gestión integral del agua en obras antonio burgueño muñoz

GESTIÓN INTEGRAL DEL AGUA EN OBRAS
ANTONIO BURGUEÑO MUÑOZ
Servicio de Calidad y Medio Ambiente
FCC Construcción
RESUMEN
La optimización de la gestión del agua en las obras de construcción pasa necesariamente por una perspectiva global
e integral del problema. A la escasez de agua añadimos la contaminación inherente a los procesos constructivos
presente en el agua de vertido, y nos damos cuenta de que la solución pasa por el intento de una gestión integral,
procurando ciclos o circuitos cerrados en lo posible, y adoptando una serie de precauciones o buenas prácticas
tendentes al mejor resultado ambiental.
1. PRESENCIA DEL AGUA EN LA ACTIVIDAD DE LA CONSTRUCCIÓN
El agua se halla presente de manera casi permanente durante toda la actividad de construcción.
Embebida en los materiales que se emplean, como el hormigón, el yeso, las lechadas de solados
o inyecciones. Empleada como elemento auxiliar como en los terraplenes, para conseguir la
adecuada compactación, o en los frentes de avance de túneles para refrigeración, o sobre las
superficies de hormigón, para su curado. El agua se emplea en el lavado de bombas y
hormigoneras, para mantenimiento de maquinaria, para abastecimiento de instalaciones
auxiliares, lavado de áridos, servicios sanitarios. Cunado no se trabaja directamente en entornos
húmedos, junto a ríos o embalses, en humedades, bajo nivel freático en cimentaciones e incluso
dentro del agua, en obras submarinas como emisarios o puertos, o levantando pilas en medio de
un cauce o construyendo presas y derivaciones.
El agua es una presencia permanente, pues, en prácticamente cualquier actividad en la que nos
encontramos inmersos. Pero para sistematizar su tratamiento, y mejor que por el destino que le
damos, podríamos establecer tres categorías de relación con el agua.
En construcción podemos “coger” agua (mediante captaciones directas o por un contrato de
suministro), podemos “soltar” el agua (mediante vertidos puntuales o continuos, localizados o
difusos) y podemos trabajar “con” agua presente, en un medio hídrico, en dominio público
hidráulico o marítimo-terrestre.
En todas esos casos es preciso adoptar una serie de precauciones y tener presente determinados
requisitos que debemos o, a veces, simplemente podemos cumplir.
1
1.1 Trabajo en entorno de agua
Frecuentemente los trabajos de construcción se desarrollan en áreas próximas a cursos de agua,
humedades, embalses, cuando no dentro de los mismos.
Independientemente de las afecciones que puedan derivarse de las captaciones o vertidos, de las
que trataremos más adelante, la mera ocupación de estos entornos puede suponer un impacto
significativo si no se adoptan las medidas de prevención adecuadas.
El primer requisito pasa por la obtención de los permisos y autorizaciones necesarias. No por un
mero afán de cumplimiento formal, sino por la necesidad que subyace (de todos conocida pero
muy frecuentemente olvidad) de que sea un organismo gestor, superior a la propia obra y con un
criterio más amplio y global, quien organice, imponga restricciones y coordine la gestión de ese
recurso valiosos y cuya integridad puede, muchas veces, escapar a las consideraciones más
restringidas de la obra.
En las propias autorizaciones suelen incluirse otros requisitos más específicos, pero podríamos
citar, a modo de ejemplo algunas de las actuaciones más comunes o con mejores resultados, tales
como:
•
Alejamiento de las áreas de acopio de sustancias y residuos peligrosos de los puntos más
vulnerables.
•
Supermeabilización de las zonas de conflictos (acopios, mantenimiento de maquinaria,
puntos de trabajo con sustancias peligrosas) más próximas a masas de agua.
•
Recogida de pluviales y canalización de las aguas de proceso para evitar el lavado y la
contaminación de entornos sensibles.
•
Respeto de la vegetación de ribera, reposición de elementos eliminados, protección de
ejemplares más valiosos.
•
Evitar la compactación o pérdida de permeabilidad necesaria.
•
Creación de fresaderos o puntos artificiales de protección de fauna en los casos en que se
haya destruido parcialmente este recurso.
•
Restauración final del área afectada por las obras o las instalaciones auxiliares, en la
retirada, al finalizar la obra.
Estas son algunas de las medidas, entre muchas otras posibles, que pueden adoptarse para
minimizar los impactos que pueden darse por ocupación de estas áreas, pero como norma
general, resulta particularmente útil recordar que se trata de un espacio especialmente valioso y
que, sean cuales sean, conviene extremar las precauciones en virtud de esa especial valoración
del entorno.
