Las máquinas de depuración del río Vístula deben entenderse dentro de un sistema más amplio de gestión del agua, protección contra inundaciones, control de la calidad del agua y mantenimiento de infraestructuras hidráulicas. En el tramo superior del río, las actuaciones combinan infraestructura verde y gris, mientras que en Gdansk las instalaciones tecnológicas del túnel bajo el Vístula incorporan sensores, automatización, ventilación y sistemas de control relacionados con la seguridad y la calidad del aire.
La solución aplicada en el área de Sandomierz integra la renaturalización de embalses, la restauración de humedales, la modernización de terraplenes fluviales, la reconstrucción de estaciones de bombeo y la creación de canales de descarga de agua. Estas actuaciones no constituyen una única máquina de depuración, pero sí forman una red técnica y ambiental destinada a retener, controlar y evacuar el exceso de agua, reduciendo la exposición de las zonas urbanas y mejorando la gestión de la cuenca.
El río Vístula y el contexto de sus sistemas hidráulicos
El río Vístula es un río de 1.046 km de largo que brota en el sur de Polonia y termina en el Mar Báltico. El Vístula Superior se extiende sobre las tres provincias polacas de Małopolskie, Podkarpackie y Swietokrzyskie. La región del Vístula Superior abarca una superficie de 43.000 km2, incluidas las ciudades de Cracovia, Tarnow, Kielce, Nowy Sacz, Rzeszow, Przemysl y Krosno.
La zona también es conocida por sus extraordinarios valores naturales. La región es propensa al riesgo de inundaciones tanto en invierno como en verano. Esto incluye diferentes tipos de inundaciones como Freshets, inundaciones repentinas, inundaciones pluviales, inundaciones de nieve fundida e inundaciones causadas por presas de hielo en los ríos.
| Elemento | Dato |
|---|---|
| Longitud del río Vístula | 1.046 km |
| Superficie del Vístula Superior | 43.000 km2 |
| Provincias del Vístula Superior | Małopolskie, Podkarpackie y Swietokrzyskie |
| Ubicaciones de las medidas ecológicas | 15 ubicaciones a lo largo del río Vístula Superior |
Qué funciones cumplen las máquinas y equipos hidráulicos
En la gestión del Vístula, los equipos mecánicos y automatizados se utilizan para controlar el movimiento del agua, elevarla, evacuar excedentes y supervisar el funcionamiento de las instalaciones. La intervención de modernización incluye también la (re)construcción de estaciones de bombeo de agua y canales de descarga de agua, que ayudan a descargar el agua en exceso.
Las estaciones de bombeo son especialmente importantes en las zonas protegidas por terraplenes, donde el agua acumulada no siempre puede salir por gravedad. Los canales de descarga complementan estas instalaciones al conducir el agua hacia zonas receptoras y reducir el tiempo de permanencia de los caudales acumulados.
La renaturalización de los embalses y la restauración de humedales se consideran medidas ecológicas para reducir la exposición de las personas a las inundaciones. Estas medidas de adaptación se implementan en 15 ubicaciones a lo largo del río Vístula Superior y tienen como objetivo aumentar la capacidad de retención de agua controlada de la zona.
De hecho, los embalses naturalizados y los humedales restaurados se utilizan para capturar el excedente de agua de los ríos y, por lo tanto, para reducir el riesgo de inundaciones. Estas medidas verdes se combinan con las grises: expansión, reconstrucción y modernización de los terraplenes fluviales, con el objetivo específico de proteger aún más las áreas urbanizadas de las inundaciones, reduciendo el riesgo de desbordamiento de agua.
Estaciones de bombeo y canales de descarga
La reconstrucción de estaciones de bombeo forma parte del conjunto de equipos destinado a controlar los excedentes de agua en el entorno del Vístula. Su función se relaciona con la evacuación del agua acumulada en áreas bajas, zonas urbanas y espacios protegidos por terraplenes.
La intervención de modernización incluye también la (re)construcción de estaciones de bombeo de agua y canales de descarga de agua, que ayudan a descargar el agua en exceso. La ampliación, reconstrucción y modernización de los terraplenes fluviales se integra con estas instalaciones para crear un sistema coordinado de protección hidráulica.
Relación entre bombeo, retención y protección urbana
Los equipos de bombeo no funcionan de forma aislada. Las medidas verdes retienen parte del excedente, los terraplenes protegen las áreas urbanizadas y las estaciones de bombeo y los canales de descarga permiten gestionar el agua que permanece dentro de las zonas protegidas.
