7-la gestión avanzada del drenaje urbano – gadu – caso españa

GESTIÓN AVANZADA DE DRENAJE URBANO

GADU

FORO INTERNACIONAL

DISCUSIÓN SOBRE DRENAJE URBANO

Bogotá, 18 de Noviembre de 2011

GESTION AVANZADA DE

DRENAJE URBANO

GADU

3

• En España más de mil municipios servidos

• Más de 16.000 empleados en 2010

Desde 1867 Presencia en 10 países

Barcelona – Finales siglo XIX Sede de Agbar en Barcelona

A 2011

Referente internacional

Agbar en pocas palabras

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/PlaCerda1859b.jpg

4

Estructura accionarial de

Agbar

HISUSA 32,87%

73,11%

0,96%

79,447%

67,13%

35,41%

Accionistas Minoritarios

12,6%

100%

España

25,93%

Otros

5

Medio Natural Potabilización

Gestión de clientes Depuración Reto

rno

al m

ed

io n

atu

ral

Distribución y abastecimiento

Saneamiento

Ciclo integral del agua – Servicios transversales

Actividad

Laboratorios Consultoría Formación Servicios

Transversales

6

AQUALOGY LATINOAMERICA

Video de 3 minutos

MASTER ACUALOGY.mp4

7

GESTIÓN AVANZADA DE

DRENAJE URBANO

GADU

8

INDICE

Indice 1. Introducción

2. Situación actual y perspectivas futuras

3. Principios de la Gestión Avanzada del Drenaje Urbano

4. Plan Director de Alcantarillado

5. Los sistemas de soporte tecnológico

6. El caso de Barcelona

7. Aplicabilidad de la GADU

8. Conclusiones

9

1. Introducción

Alcantarillado

Saneamiento

Drenaje

Depuración

Aguas residuales

Aguas pluviales

Conceptos

generales

10

Instalaciones componentes del sistema de saneamiento

La red de alcantarillado

Los elementos auxiliares

Las depuradoras

Los equipamientos de regulación

Los sistemas de informatización y control

1. Introducción

11

Ati

la

Exp

ansi

ón

del

Isl

am

Las

cru

zad

as

Mar

co P

olo

Des

cub

rim

ien

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-500 750

Gu

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Mag

no

1.250 1.5001.0005002500-250

Imp

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Ro

man

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200400600

1.750R

evo

luci

ón

Ind

ust

rial

800

2.000

4.000

5.000

6.000

2.000

1. Introducción

Historia del saneamiento - Evolución de la población mundial

I) Inicio: Ciudades

II) Estancamiento

III) Desarrollo

acelerado

12

1. Introducción

Funciones del saneamiento

• Higienista

– Evitar enfermedades

• Minimizar las inundaciones

– Proteger al ciudadano

• Ambiental

– Mantener y mejorar la calidad de los medios receptores

– Conservar el recurso

13

1. Introducción

Problemas habituales en las redes de drenaje (1)

PROBLEMAS HABITUALES CAUSAS ORIGEN

Olores

Inundaciones

Impacto Ambiental

Falta de limpieza

Accidentes

Extensión permanente red

Naturales Orografía

Pluviometría

Urbanísticas

Desarrollo urbanístico desmesurado

Ocupación cuencas naturales

Barreras de superficie o subterráneas

Deficiencias

en la red

Insuficiencias en colectores

Materiales baja calidad o deteriorados

Inflexibilidad red

Inexistencia elementos de regulación

Deficiencias de gestión

Desconocimiento sistema

Desconocimiento funcionamiento

Mantenimiento insuficiente

Deficiencias de planificación

Ausencia plan actualizado

Uso criterios tradicionales

Visión local y a corto plazo

14

1. Introducción


15

1. Introducción


16

1. Introducción


17

2. Situación actual y

perspectivas futuras

Situación actual saneamiento a nivel mundial

18



Algunos datos internacionales

País Área total en 1000

km2

Población en

millones de

habitantes

Densidad media de

población en

hab/km2

% de población

conectada al

alcantarillado

% de población

conectada a

depuradora

% población

conectada a

alcantarillado

unitario

Países Bajos 42 17 484 99 88 85

Bélgica 31 11 345 60 46 70

Reino Unido 245 61 246 98 82 70

Alemania 357 82 230 98,6 94,2 58,3

Italia 301 59 196 95 89 ?

