El diseño de una Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas (EDAR) para un municipio de 10.000 habitantes debe integrar el estudio del agua residual, la selección de la ubicación, el dimensionamiento de los colectores y equipos de tratamiento, la evaluación de los impactos ambientales y la gestión de los residuos generados.
El objetivo principal es depurar eficazmente las aguas residuales urbanas mediante instalaciones capaces de tratar los vertidos actuales y las variaciones previsibles de caudal, hasta alcanzar el grado de depuración necesario y cumplir los límites fijados por la Directiva del Consejo de la Unión Europea 91/271/CEE de 21 de mayo de 1.991, sobre Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas.
Objeto y alcance del proyecto
El objeto de este proyecto es diseñar y definir las instalaciones necesarias para la depuración de las aguas residuales procedentes de un núcleo urbano de 10.000 habitantes. La solución debe abarcar tanto la recogida de los vertidos como su tratamiento y la gestión posterior de los residuos producidos durante la actividad de la planta.
El diseño de una EDAR urbana requiere analizar las características del agua a tratar, determinar el punto óptimo de localización, definir las instalaciones y equipos de recogida y tratamiento, realizar un estudio de impacto ambiental y establecer un plan de gestión de los residuos generados.
El estudio se centrará en el diseño mecánico e hidráulico de colectores y de la estación de tratamiento. Las instalaciones incluidas en este proyecto son aquellas que permiten un tratamiento de las aguas residuales urbanas, con el fin de llegar a un tratamiento completo de todos los vertidos producidos.
Justificación de la necesidad de una EDAR
El agua es el recurso más fundamental del que disponemos, y cada vez se le va dando más importancia en la sociedad. La falta de depuradoras en muchos municipios supone un riesgo para la salud y los ecosistemas, y de ahí la importancia de este trabajo.
Las aguas residuales poseen un alto poder contaminante debido su elevada carga de materia orgánica y sólidos disueltos. Su vertido directo e incontrolado en un entorno natural constituye un problema medioambiental que ha de ser subsanado mediante un sistema de depuración eficaz.
En los últimos tiempos se han conocido noticias similares sobre problemas de depuración de aguas en España, y todas señalando el mismo problema: la falta de depuración de las aguas residuales y sus correspondientes expedientes y cuantiosas multas por parte de la Unión Europea.
Aunque este problema tiene diferentes causas, se debe en gran medida al vertido de casi 1.000 toneladas de nitratos procedentes de afluentes no tratados que han provocado la eutrofización masiva del agua, y la consiguiente pérdida de biodiversidad.
Este problema se da principalmente en provincias costeras, fruto del incumplimiento de normativas europeas sobre aguas, pero no es exclusivo de estos territorios. Se ha estimado que serían necesarios casi 30.000 millones de euros para actualizar y renovar las estructuras de abastecimiento y saneamiento de nuestro país a nivel nacional.
Datos de partida y población de diseño
La población de referencia del proyecto es de 10.000 habitantes. La capacidad de la EDAR debe establecerse considerando no solo la población actual, sino también las variaciones previsibles durante el horizonte temporal del proyecto.
El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y estudio de viabilidad de una planta depuradora de aguas residuales urbanas (EDAR) en el municipio madrileño de Soto del Real, de 8.694 habitantes. Esta EDAR será la encargada de la depuración de las aguas residuales, tanto las actuales como las previstas para el horizonte temporal del proyecto, mediante procesos fisicoquímicos y de manera eficiente para un horizonte temporal de 10 años y una población de diseño estimada de 13.000 habitantes.
Como en períodos estivales la población aumenta considerablemente en toda la zona, es interesante la construcción de una nueva EDAR en Soto del Real para el tratamiento de sus propias aguas residuales y poder aliviar así la presión de la EDAR de Santillana.
| Parámetro de planificación | Dato |
|---|---|
| Población considerada | 10.000 habitantes |
| Horizonte temporal de referencia | 10 años |
| Población de diseño citada en el estudio de viabilidad | 13.000 habitantes |
| Variación estacional relevante | Incremento de población en períodos estivales |
Estudio de las aguas residuales
El primer paso del diseño consiste en realizar un estudio de las características del agua a tratar. El análisis debe permitir conocer la composición del agua residual, identificar las cargas contaminantes y establecer las condiciones de funcionamiento que deberán soportar los equipos de la EDAR.
Las aguas residuales urbanas se caracterizan por la presencia de materia orgánica, sólidos disueltos y otros contaminantes que pueden afectar a la calidad del medio receptor. En la actualidad las aguas residuales de Robledillo de la Jara carecen de tratamiento y son vertidas directamente al Arroyo de Robledillo.
El conocimiento de la carga contaminante es necesario para definir el grado de depuración necesario y seleccionar los procesos fisicoquímicos adecuados. La información obtenida también sirve para calcular las necesidades hidráulicas y mecánicas de los colectores, los equipos de pretratamiento y las unidades posteriores.
