Alcantarillado combinado
Sistema de recolección de aguas residuales mediante tuberías y túneles diseñados para recoger también las escorrentías superficiales.
Un sistema de alcantarillado combinado. Durante el tiempo seco (y las tormentas pequeñas), todos los flujos son manejados por las plantas de tratamiento de propiedad pública (POTW). Durante las tormentas grandes, la estructura de alivio permite que parte de las aguas pluviales y cloacales combinadas se descarguen sin tratamiento a un cuerpo de agua adyacente.

Un alcantarillado combinado es un tipo de alcantarillado por gravedad con un sistema de tuberías, túneles, estaciones de bombeo, etc. para transportar aguas residuales y escorrentías urbanas juntas a una planta de tratamiento de aguas residuales o un sitio de disposición. Esto significa que durante los eventos de lluvia, las aguas residuales se diluyen, lo que resulta en mayores caudales en el sitio de tratamiento. El agua de lluvia no contaminada simplemente diluye las aguas residuales, pero la escorrentía puede disolver o suspender virtualmente cualquier cosa que entre en contacto con los techos, las calles y los patios de almacenamiento. [1] : 296  A medida que la lluvia viaja sobre los techos y el suelo, puede recoger varios contaminantes, incluidas partículas de tierra y otros sedimentos , metales pesados, compuestos orgánicos , desechos animales y aceite y grasa . Las alcantarillas combinadas también pueden recibir drenaje de clima seco de riego de paisajes , deshidratación de construcción y lavado de edificios y aceras .

Los alcantarillados combinados pueden causar graves problemas de contaminación del agua durante los eventos de desbordamiento de alcantarillado combinado ( CSO ) cuando los flujos combinados de aguas residuales y escorrentía superficial exceden la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales, o del caudal máximo del sistema que transmite las fuentes combinadas. En los casos en que se produce una escorrentía superficial excepcionalmente alta (como grandes tormentas), la carga en las ramas tributarias individuales del sistema de alcantarillado puede causar un atasco hasta un punto en que las aguas residuales sin tratar fluyen fuera de las fuentes de entrada, como los inodoros, lo que hace que los edificios habitados se inunden con una mezcla tóxica de aguas residuales y escorrentía, lo que genera enormes cargas financieras para la limpieza y reparación. Cuando los sistemas de alcantarillado combinado experimentan estos caudales superiores a los normales, los sistemas de alivio hacen que las descargas que contienen desechos humanos e industriales fluyan a ríos, arroyos u otros cuerpos de agua. Estos eventos con frecuencia causan consecuencias negativas tanto ambientales como de estilo de vida, incluidos cierres de playas, mariscos contaminados que no son seguros para el consumo y contaminación de fuentes de agua potable, lo que las vuelve temporalmente inseguras para beber y requiere hervirlas antes de usarlas, como bañarse o lavar platos. [2]

La mitigación de los desbordes de alcantarillado combinados incluye la separación de alcantarillado, el almacenamiento de CSO, la expansión de la capacidad de tratamiento de aguas residuales, cuencas de retención , instalaciones de detección y desinfección, reducción de los flujos de aguas pluviales, infraestructura verde y sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real .

Este tipo de diseño de alcantarillado por gravedad se utiliza con menos frecuencia en la actualidad cuando se construyen nuevos sistemas de alcantarillado. Los diseños de alcantarillado actuales excluyen la escorrentía superficial mediante la construcción de alcantarillas sanitarias , pero muchas ciudades y pueblos antiguos siguen utilizando sistemas de alcantarillado combinados construidos previamente. [3]

Desarrollo

Las primeras alcantarillas fueron diseñadas para llevar el agua de escorrentía de las calles fuera de las áreas habitadas y hacia las vías fluviales superficiales sin tratamiento. Antes del siglo XIX, era común vaciar los recipientes para desechos humanos, por ejemplo, los orinales , en las calles de las ciudades y sacrificar animales en " barrotes " callejeros abiertos. El uso de animales de tiro, como caballos, y el pastoreo de ganado por las calles de la ciudad significaba que la mayoría contenía grandes cantidades de excrementos. Antes del desarrollo del macadán como material de pavimentación en el siglo XIX, los sistemas de pavimentación eran en su mayoría porosos, de modo que la precipitación pudiera empaparse y no escurrirse, y el agua de lluvia de los tejados urbanos a menudo se almacenaba en tanques de agua de lluvia. Las alcantarillas abiertas, que consistían en cunetas y lechos de arroyos urbanos, eran comunes en todo el mundo antes del siglo XX.