Luxemburgo 2,6 0,5 187 96 91 >90

Suiza 41 7,6 184 96,7 97 85

Dinamarca 43 5,5 129 94 92 49,1

República Checa 79 10 129 77,4 93 ?

Polonia 312 38 122 59 58 23

Francia 544 62 114 97 73 45

Austria 84 8 99 86 86 > 50?

España 506 45 89 98 86 88

Croacia 57 4,5 78 43 28 >25

USA 9.826 304 31 70 70 15

Algeria 2.381 34,8 14 86 < 10 73

Noruega 385 4,8 12 81 76 40

19



Situación actual: España (1)

Aguas residuales colectivas:

3.100 Hm3/año (190 l/Hab·día)

Redes de alcantarillado:

89.900 Km

98 % cobertura

88 % unitario

15.000 aliviaderos

700 tanques de tormenta

Depuración:

1.520 Hm3/año

1.720 EDARS

86 % cobertura

Gestión y saneamiento:

72 % Población Pública

15 % Población Mixta

13 % Población Privada

17 Comunidades Autónomas / 8110 Municipios

20




• Multiplicidad de administraciones: diferentes normativas y

criterios

• Responsabilidades crecientes

• Falta de visión de ciclo integral

• Mercado con poco valor añadido. Falta de tecnología.

• Duración corta de los contratos. Visión a corto plazo.

• Infrafinanciación

21




Precio medio del ciclo integral (€/m3). Encuesta AEAS

22




Problemas principales de la red de saneamiento (%). Encuesta AEAS

23



Perspectivas futuras: Directivas europeas

• Directiva 91/271 tratamiento de aguas residuales urbanas

– Objetivos de depuración

– Zonas sensibles

• Directiva 2000/60 Marco del Agua

– Participación ciudadana

– Especificidades locales (buen estado ecológico 2015)

– Recuperación de los costes (año 2010)

• Directiva 2006/7 de Aguas de Baño

– Importancia de la gestión

– Información al ciudadano

24



Perspectivas futuras: España

Antigüedad de la red de alcantarillado. Encuesta AEAS

25



Perspectivas futuras: España (4)

Rango de precios medios (Eur/m3) del ciclo integral

0,34 0,43 0,06 0,27 0,68 0,791,41

1,8 0,74 2,19

2,01

4,31

Abast. ESP

Abast. EUR

San. ESP San. EUR

CI ESP CI EUR

MIN MAX

ABASTECIMIENTO SANEAMIENTO CICLO INTEGRAL

ESPAÑA ESPAÑA ESPAÑA EUROPA EUROPA EUROPA

26



Perspectivas futuras: España

NADA HAY TAN BARATO COMO EL AGUA !!

27



Perspectivas futuras: Requerimientos (1)

• Visión integral ciclo del agua:

– Conocimiento preciso del sistema

– Coordinación alcantarillado- EDAR-medio receptor

– Reutilización agua (adaptar la calidad al consumo)

– Conocimiento preciso: medición y simulación de

procesos

• Gestión & Infraestructura:

– Planificación (continúa haciendo falta infraestructura)

– Explotación y mantenimiento

– Rehabilitación

– Control en tiempo real

– Salud y seguridad

28



Perspectivas futuras: Requerimientos (2) • Tecnología

– Conocimiento del sistema y control en tiempo real

– Modelización (EDAR, alcantarillado, medio receptor)

– Tratamientos avanzados: membranas, olores, anti-DSU

– Construcción e impacto ambiental

– Disminución / aumento de costes

• Sostenibilidad

– Participación-colaboración ciudadano

– Disminución impacto ambiental

– Tarificación: Sostenibilidad economía

– No contaminación en origen: Control de vertidos

– Minimización de residuos

29



Perspectivas futuras: Nuevos condicionantes

• Presión de la opinión pública:

– Nivel de calidad de vida

– Auge ecologista-medioambiental

– Comparación del desarrollo europeo

• Legislación:

– Directiva 91/271 de la UE de 21-05-91

– Plan Nacional de Calidad de las Aguas: 2007-2015

– Directiva Marco del Agua 2000/60/CE

– Normativas y planes de las C.C.A.A.