El análisis del agua debe relacionarse con las variaciones de población y con los caudales que puedan producirse durante el año. En particular, el diseño debe considerar los aumentos de población que se registran en períodos estivales, ya que pueden incrementar la cantidad de agua residual que llega a la planta.
Recogida y transporte de las aguas residuales
El sistema de recogida debe conducir las aguas residuales desde el núcleo urbano hasta la EDAR de forma segura y controlada. El diseño debe incluir los colectores y, cuando sea necesario, los elementos mecánicos e hidráulicos que permitan transportar el agua hasta las instalaciones de tratamiento.
El estudio se centrará en el diseño mecánico e hidráulico de colectores y la estación de tratamiento. La definición de los colectores debe responder a las condiciones topográficas del municipio y a la necesidad de garantizar que todos los vertidos producidos lleguen a la planta.
En la actualidad las aguas residuales del casco urbano de esta localidad se bombean hasta la EDAR de Santillana, en el municipio de Manzanares el Real, para ser depuradas. La construcción de una nueva EDAR permite tratar las aguas residuales en el propio municipio y aliviar la presión de la instalación receptora.
En otros municipios, la ausencia de tratamiento ha obligado a considerar la conexión de los vertidos mediante varios colectores. En la actualidad esta localidad no dispone de planta de tratamiento de estas aguas vertiendo sus aguas residuales a partir de dos colectores en dos puntos de vertido muy próximos.
Selección de la ubicación de la EDAR
La localización de la EDAR debe determinarse mediante un análisis del punto óptimo de ubicación. Entre los aspectos fundamentales se encuentran la posición de los puntos de vertido, la topografía del terreno, la posibilidad de aprovechar el flujo por gravedad y la conexión con los colectores existentes o proyectados.
La ubicación debe facilitar la llegada de las aguas residuales y permitir la implantación de las unidades de tratamiento con una configuración hidráulica adecuada. También debe contribuir a reducir las necesidades de bombeo y a garantizar que el efluente tratado pueda ser conducido hasta el punto de vertido autorizado.
En el caso de Renedo de Esgueva, los puntos de vertido se localizan topográficamente, netamente por debajo de la cota de la parcela de ubicación de la planta. Esta condición debe tenerse en cuenta en el diseño hidráulico, puesto que puede afectar a la necesidad de incorporar equipos de elevación.
La selección de la parcela debe integrarse con el estudio de impacto ambiental. La localización final debe permitir resolver adecuadamente las afecciones sobre el entorno natural y sobre las zonas habitadas, además de garantizar la viabilidad constructiva y operativa de las instalaciones.
Diseño general de la línea de agua
El diseño de la línea de agua debe organizarse en una secuencia de tratamientos que permita eliminar progresivamente los contaminantes presentes en las aguas residuales urbanas. Las instalaciones deben diseñarse para conseguir una depuración eficaz del efluente.
El contenido del proyecto se divide en dos partes, en la primera se desarrolla una introducción y se exponen los conceptos básicos sobre la depuración de aguas residuales. En la segunda parte se desarrolla el diseño de la estación depuradora en el que se exponen y justifican todos sus elementos mecánicos.
La línea de tratamiento debe incluir los elementos necesarios para recibir el agua residual, retirar los materiales que puedan interferir con los procesos posteriores, reducir la carga contaminante y producir un efluente con el grado de depuración requerido.
La solución puede basarse en procesos fisicoquímicos, de manera eficiente para el horizonte temporal considerado. La selección definitiva de cada unidad debe justificarse a partir de las características del agua, los caudales de diseño, las condiciones del punto de vertido y los límites aplicables.
Pretratamiento y protección de los equipos
El pretratamiento tiene como función proteger las instalaciones posteriores frente a los materiales gruesos y los sólidos que puedan llegar con el agua residual. Su incorporación resulta necesaria para mejorar la fiabilidad de la planta y evitar problemas de funcionamiento en los equipos mecánicos.
Los elementos del pretratamiento deben integrarse en el diseño hidráulico de la llegada a la planta y coordinarse con los colectores. La disposición de los equipos debe permitir controlar el flujo, facilitar las operaciones de mantenimiento y garantizar la retirada de los residuos separados.
La definición de estos elementos forma parte del diseño mecánico de la estación depuradora. En el proyecto se exponen y justifican todos sus elementos mecánicos, relacionándolos con el tratamiento completo de los vertidos producidos.
Tratamiento del agua y depuración del efluente
El tratamiento de las aguas residuales debe conseguir la reducción de la materia orgánica, los sólidos disueltos y el resto de contaminantes identificados durante la caracterización del agua. La configuración de la EDAR debe adaptarse a la carga prevista y a las condiciones de funcionamiento del municipio.