Fotografía del interior de un alcantarillado combinado en Brighton, Inglaterra .

En la mayoría de los países desarrollados, a finales del siglo XIX y principios del XX se hicieron grandes esfuerzos para cubrir las alcantarillas que antes eran abiertas, convirtiéndolas en sistemas cerrados con tuberías de hierro fundido, acero u hormigón, mampostería y arcos de hormigón, mientras que las calles y aceras se cubrían cada vez más con sistemas de pavimento impermeable. La mayoría de los sistemas de recolección de aguas residuales del siglo XIX y principios y mediados del XX utilizaban sistemas de una sola tubería que recolectaban tanto las aguas residuales como las escorrentías urbanas de las calles y los techos (en la medida en que el agua de lluvia relativamente limpia de los techos no se almacenaba en barriles y cisternas para beber y lavar). Este tipo de sistema de recolección se conoce como "sistema de alcantarillado combinado". La razón para combinar los dos era que sería más barato construir un solo sistema. [4] : 8  La mayoría de las ciudades en ese momento no tenían plantas de tratamiento de aguas residuales , por lo que no se percibía ninguna ventaja para la salud pública en la construcción de un sistema separado de "alcantarillado de aguas superficiales" (terminología del Reino Unido) o " alcantarillado pluvial " (terminología de los EE. UU.). [2] : pp. 2–3  Además, antes de la era del automóvil, era probable que la escorrentía estuviera típicamente altamente contaminada con desechos animales. Además, hasta mediados del siglo XIX, el uso frecuente de mataderos contribuía a generar más desechos. La sustitución generalizada de caballos por propulsión automotriz, la pavimentación de calles y superficies de la ciudad, la construcción de mataderos municipales y el suministro de agua potable en el siglo XX cambiaron la naturaleza y el volumen de la escorrentía urbana para que fuera inicialmente más limpia, incluyera agua que antes se absorbía y que anteriormente se ahorraba en el agua de lluvia de los tejados después de que las alcantarillas combinadas ya se adoptaran ampliamente.

Cuando se construyeron, los sistemas de alcantarillado combinados generalmente se dimensionaron para transportar de tres [2] : pp. 2–4  a 160 veces los flujos promedio de aguas residuales en clima seco. [5] : 136  Por lo general, no es factible tratar el volumen de aguas residuales mixtas y escorrentía superficial que fluye en un alcantarillado combinado durante los eventos de escorrentía máxima causados ​​por el deshielo o la precipitación convectiva . A medida que las ciudades construían plantas de tratamiento de aguas residuales, esas plantas generalmente se construían para tratar solo el volumen de aguas residuales que fluían durante el clima seco. Se instalaron estructuras de alivio en el sistema de recolección para desviar las aguas residuales no tratadas mezcladas con la escorrentía superficial durante el clima húmedo, protegiendo a las plantas de tratamiento de aguas residuales de los daños causados ​​si los flujos máximos alcanzaban las obras de cabecera . [6]

Desbordes de alcantarillado combinados (CSO)

Salida combinada de aguas residuales hacia el río Anacostia en Washington, DC
El CSO de Ratcliff Beach se vierte en el río Támesis en Londres [7]