• Preocupación y demanda municipal:

– Competencia municipal del saneamiento y medio ambiente

– Incidencia de las EDAR’s

– Demandas generales (¿qué hacer en el alcantarillado?)

30



Perspectivas futuras: Interacciones drenaje urbano

DRENAJE URBANO

INFRAESTRUCTURAS

URBANISMO

SALUD PÚBLICA

DEPURADORA

MEDIO AMBIENTE

CIUDADANOS

ES IMPRESCINDIBLE CONSIDERAR TODOS LOS ELEMENTOS

QUE INTERACCIONAN CON EL DRENAJE URBANO

31



Necesidad de una nueva filosofía de gestión del drenaje urbano

• Los problemas actuales y los nuevos condicionantes obligan a una evolución

(revolución) en los planteamientos de la gestión del drenaje urbano, pasando

de sistemas pasivos y sin gestión a sistemas con una gestión integral,

moderna y avanzada, y, a ser posible, a sistemas activos

32

Evolución en la gestión

3. Principios de la GADU

1- No sé por dónde pasa

2- Sé por dónde pasa

5- Puedo actuar sobre el flujo

6- Conozco carga contaminante e impacto sobre el medio receptor

7- Controlo el impacto al medio receptor

3- Sé por dónde pasa y su estado

4- Sé como funciona cuando llueve

GADU

Anti-inundaciones (SXX) Anti-contaminación (SXXI)

GIS y Plan Director Reguladores y telecontrol

Higienista (SXIX)

Cartografía Base

33

Principios de una gestión moderna y avanzada

(modelo GADU)

Filosofía de gestión basada en:

3.1 Conocimiento preciso y exhaustivo del sistema

3.2 Planificación integral

3.3 Gestión completa y coordinada en tiempo real

3.4 Enfoque medioambiental y sostenible


34

3.1. Conocimiento preciso y exhaustivo del sistema

• Levantamiento topográfico exhaustivo de toda la red

• Implantación de un GIS con toda la información de la red

• Construcción de un modelo para conocer el comportamiento de la red

• Implantación de un sistema de telesupervisión para calibración y explotación de la red en

tiempo real


3.2. Planificación Integral

• Es necesario realizar una planificación integral del sistema de drenaje urbano,

integrado con la depuradora y el medio receptor, que establezca:

El estado y el funcionamiento actual del sistema

El estado y el funcionamiento futuro deseable del sistema

La relación de actuaciones valoradas y priorizadas para pasar

desde el estado actual al futuro

• Esta planificación debe ser dinámica, estando constantemente actualizada

35

• Completa: Incluye todas las fases del drenaje urbano (Planificación-Proyectos-Dirección de Obra- Explotación-Mantenimiento)

• Coordinada: Tiene en cuenta la gestión de las EDARs y el Medio Receptor. Importante dependencia de las actuaciones infraestructurales y urbanísticas.

• Tiempo Real: a partir de la telesupervisión del sistema se realiza:

– Gestión de las situaciones de alerta

– Operación hidráulica del sistema

3.3. Gestión completa, coordinada y en tiempo real

3.4. enfoque medioambiental sostenible

• Debe tenerse en cuenta:

– Todas las fases de la gestión del drenaje urbano deben minimizar el impacto medioambiental

– El ciclo integral del agua, incluyendo el medio receptor y se deben establecer sus estándares de calidad

– Las aguas de tormenta urbanas no son aguas limpias

– El 50% de la contaminación vertida a los medios receptores proviene de las Descargas de Sistemas Unitarios (DSU’s) (25% de los sedimentos en la red y 25% del lavado de atmósfera y calles)

– El control de vertidos a la red


36

La conveniencia de una gestión avanzada: beneficios

• Para los ciudadanos:

– Alta calidad del servicio

– Disminución de

incomodidades

– Preservación medio

ambiente

• Para los gestores:

– Definición clara de prioridades y actuaciones

– Voz propia ante otras administraciones

– Gestión eficaz de emergencias y fallos

• Para el municipio:

– Eficiencia y eficacia

inversiones

– Aprovechamiento iniciativas

de terceros

– Obtención de subvenciones


37

Instrumentos básicos para el desarrollo de la gestión avanzada

Los instrumentos básicos para el desarrollo de la Gestión

Avanzada son:

– Elaboración de un Plan Director de Alcantarillado

– Implementación de los 3 sistemas básicos de ayuda a la

decisión:

o Sistema de Información Territorial

o Sistema de Modelización Matemática

o Sistema de Telecontrol


38

PLAN DIRECTOR DE ALCANTARILLADO

• Es un hito imprescindible para arrancar la

modernización de la gestión del sistema

• Idealmente debe apoyarse en los tres sistemas

de soporte tecnológico

• Se justifica, desde el punto de vista económico,

por:

– Eliminación de los costes de no-planificación

– Proposición de soluciones óptimas y perdurables

– Optimización de los costes de limpieza y

mantenimiento

4. Plan Director de

alcantarillado

Inversión

Beneficio

Sin P.D.A

Con P.D.A

COMPARATIVO

INVERSIÓN vs BENEFICIO

15-100%

39

El sistema de información territorial

5. Los sistemas de

soporte tecnológico

• Sistema para el conocimiento básico y exhaustivo

• Utilización de herramientas GIS y Base de Datos

• La dificultad principal es la obtención de datos fiables de la red

40

El sistema de modelización integral

5. Los sistemas de

soporte tecnológico

• Simulación cuantitativa y cualitativa del funcionamiento del alcantarillado,

depuradora y medio receptor

• Calibración del modelo – ajuste progresivo

• Usos generales, de detalle y operativos: planificación, proyectos, explotación y

mantenimiento

41


• 1.755 km de red: 46.000 pozos, 64.000 sumideros, 69.000 acometidas

• 600 instrumentos de control

• 2.200 obras, 173 km de red proyectada

• 671 km de actuaciones planificadas

DESCRIPCION EXHAUSTIVA DE LA RED

• 534 km red fibra óptica por el alcantarillado

• 229 km red recogida neumática de residuos

• 4.600 sondeos geológicos

• 200 km de red de agua freática

OTROS DATOS DEL SUBSUELO

• Calidad de los datos

• Usado por todos los estadios del alcantarillado como

receptáculo de datos y para consulta

CLAVES ÉXITO Proyecto

Obra Red existente

Planificación

Obtención del conocimiento del sistema. Sistema de

Información Territorial (SITE)

42


Modelización (SIMO)

PROPAGACIÓN POR LOS

COLECTORES

PROPAGACIÓN DE LOS

POLUCIONANTES

ALCANTARILLADO

LLUVIA

LLUVIA ESCORRENTÍA

LAVADO DE LA CUENCA

DEPURADORA

MEDIO RECEPTOR

FLUJO HACIA LA

DEPURADORA

REDUCCIÓN DE POLUCIONANTES

PROPAGACIÓN EN EL

RECEPTOR

REACCIÓN DEL RECEPTOR

LLUVIA

ESCORRENTÍA

POLUTOGRAMA

PROPAGACIÓN

VERTIDO

DEPURACIÓN

HIDROGRAMA

ALIV

IAD

ER

OS

(AD

SU

)

ALIV

IAD

ER

OS

(AD

SU

)

INTERCEPTO

RES

INTERCEPTO

RES

EM

ISARI

O

EM

ISARI

O

Modelo cuantitativo Modelo cualitativo

MOUSE

STOAT

MIKE11/MIKE 21

• Permite tener en todo

momento una simulación de:

– Niveles y caudales en la red

– Vertidos a los medios

receptores

– Efectos de estos vertidos en

los medios


43

4 Pumping stations

9 Ultrasonic level-sensors

15 Raingauges

WWTP

Obtención del conocimiento del sistema.