El objetivo principal de las medidas de adaptación implementadas en el área de Sandomierz es aumentar la capacidad de retención y reducir el riesgo de inundación en esta ciudad y sus alrededores, también a la luz del cambio climático futuro. Otros objetivos que se consideraron en el diseño de las soluciones son: la protección de la salud y la seguridad públicas, la conservación de la biodiversidad, los objetivos medioambientales en relación con la calidad del agua, la protección del suelo, el paisaje y el patrimonio cultural, y la prosperidad económica.
Terraplenes, diques y control del desbordamiento
El área terraplenada existente se amplía para incluir el área entera que se puede inundar durante niveles de agua altos. Además, los terraplenes se elevan hasta una elevación máxima de 1,4 m, lo que garantiza que las coronas de terraplenes a lo largo de ambas orillas del río se adapten al mismo nivel de seguridad.
La ampliación y elevación de los terraplenes reducen la probabilidad de que el agua alcance las áreas urbanizadas durante los episodios de caudal elevado. Su funcionamiento depende, sin embargo, de la conservación de las estructuras, del control de filtraciones y de la evacuación del agua acumulada en el lado protegido.
La modernización de los terraplenes se combina con la restauración de las funcionalidades del dique. Estas actuaciones forman parte de un enfoque híbrido e integrado de medidas de infraestructura verde y gris, incluidas algunas medidas institucionales.
Por qué Sandomierz necesita sistemas de control del agua
Este estudio de caso se centra en una parte específica de las áreas del Vístula Superior, a saber, el área cerca de la ciudad de Sandomierz, en la provincia de Swietokrzyskie. El área se caracteriza por varios afluentes significativos, incluyendo San Rive, el mayor afluente de los Cárpatos del río Vístula.
El principal desafío en la región del Vístula Superior es la alta ocurrencia de inundaciones. Las precipitaciones y la escorrentía en la zona son, respectivamente, un 15 % y un 50 % superiores a la media de Polonia.
Otros elementos que determinan la alta vulnerabilidad a las inundaciones son: una red hidrográfica densa, pendientes pronunciadas, forma ovalada de la cuenca hidrográfica, alta intensidad de carreteras y alta densidad de población en la cuenca hidrográfica.
Las inundaciones son de origen diverso: inundaciones repentinas causadas por aguaceros intensos y de corta duración, frescores causados por el derretimiento de la nieve e inundaciones causadas por presas de hielo.
Inundaciones de 2010 y 2011
Las inundaciones de mayo y junio de 2010 fueron causadas por fuertes lluvias y han resultado en diques colapsados en el área vecina de Sandomierz, afectando a esta ciudad y las ciudades vecinas de Tarnobrzeg y Gorzyce. En Sandomierz, se inundó un área de 1.154 ha, lo que corresponde al 40% de su extensión total.
El área se inundó durante aproximadamente dos semanas y la región tuvo un estancamiento de varios meses. Las pérdidas por inundaciones se estimaron en aproximadamente 100 millones EUR, mientras que 3 000 personas fueron evacuadas y 4 murieron.
Luego, en julio de 2011, las fuertes lluvias causaron otro evento de inundación, dañando el casco antiguo de Sandomierz, la infraestructura vial, la red de alcantarillado y las áreas recreativas. Las pérdidas totales ascendieron a casi 2 millones EUR.
| Impacto | Dato |
|---|---|
| Área inundada en Sandomierz en 2010 | 1.154 ha |
| Porcentaje de la extensión total inundada | 40% |
| Personas evacuadas en 2010 | 3 000 |
| Víctimas mortales en 2010 | 4 |
| Pérdidas estimadas en 2010 | aproximadamente 100 millones EUR |
| Pérdidas en julio de 2011 | casi 2 millones EUR |
Medidas verdes y grises para la gestión del Vístula
La solución adoptada para reducir el riesgo de inundación y mejorar la protección contra las inundaciones en el área de Sandomierz es un enfoque híbrido e integrado de medidas de infraestructura verde y gris, incluidas algunas medidas institucionales.
Estas soluciones se diseñaron en el marco de los planes hidrológicos de cuenca del Vístula, que forman parte de la aplicación de la Directiva marco europea sobre el agua y la Directiva europea sobre inundaciones.
Infraestructura verde
- Renaturalización de embalses.
- Restauración de humedales.
- Aumento de la capacidad de retención de agua controlada.
- Captura del excedente de agua de los ríos.
- Conservación de la biodiversidad y de los valores naturales.
La renaturalización de los embalses y la restauración de humedales se consideran medidas ecológicas para reducir la exposición de las personas a las inundaciones. Estas medidas de adaptación se implementan en 15 ubicaciones a lo largo del río Vístula Superior y tienen como objetivo aumentar la capacidad de retención de agua controlada de la zona.