Estas estructuras de alivio, llamadas "reguladores de aguas pluviales" (en inglés americano - o "desbordamientos de alcantarillado combinado" en inglés británico ) se construyen en sistemas de alcantarillado combinado para desviar los flujos que exceden el caudal de diseño máximo de la planta de tratamiento de aguas residuales. [6] Los alcantarillados combinados se construyen con secciones de control que establecen relaciones de descarga por etapas o de descarga diferencial de presión que pueden predecirse o calibrarse para desviar los flujos que exceden la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales. Se puede utilizar un vertedero saltador como dispositivo regulador que permita que los caudales típicos de aguas residuales en clima seco caigan en un alcantarillado interceptor hacia la planta de tratamiento de aguas residuales, pero que haga que una parte importante de los caudales más altos salten por encima del interceptor hacia el emisario de desviación. Alternativamente, se puede dimensionar un orificio para aceptar la capacidad de diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales y hacer que el exceso de flujo se acumule por encima del orificio hasta que sobrepase un vertedero de desbordamiento lateral hacia el emisario de desviación. [5] : 112–114 

Las estadísticas de CSO pueden ser confusas porque el término puede describir la cantidad de eventos o la cantidad de ubicaciones de estructuras de alivio en las que pueden ocurrir tales eventos. Un evento de CSO, como se usa el término en inglés americano, ocurre cuando las aguas residuales y pluviales mezcladas se desvían de una sección de control del sistema de alcantarillado combinado hacia un río, arroyo, lago u océano a través de un emisario de desviación diseñado , pero sin tratamiento. La frecuencia y duración de los desbordamientos varía tanto de un sistema a otro como de un emisario a otro, dentro de un solo sistema de alcantarillado combinado. Algunos emisarios de CSO descargan con poca frecuencia, mientras que otros se activan cada vez que llueve. [2] : págs. 2–3, 2–4 

El componente de aguas pluviales contribuye con contaminantes al CSO; pero una fracción importante de la contaminación es la primera descarga sucia de biopelícula acumulada y sólidos sanitarios arrastrados del perímetro mojado por clima seco de las alcantarillas combinadas durante la turbulencia del flujo máximo . [8] Cada tormenta es diferente en la cantidad y el tipo de contaminantes que aporta. Por ejemplo, las tormentas que ocurren a fines del verano, cuando no ha llovido durante un tiempo, tienen la mayor cantidad de contaminantes. Contaminantes como aceite, grasa, coliformes fecales de desechos de mascotas y vida silvestre y pesticidas se vierten en el sistema de alcantarillado. En áreas de clima frío, los contaminantes de los automóviles, las personas y los animales también se acumulan en superficies duras y césped durante el invierno y luego se vierten en los sistemas de alcantarillado durante las fuertes lluvias de primavera.

Impactos en la salud

Los vertidos de CSO durante fuertes tormentas pueden causar graves problemas de contaminación del agua. Los vertidos contienen desechos humanos e industriales y pueden provocar el cierre de playas, restricciones en el consumo de mariscos y la contaminación de fuentes de agua potable. [2]

Comparación con desbordes de alcantarillado sanitario

Los desbordes de alcantarillado sanitario se diferencian de los desbordes de alcantarillado en que estos últimos son causados ​​por obstrucciones, daños o flujos en exceso de la capacidad del sistema de alcantarillado (en lugar de la capacidad de la planta de tratamiento). [2] : Cap.4  Los desbordes de alcantarillado sanitario pueden ocurrir en cualquier punto bajo del sistema de alcantarillado en lugar de en las estructuras de alivio de los desbordes de alcantarillado sanitario. La ausencia de un emisario de desviación a menudo hace que los desbordes de alcantarillado sanitario inunden las estructuras residenciales y/o fluyan sobre las superficies de las carreteras transitadas antes de llegar a los canales de drenaje naturales. Los desbordes de alcantarillado sanitario pueden causar mayores riesgos para la salud y daños ambientales que los desbordes de alcantarillado sanitario si ocurren durante el tiempo seco cuando no hay escorrentía de precipitaciones para diluir y eliminar los contaminantes de las aguas residuales.

OSC en Estados Unidos

La mayoría de los sistemas de alcantarillado combinados de EE. UU. se encuentran en las regiones del Noreste y de los Grandes Lagos , y en el Noroeste del Pacífico .

