moncada, se procede al planteamiento de diferentes ideas y una variedad de diseños eficaces para mitigar los vertidos contaminados, utilizando ejemplos de depósitos como los tanques de tormentas, para la retención de las aguas contaminadas, que son las que descargan sobre todo en la parte sur del Municipio hacia el Carraixet. Este diseño ayudará a reducir el volumen de carga contaminante que se vierte al barranco y presentará una ventaja técnica considerable y fácil de aplicar. Al retener un volumen considerable de las DSU en los eventos de fuertes lluvias, evitaría los vertidos o escorrentías por un tiempo prolongado al medio natural, lo que favorece regresar estos caudales a la red nuevamente, con un sistema mecánico después de cada evento, pero económicamente no resulta rentable y el objetivo es obtener un equilibrio natural viable, donde haya una tolerancia ecosistémica frente al impacto que ocasiona la descarga contaminante. Entonces se plantea otro diseño con la implementación de los humedales artificiales como sistemas de depuración natural, porque promueven beneficios al medio ambiente, se reduce la concentración de los contaminantes en las aguas mediante procesos físico-químicos y biológicos propios. Estos sistemas cuentan como tratamientos efectivos, de bajo coste operacional y de mantenimiento, obteniendo buenos resultados en la calidad del agua, una estabilización en el equilibrio ecológico, integración paisajística y permitiendo un estado favorable del medio natural. En este trabajo se plantea un modelo o diseño en conjunto, donde lo ideal es tratar las (DSU), presentes en la zona de estudio en tiempos de lluvias torrenciales. Se plantea la combinación de tanques de tormenta con las dimensiones propuestas por el Plan Director de Alcantarillado Moncada (PDAM), para captar y retener los caudales de los alivios, utilizarlos como medio receptor primario y posteriormente ser dirigidos a sistemas de depuración naturales que serán los humedales artificiales. Las características del diseño mixto o agrupado permiten evaluar la eficiencia de los tratamientos en relación con la duración de los eventos de lluvia y responde correctamente al diseño del modelo. Puede medir la capacidad que tiene el medio natural para adaptarse a los contaminantes que recibe, se estiman los resultados de la calidad del agua, se especifica una disminución del impacto y una mejora en función del medio receptor final como efluente, que en nuestro caso es el barranco del Carraixet. La ventaja de resaltar estas metodologías es que son fácilmente aplicables en la zona de estudio.

[EN] Today the growth of the population advances exponentially and tends to be concentrated in the cities. While this growth may be positive for the region's economy, it also affects the environment and water quality. One of the problems associated with an excessive growth of the population, without the corresponding endowment of infrastructures, is the overload of the unit sanitation networks. This implies a reduction in the ability to drive in torrential events, which are more and more frequent. As a consequence, organic matter, solids, nutrients, and heavy metals are introduced into the media receiving relief, or discharges from unitary sanitation systems (DSU), degrading water bodies and further affecting the ecosystem. As there is a visible natural imbalance in terms of water masses and the conservation of fauna and flora, European policies currently seek to propose and develop natural rehabilitation systems that can maintain a viable ecosystem balance. The importance of these systems mitigates pollution, minimizes runoff from rains, and helps improve the environment. In the Municipality of Moncada, as in the entire geographical area in which it is located, episodes of torrential rain occur at certain times of the year. These sudden changes in climate are called cold drop or more technically DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos) and is related to storms from the Levant of the Mediterranean. It consists of intense rainfall that produces significant runoff and excessively loads the unit sanitation network, producing relief. Said reliefs are more or less diluted wastewater in which various polluting substances are found. In the case of the municipality of Moncada, the most important relief flows into a channel (Palmaret ravine), which is a tributary of an important ravine, the Carraixet ravine, which flows into the sea in the town of Alboraiz. The problem of pollution in the Carraixet is reflected by the stagnation of the water discharged at times of rainfall, being a quite serious environmental problem. This generates concern and causes environmental studies to be considered more consciously, with favorable criteria for their design and treatment of DSUs. Having clear the situation that exists in the Municipality of Moncada, we proceed to the approach of different ideas and a variety of effective designs to mitigate the polluting discharges, which represent the relief of the DSU. Deposits are proposed, such as storm tanks, for the retention of contaminated water, which is discharged into the natural environment. This design can help reduce the volume of contaminant load that is discharged into the gully and will present a considerable technical advantage and ease of application. By retaining a considerable volume of DSU in heavy rain events, the storm tanks would avoid discharges or direct runoff into the natural environment, which favors that these flows can be returned to the network again, with a mechanical system after each event. However, economically it is not profitable and the objective is to obtain a viable natural balance, where there is an ecosystem tolerance against the impact caused by the polluting discharge. Then another design consisting of the implementation of artificial wetlands as natural purification systems is proposed, because they promote benefits to the environment, the concentration of pollutants in the water is reduced through their own physical-chemical and biological processes. These systems count as effective treatments, with low operational and maintenance costs, obtaining good results in water quality, stabilization in the ecological balance, landscape integration and allowing a favorable state of the natural environment. In this work, a model or design is proposed as a whole, where the ideal is to treat the (DSU), present in the study area in times of torrential rains. The combination of storm tanks with the dimensions proposed by the Moncada Sewerage Master Plan (PDAM) is proposed, to capture and retain the flows of the reliefs, use them as a primary receiving medium and later be directed to natural purification systems that will be the artificial wetlands. The characteristics of the mixed or grouped design allow evaluating the efficiency of the treatments in relation to the duration of the rain events and it responds correctly to the design of the model. You can measure the ability of the natural environment to adapt to the pollutants it receives, the results of water quality are estimated, a reduction in impact and an improvement are specified based on the final receiving environment as effluent, which in our case is the Carraixet ravine. The advantage of highlighting these methodologies is that they are easily applicable in the study area.