Las instalaciones incluidas en este proyecto son aquellas que permiten un tratamiento de las aguas residuales urbanas, con el fin de llegar a un tratamiento completo de todos los vertidos producidos, de forma que se consiga el grado de depuración necesario.
El efluente tratado debe cumplir los límites fijados por la Directiva del Consejo de la Unión Europea 91/271/CEE de 21 de mayo de 1.991, sobre Tratamiento de Aguas Residuales Urbanas. La verificación del cumplimiento debe formar parte del planteamiento técnico de la EDAR y de sus condiciones de explotación.
La planta debe mantener su eficacia tanto para las condiciones habituales como para las variaciones previsibles del municipio. En períodos estivales la población aumenta considerablemente en toda la zona, por lo que el diseño debe contemplar la capacidad necesaria para responder a ese incremento.
Elementos mecánicos e hidráulicos
El diseño mecánico e hidráulico debe definir las conducciones, los equipos de elevación, las unidades de tratamiento y los mecanismos necesarios para controlar y transportar el agua residual. Cada elemento debe justificarse según su función dentro de la línea de agua y su relación con el resto de las instalaciones.
La topografía del emplazamiento influye directamente en la configuración hidráulica de la planta. Cuando los puntos de vertido se encuentran netamente por debajo de la cota de la parcela de ubicación de la planta, la solución debe incorporar las medidas necesarias para salvar el desnivel y mantener el funcionamiento previsto.
El diseño debe permitir que las instalaciones funcionen de forma segura y eficiente durante el horizonte temporal del proyecto. También debe facilitar el acceso a los equipos, las operaciones de mantenimiento y la retirada de los residuos generados durante el tratamiento.
Estudio de impacto ambiental
El estudio de impacto ambiental debe evaluar las afecciones que la construcción y explotación de la EDAR pueden producir sobre el medio. Su elaboración debe relacionarse con la ubicación elegida, el trazado de los colectores, el punto de vertido y las características del entorno natural.
El vertido directo e incontrolado de aguas residuales en un entorno natural constituye un problema medioambiental que ha de ser subsanado mediante un sistema de depuración eficaz. La EDAR debe reducir este riesgo mediante el tratamiento de los vertidos y el control del efluente final.
La evaluación ambiental debe considerar la posible afección sobre la calidad del agua, la biodiversidad y el entorno próximo. La eutrofización masiva del agua y la consiguiente pérdida de biodiversidad muestran la importancia de controlar los nutrientes y los vertidos no tratados.
El análisis ambiental también debe valorar las molestias asociadas a la explotación de la planta y las medidas necesarias para que las instalaciones sean compatibles con el municipio y su entorno. La localización seleccionada debe permitir alcanzar el grado de depuración necesario y reducir las afecciones ambientales.
Plan de gestión de los residuos generados
El funcionamiento de la EDAR genera residuos que deben ser recogidos, separados y gestionados de forma controlada. El plan de gestión debe abarcar los residuos procedentes de las operaciones de tratamiento y establecer su manejo desde el momento de la extracción hasta su destino final.
La retirada de los sólidos separados en las primeras etapas debe coordinarse con el funcionamiento de los equipos mecánicos. El diseño de la planta debe facilitar el almacenamiento temporal y la gestión de los residuos sin interferir con la continuidad del tratamiento del agua.
El plan debe integrarse con la configuración general de la EDAR y con el estudio de impacto ambiental. Una gestión inadecuada de los residuos podría trasladar el problema contaminante desde el agua residual hacia el suelo, el agua o el entorno de la instalación.
El diseño de un plan de gestión de los residuos generados por la actividad constituye, por tanto, una parte esencial del proyecto y debe contemplarse junto con la línea de agua, los equipos mecánicos y las condiciones de explotación.
Viabilidad y planificación de la actuación
El diseño de la EDAR debe completarse con un estudio de viabilidad que permita valorar la adecuación técnica de la solución propuesta. La viabilidad depende de que la planta pueda tratar las aguas residuales actuales y las previstas, mantener la eficacia de depuración y adaptarse a las condiciones del municipio.
El presente trabajo tiene como objetivo el diseño y estudio de viabilidad de una planta depuradora de aguas residuales urbanas. La planificación debe contemplar el horizonte temporal del proyecto y la población de diseño estimada, además de las variaciones estacionales de población.
La construcción de una nueva EDAR puede resolver la falta de tratamiento de un municipio, mejorar la protección de los ecosistemas y reducir la presión sobre instalaciones situadas en otros términos municipales. En este sentido, el tratamiento de las aguas residuales en el propio municipio permite una gestión más directa de los vertidos.
El proyecto debe justificar la solución adoptada desde los puntos de vista hidráulico, mecánico, ambiental y de gestión de residuos, de forma que la estación depuradora responda de manera integral a las necesidades de un núcleo urbano de 10.000 habitantes.
¿Qué es y cómo funciona una EDAR o Estacion Depuradora de Aguas Residuales?
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