En los EE. UU., aproximadamente 860 comunidades tienen sistemas de alcantarillado combinados que atienden a unos 40  millones de personas. [9] Los contaminantes de las descargas de CSO pueden incluir bacterias y otros patógenos , sustancias químicas tóxicas y desechos. Estos contaminantes también se han relacionado con la resistencia a los antimicrobianos , lo que plantea graves problemas de salud pública. [10] La Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. (EPA) emitió una política en 1994 que requiere que los municipios realicen mejoras para reducir o eliminar los problemas de contaminación relacionados con CSO. [11] La política se implementa a través del programa de permisos del Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes (NPDES) . La política definió los parámetros de calidad del agua para la seguridad de un ecosistema; permitió acciones específicas del sitio para controlar los CSO de la manera más práctica para la comunidad; se aseguró de que el control de los CSO no exceda el presupuesto de la comunidad; y permitió que los parámetros de calidad del agua fueran flexibles, según las condiciones específicas del sitio. La Política de Control de CSO exigía que todas las plantas de tratamiento de propiedad pública tuvieran "nueve controles mínimos" en funcionamiento antes del 1 de enero de 1997, con el fin de reducir los efectos del desbordamiento de aguas residuales mediante la introducción de pequeñas mejoras en los procesos existentes. [12] En 2000, el Congreso modificó la Ley de Agua Limpia para exigir a los municipios que cumplieran con la política de la EPA. [13]

Mitigación de las OSC

La mitigación de los desbordes de alcantarillado combinado incluye la separación de alcantarillado, el almacenamiento de CSO, la expansión de la capacidad de tratamiento de aguas residuales, cuencas de retención , instalaciones de cribado y desinfección, la reducción de los flujos de aguas pluviales, la infraestructura verde y los sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real . Por ejemplo, las ciudades con desbordes de alcantarillado combinado emplean uno o más enfoques de ingeniería para reducir las descargas de aguas residuales sin tratar, entre ellos:

  • Utilizar un enfoque de infraestructura verde para mejorar la capacidad de gestión de aguas pluviales en todo el sistema y reducir la sobrecarga hidráulica de la planta de tratamiento [14]
  • Reparación y sustitución de equipos con fugas o que funcionan mal [2]
  • aumentar la capacidad hidráulica general del sistema de recolección de aguas residuales (a menudo una opción muy costosa).

La Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido identificó descargas intermitentes insatisfactorias y emitió una Directiva de Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas que exige acciones para limitar la contaminación causada por desbordes de alcantarillas combinadas. [15] En 2009, el Consejo Canadiense de Ministros de Medio Ambiente adoptó una Estrategia para la Gestión de Efluentes de Aguas Residuales Municipales para todo Canadá que incluye estándares nacionales para (1) eliminar el material flotante de los desbordes de alcantarillas combinadas, (2) prevenir desbordes de alcantarillas combinadas durante el tiempo seco, y (3) prevenir que el desarrollo o la reurbanización aumenten la frecuencia de los desbordes de alcantarillas combinadas. [16]

La rehabilitación de los sistemas de alcantarillado combinados para mitigar los CSO requiere redes de monitoreo extensas que se están volviendo más frecuentes a medida que disminuyen los costos de sensores y comunicaciones. [17] Estas redes de monitoreo pueden identificar cuellos de botella que causan el principal problema de CSO, o ayudar en la calibración de modelos hidrodinámicos o hidrológicos para permitir una mitigación de CSO rentable.