Infraestructura gris
- Expansión de los terraplenes fluviales.
- Reconstrucción y modernización de los terraplenes.
- Elevación de los terraplenes hasta una elevación máxima de 1,4 m.
- Restauración de las funcionalidades del dique.
- Reconstrucción de estaciones de bombeo de agua.
- Construcción y modernización de canales de descarga de agua.
Estas medidas verdes se combinan con las grises: expansión, reconstrucción y modernización de los terraplenes fluviales, con el objetivo específico de proteger aún más las áreas urbanizadas de las inundaciones, reduciendo el riesgo de desbordamiento de agua.
Automatización y sensores en el túnel bajo el Vístula de Gdansk
El túnel bajo el rio Vístula de Gdańsk fue inaugurado el pasado 24 de abril de 2016, y con sus 1,4 Km, en la actualidad es el túnel en servicio más largo de Polonia, y el primero en construirse mediante TBM.
La construcción en Gdansk de un túnel bajo el río Vístula constituye una infraestructura estratégica, ubicada en las inmediaciones del puerto de mayor calado del mar Báltico y considerado el principal hub de Europa del Este.
La actuación incluye 2,4 km de autovía, de los cuales 1,1 km han sido excavados mediante una tuneladora hidroescudo de 12,6 metros de diámetro, diseñada específicamente para este proyecto.
La infraestructura cuenta con un diámetro interior de 11 metros y alberga una calzada con dos carriles de 3,5 metros, con arcenes de 50 y 70 cm, además de dos aceras de 1 metro.
Sistemas tecnológicos instalados
Todos los sistemas e infraestructuras tecnológicas han sido realizados por un consorcio polaco-español, liderado por ETRA, y son los siguientes:
- Instalaciones de energía en media tensión y centros de transformación.
- Sistema de distribución de energía en baja tensión.
- Instalación de seguridad.
- Sistema de videovigilancia mediante cámaras CCTV y visualización en Centro de Control.
- Sistema de detección de incendios.
- Sistema de protección contra incendios.
- Sistema de ventilación incluyendo la sensorización de calidad del aire interior.
- Sistema de señalización dinámica mediante paneles de mensaje variable.
- Sistema de control de equipamiento mediante SCADA y equipos de sensorización y automatización.
- Instalación de iluminación.
- Red de comunicaciones, tanto por fibra óptica como el sistema de radiocomunicaciones.
- Instalación de megafonía.
El sistema de control de equipamiento mediante SCADA y equipos de sensorización y automatización permite supervisar el estado de los sistemas técnicos instalados en el túnel. La sensorización de calidad del aire interior se integra en el sistema de ventilación para controlar las condiciones ambientales del espacio cerrado.
La tuneladora como máquina de ingeniería hidráulica y subterránea
Cabe destacar que con esta obra la compañía se convierte en la primera empresa española en ejecutar en el exterior un túnel bajo el canal de navegación de un río utilizando una tuneladora de estas características.
Asimismo, se trata del primer túnel viario construido en Polonia y el mayor ejecutado en el país con tuneladora. El proyecto recibió reconocimientos por la aplicación de soluciones innovadoras, eficientes y de menor impacto ambiental.
Durante la ejecución de los túneles bajo el río Vístula, el proyecto ha recibido numerosos reconocimientos, entre los que destacan el primer premio “Construir Seguro” en 2012 y 2014, otorgado por la Inspección de Trabajo Regional de Pomerania; el primer premio en la categoría de obras urbanas en la VII edición de los Premios Potencia (2013), en reconocimiento a la aplicación de soluciones innovadoras, eficientes y de menor impacto ambiental; y el galardón de “Obra del Año 2015”, concedido por la Asociación de Ingenieros y Técnicos de Construcción (PZITB), junto con el Ministerio de Infraestructura y Construcción de Polonia.
Control, comunicaciones y seguridad de las instalaciones
La gestión técnica de una infraestructura situada bajo el río exige integrar energía, comunicaciones, detección, ventilación, iluminación y automatización. El sistema de videovigilancia mediante cámaras CCTV y visualización en Centro de Control permite supervisar los espacios interiores y las condiciones de operación.
El sistema de detección de incendios y el sistema de protección contra incendios forman una parte específica de la seguridad de la infraestructura. La señalización dinámica mediante paneles de mensaje variable facilita la transmisión de información operativa a los usuarios del túnel.
La red de comunicaciones, tanto por fibra óptica como el sistema de radiocomunicaciones, conecta los distintos equipos y permite mantener la comunicación en el interior y en las zonas de control. La instalación de megafonía complementa estos sistemas para transmitir mensajes dentro de la infraestructura.