Sistema de Modelización (SIMO) - Análisis de lluvia

8-12-1932 31-5-1938 21-11-1943 13-5-1949 3-11-1954 25-4-1960 16-10-1965 8-4-1971 28-9-1976 21-3-1982 11-9-1987 3-3-1993

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

RAINFALL [my-m/s]

5

20

35

50

65

80

95

11

0 0 .1

1

10

100

0

50

100

150

200

250

300

350

Inte

nsi

dad

de

Pre

cip

itac

ión

(mm

/h)

Duración (min.)

Período de

Retorno

(años)

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

T1

T10

T100

T500

020406080

100120140160180200220240260280

Inte

nsi

dad

de

pre

cip

ita

ció

n

(mm

/h)

Intervalo (min)


44


Sistema de Modelización (SIMO) - Análisis de la escorrentía

Escorrentía

superficial

Subcuenca

Precipitación

Imbornal

Almacenaje

en superficie

PARÁMETROS DE LAS SUBCUENCAS URBANIZADAS

Parámetro Área Impermeable Área Permeable

Humectación [m] 0,00035 0,001

Almacenamiento [m] 0,00355 0,00467

Infiltración inicial [m] - 0,3 10 -4

Infiltración final [m] - 0,2 10 -5

Parámetro de Horton [m] - 0 00116 10 -2


45


Modelización (SIMO) - Análisis de la propagación


46

Sistema de Modelización (SIMO) - Modelización de la calidad

en el alcantarillado

00:00:00 12:00:00 00:00:00 0.0

2000.0

4000.0

6000.0

[106 UFC/100ml] CONCENTRACIÓN, F. COLI

12:00:00 00:00:00

40.0

50.0

60.0

70.0

[mg/l] CONCENTRACIÓN, NH4+ SIMULADO MEDIDO

00:00:00

SIMULADO MEDIDO

MOUSE

TRAP

Reaireación

Oxígeno

Decaimiento

Disuelto DBO

Erosión

Hidrólisis

Erosión Sedimentación

Crecimiento Heterotrópico

DBO en suspensión Decaimiento

Sedimento

DBO Sedimento

DBO Líquido

Intersticial

Demanda de Oxígeno del Sedimento


47

Sistema de Modelización (SIMO) - Modelización del medio receptor

08/08 02:00 UTC 08/08 05:00 UTC 08/08 08:00 UTC 08/08 11:00 UTC 08/08 14:00 UTC 08/08 17:00 UTC 09/08 02:00 UTC 09/08 08:00 UTC


48


Sistema de telesupervisión (SITCO)

• Claves de éxito

– Riguroso mantenimiento del

sistema

– Adecuados algoritmos de

control

– Base de Datos Técnica

• Suministra información

– Puntos de medida

o Caudales de la red 146

o Radares meteorológicos 2

o Pluviometría en la ciudad 24

o Caudales DSU 11

o Calidad de agua 4

o Anomalías de funcionamiento660 equipos • Opera los actuadores

Visión local y/o visión global

Depósitos Bombeos Compuertas

12 23 38

Nº maniobras al año 1.200


49

Redacción del Plan Integral

DIAGNÓSTICO DE LA SITUACIÓN ACTUAL

PROGNOSIS DE FUNCIONAMIENTO

OBJETIVOS

• ANTI-INUNDACIONES

– General T = 10 años

– Túneles urbanos y puntos críticos 10≤T≤50 años

• ANTI-DSU

– Playas: Limitar a 1,5% horas por temporada de baño

incumplimiento calidad sanitaria preceptiva

– Puerto: Reducir 1/2 nº y volumen de vertidos

– Besós: Reducir a 1/3 nº y volumen de vertidos

+

ACTUACIONES PREVISTAS

• 27Km colectores primarios

• 117Km red local

• 64107 Imbornales

• 18 depósitos (V=709.100 m3)