Los municipios de los Estados Unidos han estado llevando a cabo proyectos para mitigar el CSO desde la década de 1990. Por ejemplo, antes de 1990, la cantidad de aguas residuales combinadas sin tratar vertidas anualmente a lagos, ríos y arroyos en el sudeste de Michigan se estimaba en más de 30 mil millones de galones estadounidenses (110.000.000 m3 ) por año. En 2005, con casi mil millones de dólares de una inversión planificada de $2.4 mil millones en CSO puesta en marcha, los vertidos sin tratar se han reducido en más de 20 mil millones de galones estadounidenses (76.000.000 m3 ) por año. Esta inversión que ha producido una reducción del 85 por ciento en CSO ha incluido numerosas mejoras de separación de alcantarillado, instalaciones de almacenamiento y tratamiento de CSO y plantas de tratamiento de aguas residuales construidas por los gobiernos locales y regionales. [18]

En Estados Unidos, muchas otras zonas están llevando a cabo proyectos similares (véase, por ejemplo, el caso del estrecho de Puget en Washington). [19] Ciudades como Pittsburgh , Seattle , Filadelfia y Nueva York se están centrando en estos proyectos en parte porque están sujetas a decretos de consentimiento federal para resolver sus problemas de contaminación por carbono. La EPA y las agencias estatales utilizan tanto sanciones iniciales como sanciones estipuladas para hacer cumplir las iniciativas de mitigación de la contaminación por carbono y la eficiencia de sus cronogramas. Los departamentos de alcantarillado de los municipios, las empresas de ingeniería y diseño y las organizaciones ambientales ofrecen diferentes enfoques para las posibles soluciones.

Separación de alcantarillado

Algunas ciudades de Estados Unidos han emprendido proyectos de separación de alcantarillado, es decir, la construcción de un segundo sistema de tuberías para toda la comunidad o parte de ella. En muchos de estos proyectos, las ciudades han podido separar solo partes de sus sistemas combinados. Los altos costos o las limitaciones físicas pueden impedir la construcción de un sistema completamente separado. [20] En 2011, Washington, DC , separó sus alcantarillas en cuatro pequeños vecindarios a un costo de $11 millones. (El costo del proyecto también incluyó mejoras al sistema de tuberías de agua potable .) [21] [22]

Almacenamiento de OSC

Otra solución es construir una instalación de almacenamiento de CSO, como un túnel que pueda almacenar el flujo de muchas conexiones de alcantarillado. Debido a que un túnel puede compartir la capacidad entre varios desagües, puede reducir el volumen total de almacenamiento que debe proporcionarse para un número específico de desagües. Los túneles de almacenamiento almacenan aguas residuales combinadas, pero no las tratan. Cuando termina la tormenta, los flujos se bombean fuera del túnel y se envían a una planta de tratamiento de aguas residuales. [18] Una de las principales preocupaciones con el almacenamiento de CSO es el tiempo que se almacena antes de ser liberado. Sin una gestión cuidadosa de este período de almacenamiento, el agua en la instalación de almacenamiento de CSO corre el riesgo de volverse séptica. [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ]

Washington, DC , está construyendo capacidad de almacenamiento subterráneo como su principal estrategia para abordar los CSO. En 2011, la ciudad comenzó la construcción de un sistema de cuatro túneles de almacenamiento profundos, adyacentes al río Anacostia , que reducirán los desbordamientos del río en un 98 por ciento, y en un 96 por ciento en todo el sistema. El sistema comprenderá más de 18 millas (29 km) de túneles con una capacidad de almacenamiento de 157 millones de galones estadounidenses (590.000 m 3 ). [23] El primer segmento del sistema de túneles, de 7 millas (11 km) de longitud, entró en funcionamiento en 2018. Los segmentos restantes del sistema de almacenamiento están programados para completarse en 2023. [24] (El proyecto general de la ciudad "Ríos Limpios", que se proyecta que costará $ 2.6 mil millones, incluye otros componentes, como la reducción de los flujos de aguas pluviales). [25] El Túnel de Almacenamiento de CSO de South Boston es un proyecto similar, completado en 2011.