Riesgos futuros y necesidad de mantenimiento
Aunque el riesgo de inundación actual ya es alto, los modelos de cambio climático indicaron que este riesgo aumentará enormemente. En la región del Vístula Superior, la zona adicional propensa a las inundaciones puede extenderse hasta 1 751 km2 en caso de una inundación del período de retorno de 1 en 100 años de aquí a 2050, incluida una zona urbana adicional de 89 km2.
Se espera que las infraestructuras verdes y grises sean permanentes si se proporciona un mantenimiento adecuado. La duración efectiva de las estaciones de bombeo, canales, terraplenes, embalses naturalizados y humedales restaurados depende de la conservación de sus funciones hidráulicas y ambientales.
Durante la construcción se tuvo que mantener el valor natural de la zona. Por lo tanto, el impacto en los hábitats naturales y los hábitats de especies de interés comunitario, de acuerdo con las políticas de Natura 2000, tuvo que ser objeto de seguimiento.
Planificación, participación y requisitos legales
El diseño de las medidas de adaptación es competencia de las principales organizaciones que actúan en la cuenca hidrográfica del Vístula Superior: las autoridades regionales de gestión del agua de Cracovia, Kielce y Rzeszow. Estas autoridades trabajaron en estrecha colaboración con las autoridades locales.
Las medidas de adaptación verde y gris se diseñaron en el ámbito de los planes hidrológicos de cuenca elaborados de conformidad con la Directiva marco sobre el agua y la Directiva sobre inundaciones y, por lo tanto, han formado parte del proceso de consulta con las partes interesadas.
Las partes interesadas han participado a través del Comité de Participación Pública informal del Consejo de Gestión del Agua. Los 20 miembros de este Comité son representantes electos de diversos grupos de interés, como las autoridades gubernamentales locales, la agricultura, la pesca, otros sectores económicos y organizaciones ecológicas, así como los usuarios del agua y los administradores del agua.
Este Comité informal difundió información sobre el plan hidrológico de cuenca a las organizaciones participantes y otras partes interesadas, que tuvieron la oportunidad de expresar sus opiniones sobre los proyectos de planes.
Las partes interesadas y los ciudadanos podrían aportar su opinión a través de un primer cuestionario para identificar los principales problemas relacionados con las inundaciones que caracterizan la zona. Un segundo cuestionario tenía por objeto recabar información sobre posibles soluciones. Además, en el período 2008-2009 se organizaron seminarios y reuniones públicas.
Las medidas de adaptación se han aplicado en el ámbito de aplicación de las Directivas marco sobre el agua y sobre inundaciones de la UE, ambas incorporadas a la legislación nacional sobre el agua. La aplicación de las medidas de adaptación requería la aplicación de los procedimientos adecuados de evaluación del impacto ambiental.
La formulación de medidas de mitigación para prevenir los impactos ambientales y sociales es particularmente importante en el ámbito de la financiación recibida del Banco Mundial para la construcción.
Costes y beneficios de las actuaciones
El coste total de las medidas de adaptación aplicadas en la zona de Sandomierz asciende a unos 217 millones EUR. Esto incluye los costes incurridos para llevar a cabo la ampliación, reconstrucción y modernización de los terraplenes fluviales (medidas grises), así como la renaturalización de los embalses y la restauración de humedales (medidas ecológicas), incluidas las compras de tierras necesarias.
Se solicitaron y recibieron del Banco Mundial fondos para la aplicación de estas medidas. Los daños evitados por inundaciones en los edificios (5 632 edificios en total) se estimaron en unos 445 millones EUR en valores constantes.
Teniendo en cuenta únicamente esta estimación y, por tanto, sin tener en cuenta los efectos en las personas, la relación coste-beneficio es de 2,05, lo que implica que los beneficios esperados son al menos dos veces superiores a los costes.
| Indicador | Valor |
|---|---|
| Coste total de las medidas | unos 217 millones EUR |
| Edificios protegidos o considerados | 5 632 edificios |
| Daños evitados estimados | unos 445 millones EUR |
| Relación coste-beneficio | 2,05 |
Cronología de la implementación
El diseño del plan se origina a partir de 2011, durante el proceso de elaboración del 1o Plan Hidrológico de Cuenca. El plan, incluidas las medidas, se finalizó en 2015.
La aplicación de las medidas descritas se está llevando a cabo actualmente y se espera que concluya en 2019. Se espera que las infraestructuras verdes y grises sean permanentes si se proporciona un mantenimiento adecuado.
Elevación de aguas residuales | 5/10 | UPV
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