50

Redacción del Plan Integral 06 - Actuaciones propuestas

Nuevos colectores

Depósitos de retención de uso

mixto o anti-DSU

Compuertas de derivación

Sumideros

Extensión-rehabilitación de redes

locales

Ventilaciones y anti-retornos en

conexiones

Limpiezas preventivas (entradas,

red y medios)

Técnicas de drenaje urbano

sostenible


51

Plan Integral. Ejecución de las actuaciones 1997-2011

• 12 depósitos construidos 1997-2010

(V = 485.000m3)

• 5 Compuertas de derivación y 1 de

almacenamiento

• 33 Km Grandes Colectores

• 180 M€ invertidos


52

Gestión completa en tiempo real. Operativa de alertas por lluvias

NIVEL DE ALERTA ( 0 a 5 )

Operación de

depósitos y compuertas

Coordinación Depuradora

PROCEDIMIENTOS DE ACTUACIÓN

Responsables

Municipales

Técnicos Coordinación

Bomberos

Guardia urbana

Previsiones

Meteorológicas

Operativos Informativos

Sistema de Telecontrol

Sistema de Modelización

Sistema de Información Territorial

Pluviómetros

Radar Sistema de

Explotación

Centralizada

Limnímetros


53

Gestión de la calidad de las aguas de baño.

Operativa de alertas por vertido

NIVELES DE ACTUACIÓN ( 0 a 5 )

PROCEDIMIENTOS ACTUACIÓN

Detección y validación (0,1,2)

Limnímetros

Gestión sanitaria ambiental (3,4,5)

Confirmación activación PJBIM

Envío avisos CLABSA

Aviso a los bañistas PJIBM

Sistema de Telecontrol

Sistema de Modelización (COWAMA)

Sistema de Información Territorial

Sistema de

Explotación

Centralizada

DSU

Aviso lluvia

Detección DSU

DTS

Validación

Confirmación

Activación

PAEM

Criterios establecimiento grado afectación

Pluviómetros

Info meteorolog.

Información externa


54

Gestión completa en tiempo real.

Herramientas y procedimientos (Radar)


55

Diagnóstico de impactos sobre los medios receptores, y planteamiento de

acciones correctoras (PECLAB+COWAMA):

Mejora de calidad de los medios receptores gracias a los depósitos:

– 3.700.000 m3 regulados/año

– 940 Tm MES (materia en suspensión) al año no vertidas

– reducción MES y zonas anóxicas en fondos marinos del puerto

Enfoque medioambiental


56

• La GADU es aplicable y adaptable a cualquier municipio

• Puede hacerse de una manera gradual en función de las

necesidades y posibilidades

• Existen ya muchos municipios en España o incluso en Sudamérica

que han empezado esta modernización:

– Ciudades AGBAR: Barcelona, Murcia, Alicante, Santiago (Chile), etc.

– Otros: Madrid, Vitoria, Reus, Puerto de Barcelona, etc.

7. Aplicabilidad de la GADU

Aplicabilidad de la GADU a cualquier municipio

57

8. Conclusiones

• Los problemas y la sensibilidad actual respecto al drenaje así como las nuevas

directivas están impulsando el paso de una gestión tradicional y parcial a una

gestión integral moderna y avanzada (GADU)

• La GADU requiere de un cierto desarrollo tecnológico y está basada en un

profundo conocimiento del sistema, una buena planificación, una explotación

activa y una sensibilidad ambiental

• La GADU permite conseguir eficazmente los objetivos deseados, y está en

línea con el nuevo enfoque de la problemática del agua

• El beneficio en la actividad que proporciona la GADU es inigualable por

cualquier otro sector de gestión del ciclo del agua, pudiéndose llegar a

multiplicar entre 5 y 8 veces el presupuesto actual destinado a inversiones y

explotación en sistemas de drenaje urbano

CONCLUSIONES

Gustavo Robledo Villegas

Director Comercial

AQUALOGY Latinoamérica - Grupo AGBAR

Calle 104 Nº14A-45 Of 402 Bogotá - Colombia

Móviles +57 3174882583, +34 690647790

[email protected]

GRACIAS !

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

7-la gestión avanzada del drenaje urbano – gadu – caso españa

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