Indianápolis , Indiana, está construyendo una capacidad de almacenamiento subterráneo en forma de un sistema de túneles de roca profunda de 28 millas (45 km) y 18 pies (5,5 m) de diámetro que conectará las dos plantas de tratamiento de aguas residuales existentes y proporcionará recolección de agua de descarga de los diversos sitios de CSO ubicados a lo largo del río White , Eagle Creek, Fall Creek , Pogue's Run y ​​Pleasant Run. [26] Citizens Energy Group está administrando los esfuerzos para construir las primeras fases de la obra, que incluye un conector de túnel de roca profunda de 250 pies (76 m) de profundidad entre la planta de tratamiento de aguas residuales de Belmont y la planta de tratamiento de aguas residuales de Southport. Los túneles adicionales se ramificarán bajo los cursos de agua existentes ubicados en Indianápolis. El costo planificado para el proyecto ascenderá a $1.9 mil millones. [27]

Fort Wayne , Indiana, está construyendo un túnel de 4,5 millas (7,2 km) y 14 pies (4,3 m) de diámetro, con un costo de 180 millones de dólares, debajo del 3RPORT [28] (Three Rivers Protection and Overflow Reduction Tunnel) para abordar la gran cantidad de CSO que desembocan en los ríos St. Mary's , St. Joseph y Maumee . El 3RPORT está aproximadamente a 160 pies (49 m) por debajo del nivel del suelo y se prevé que entre en servicio en 2023.

Ampliación de la capacidad de tratamiento de aguas residuales

Algunas ciudades han ampliado su capacidad básica de tratamiento de aguas residuales para manejar parte o la totalidad del volumen de CSO. En 2002, un litigio obligó a la ciudad de Toledo, Ohio , a duplicar su capacidad de tratamiento y construir un depósito de almacenamiento para eliminar la mayoría de los desbordes. La ciudad también acordó estudiar formas de reducir los flujos de aguas pluviales hacia el sistema de alcantarillado. ( Véase Reducción de los flujos de aguas pluviales.) [29]

Cuencas de retención

Otra solución son los estanques de tratamiento de retención o grandes tanques de hormigón que almacenan y tratan las aguas residuales combinadas. Estas estructuras subterráneas pueden tener una capacidad de almacenamiento y tratamiento que va desde 2 millones de galones estadounidenses (7600 m3 ) hasta 120 millones de galones estadounidenses (450 000 m3 ) de aguas residuales combinadas. Aunque cada instalación es única, el funcionamiento típico de una instalación es el siguiente. Los flujos de las alcantarillas sobrecargadas se bombean a un estanque que se divide en compartimentos. El primer compartimento de descarga captura y almacena los flujos con el nivel más alto de contaminantes de la primera parte de una tormenta. Estos contaminantes incluyen aceite de motor , sedimentos, sal para carreteras y productos químicos para el césped (pesticidas y fertilizantes ) que son recogidos por las aguas pluviales cuando se escurren por las carreteras y los céspedes. Los flujos de este compartimento se almacenan y se envían a la planta de tratamiento de aguas residuales cuando hay capacidad en el alcantarillado interceptor después de la tormenta. El segundo compartimento es un compartimento de tratamiento o de flujo continuo. Los flujos se desinfectan inyectando hipoclorito de sodio o lejía a medida que ingresan a este compartimento. Luego, los flujos tardan entre 20 y 30 minutos en llegar al final del compartimento. Durante este tiempo, se eliminan las bacterias y se sedimentan los materiales sólidos de gran tamaño. Al final del compartimento, se retiran los residuos sanitarios restantes de la parte superior y los flujos tratados se descargan en el río o lago. [18]

La ciudad de Detroit , Michigan, utiliza un sistema de nueve cuencas de retención de CSO e instalaciones de desinfección y cribado que son propiedad de la Autoridad del Agua de los Grandes Lagos y están operadas por ella. Estas cuencas están ubicadas en los desagües de alcantarillado combinados originales ubicados a lo largo del río Detroit y el río Rouge dentro del área metropolitana de Detroit. Estas instalaciones están diseñadas generalmente para contener dos pulgadas de escorrentía de aguas pluviales , con la capacidad de desinfectar los desbordes durante eventos de lluvias extremas en climas húmedos.

Instalaciones de detección y desinfección

Las instalaciones de cribado y desinfección tratan el CSO sin almacenarlo. Se denominan instalaciones de "flujo continuo" y utilizan pantallas finas para eliminar los sólidos y los desechos sanitarios de las aguas residuales combinadas. Los flujos se inyectan con hipoclorito de sodio para la desinfección y se mezclan a medida que pasan por una serie de pantallas finas para eliminar los residuos. Las pantallas finas tienen aberturas que varían en tamaño de 4 a 6 mm, o un poco menos de un cuarto de pulgada. El flujo se envía a través de la instalación a una velocidad que proporciona tiempo suficiente para que el hipoclorito de sodio mate las bacterias. Todos los materiales eliminados por las pantallas se envían luego a la planta de tratamiento de aguas residuales a través del alcantarillado interceptor. [30]

Reducción de los caudales de aguas pluviales

Las comunidades pueden implementar técnicas de desarrollo de bajo impacto para reducir los flujos de aguas pluviales hacia el sistema de recolección. Esto incluye:

Infraestructura verde

Las iniciativas de mitigación de los daños causados ​​por las OSC que se componen únicamente de la reconstrucción del sistema de alcantarillado se denominan infraestructura gris, mientras que las técnicas como el pavimento permeable y la recolección de agua de lluvia se denominan infraestructura verde . A menudo se producen conflictos entre la autoridad de alcantarillado de un municipio y sus organizaciones ambientalmente activas entre los planes de infraestructura gris y verde. [ cita requerida ]

El Informe de la EPA de 2004 al Congreso sobre las OSC ofrece una revisión de las tecnologías disponibles para mitigar los impactos de las OSC. [2] : Cap. 8 

Sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real

Los recientes avances tecnológicos en detección y control han permitido la implementación de sistemas de soporte de decisiones en tiempo real (RT-DSS) para la mitigación de CSO. Mediante el uso de la tecnología de Internet de las cosas y la computación en la nube , los eventos de CSO ahora se pueden mitigar ajustando dinámicamente los puntos de ajuste para compuertas móviles, estaciones de bombeo y otros activos accionados en alcantarillas y sistemas de gestión de aguas pluviales. Una tecnología similar, llamada control de tráfico adaptativo , se utiliza para controlar el flujo de vehículos a través de los semáforos. Los sistemas RT-DSS aprovechan la variabilidad temporal y espacial de las tormentas, así como los tiempos de concentración variables debido a los diversos usos de la tierra en la cuenca del alcantarillado para coordinar y optimizar los activos de control. Al maximizar el almacenamiento y el transporte, los RT-DSS pueden minimizar los desbordamientos utilizando la infraestructura existente. Se han llevado a cabo implementaciones exitosas de RT-DSS en todo Estados Unidos [31] [32] [33] y Europa. [34]

El control en tiempo real (RTC) puede ser heurístico o basado en modelos. El control basado en modelos es teóricamente más óptimo, [35] pero debido a la facilidad de implementación, el control heurístico se aplica con más frecuencia. Generar evidencia suficiente de que el RTC es una opción adecuada para la mitigación de la OSC sigue siendo problemático, aunque nuevos métodos de desempeño podrían hacerlo posible. [36]

Reglamento

Reino Unido

En el Reino Unido existe una diferencia legal entre un alcantarillado pluvial y un alcantarillado de aguas superficiales. No existe derecho de conexión a un alcantarillado de desbordamiento de aguas pluviales según el artículo 106 de la Ley de la Industria del Agua. [37]

Normalmente, se trata de la tubería que desemboca en un curso de agua, aguas abajo de un desbordamiento de alcantarillado combinado. Recogen el exceso de caudal de un alcantarillado combinado. Un alcantarillado de aguas superficiales transporta agua de lluvia; legalmente, existe un derecho de conexión para el agua de lluvia a este alcantarillado público. Un alcantarillado público de aguas pluviales puede descargar en un alcantarillado público de aguas superficiales, pero no al revés, sin un cambio legal en el estado del alcantarillado por parte de la compañía de agua.

Historia

Una tubería medieval en el casco antiguo de Estocolmo depositaba antiguamente las aguas residuales en la calle para que fueran arrastradas por la lluvia.
Canal de alcantarillado de una casa medieval, como se representa en el Retablo de Santa Bárbara de 1447 en el Museo Nacional de Varsovia .

Los sistemas de alcantarillado combinados eran comunes cuando se desarrollaron por primera vez los sistemas de alcantarillado urbano, a fines del siglo XIX y principios del XX. [3]

Los descubrimientos arqueológicos han demostrado que algunos de los primeros sistemas de alcantarillado se desarrollaron en el tercer milenio a. C. en las antiguas ciudades de Harappa y Mohenjo-Daro, en el actual Pakistán . Las alcantarillas primitivas estaban excavadas en el suelo junto a los edificios. Este descubrimiento revela la comprensión conceptual de la eliminación de residuos por parte de las civilizaciones primitivas. [38]

Sociedad y cultura

Una tubería de alcantarillado combinada instalada por la empresa de alcantarillado de la ciudad de Gante, Bélgica.

La imagen de las alcantarillas se repite en la cultura europea, ya que a menudo se utilizaban como escondites o rutas de escape para los despreciados o los perseguidos, incluidos los partisanos y los combatientes de la resistencia en la Segunda Guerra Mundial . Los combates estallaron en las alcantarillas durante la Batalla de Stalingrado . Los únicos supervivientes del Levantamiento de Varsovia y del gueto de Varsovia hicieron su escape final a través de las alcantarillas de la ciudad. Algunos han comentado que los grabados de prisiones imaginarias de Piranesi se inspiraron en la Cloaca Máxima , una de las alcantarillas más antiguas del mundo.

En la ficción

El tema de viajar, esconderse o incluso residir en alcantarillas combinadas es un recurso argumental común en los medios. Ejemplos famosos de vivir en alcantarillas son las Tortugas Ninja , It de Stephen King , Los miserables , El tercer hombre , Ladyhawke , Mimic , El fantasma de la ópera , La bella y la bestia y Jet Set Radio Future . La novela de Todd Strasser Y2K-9: el perro que salvó al mundo se centra en un perro que frustra amenazas terroristas de sabotear electrónicamente las plantas de tratamiento de aguas residuales estadounidenses.

Caimanes de alcantarilla

Una conocida leyenda urbana , la del caimán de las alcantarillas , habla de caimanes gigantes o cocodrilos que viven en las alcantarillas combinadas, especialmente en las grandes áreas metropolitanas. Dos esculturas públicas en Nueva York representan a un caimán arrastrando a una desventurada víctima hacia una alcantarilla . [39]

Se sabe que los caimanes se introducen en alcantarillas pluviales combinadas en el sureste de los Estados Unidos. Un circuito cerrado de televisión de una empresa de reparación de alcantarillas captó en vídeo a un caimán en una alcantarilla pluvial combinada. [40]

Véase también

Referencias

  1. ^ Hammer, Mark J. (1975). Tecnología del agua y de las aguas residuales . Nueva York: John Wiley & Son. ISBN 0-471-34726-4.
  2. ^ abcdefgh Informe al Congreso: Impactos y control de las OSC y las OSC (informe). Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Agosto de 2004. EPA 833-R-04-001.
  3. ^ de Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Ingeniería de aguas residuales . Nueva York: McGraw-Hill. pág. 119. ISBN 978-0-07-041675-8.
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  5. ^ ab Lawler, Joseph C. (1969). Diseño y construcción de alcantarillas sanitarias y pluviales . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles y Federación de Control de la Contaminación del Agua.
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  8. ^ Fan, Chi-Yuan; Field, Richard; Lai, Fu-hsiung. "Control de sedimentos en alcantarillado: descripción general de un programa de investigación de flujo en clima húmedo de la EPA" (PDF) . Universidad de California en Los Ángeles . Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . Archivado desde el original (PDF) el 13 de marzo de 2016 . Consultado el 12 de marzo de 2016 .
  9. ^ "Preguntas frecuentes sobre desbordamiento de alcantarillado combinado". Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes . EPA. 2021-11-23.
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