1.2 Captaciones
O, en general, tomas de agua, tanto de dominio público como de redes de abastecimiento. En
todos los casos es preciso, claro está, contar con las autorizaciones, permisos o contratos de
abastecimiento pertinentes. En los casos de derivaciones de cauces de captaciones de agua de
2
pozo, y en función de los volúmenes necesarios, se corre el riesgo de extraes un volumen que el
medio hídrico no puede permitirse dar o por el que se vería gravemente afectado, y es,
nuevamente, el gestor integral del recurso quien posee la capacidad de información necesaria
para su adecuada administración.
Pero pueden darse otros problemas, tales como la contaminación en los puntos de captaciones,
fundamentalmente por incremento de la turbidez a causa de una inadecuada selección del punto
de toma o de la no protección en aguas poco profundas frente a la suspensión de los sedimentos
del fondo, pero también debido a vertidos accidentales o por mantenimiento de los equipos o la
alteración de los regímenes locales: las captaciones en lugares con escasez de agua pueden
rebajar el nivel freático o llegar a agotar el recurso.
Cabe la adopción de diferentes medidas para evitar los efectos negativos que pueden tener lugar,
entre las que podríamos considerar:
•
Adecuada selección de la toma: es preciso considerar la Planificación urbanística del
Ayuntamiento correspondiente, así como de los permisos municipales, distancias, etc., a
fin de optimizar la selección del punto elegido para la captación.
•
Protección de la toma: para evitar posibles procesos de contaminación, o incremento de
turbidez en el agua, se puede aislar la toma mediante la formación de una barrera con
material drenante alrededor del punto de extracción, o captar de un pozo de toma junto al
cauce, practicado a tal fin.
•
Consideración de los puntos de abastecimiento u otras tomas cercanas: es preciso
considerar la posible incidencia de nuestra toma sobre el sistema de captaciones previo.
La posibilidad de rebajar el nivel freático hasta niveles que alteren el resto de los usos, o
disminuya la calidad de las aguas próximas.
•
Obtención de los permisos pertinentes: lo que garantiza la consideración de posibles
acuíferos sobreexplotados, la adopción de las medidas necesarias, y facilita una más
eficaz contabilidad de los recursos.
•
Evitar captaciones que alteren el curso de las aguas: con el fin de modificar en la menor
medida posible el sistema de drenaje preexistente. Si hubiera que interrumpirlo de algún
modo, se reorganizará el flujo de agua, llevándolo a su morfología estable definitiva.
•
Empleo adecuado del agua en los riegos: es preciso regar en las horas en que el sol
todavía no calienta demasiado, especialmente en verano, lo ideal es por la mañana o a
última hora de la tarde. El césped necesita de 2 a 3 l/m2 de agua por semana. Si es
posible, es preferible el riego gota a gota. Un árbol recién plantado necesita de 2 a 3
riegos por semana en las dos primeras estaciones. Durante los cinco primeros años los
árboles solo necesitan ser regados cada dos o tres semanas en los periodos secos y una
vez al mes para los árboles más viejos.
•
Empleo adecuado de fertilizantes: la excesiva fertilización de los taludes o de las áreas
sembradas aumenta la demanda de agua de éstas. Es preferible utilizar productos no
solubles de nitrógeno o abonos naturales.
3
•
Control de la frecuencia de riego: conviene regar la cantidad de agua necesaria
concentrada y con la menor frecuencia posible. Haciéndolo así se consiguen unas raíces
más profundas con las cuales el césped aguantará mejor el clima seco.
•
Evitar vertidos sobre flujos de agua superficial: el retorno de los excedentes al cauce
provoca un innecesario incremento de turbidez, mientras que si se realizan vertidos
indirectos el propio terreno actuará como filtro frente al problema de la turbidez, evitando
la presencia de sólidos en suspensión en el cuerpo del agua.
1.3 Vertidos
Las aguas que vuelven al cauce procedentes de las obras pueden contener sustancias
contaminantes que alteren la calidad del medio receptor, o no, y alterar exclusivamente el
régimen hidráulico. Así sucede, por ejemplo, con las aguas procedentes de escorrentía superficial
que se canalizan para evitar que laven el área afectada y cuyo vertido se concentra en un único
punto, con previsibles problemas de incremento de la erosión, o las aguas que afloran de
excavaciones que drenan el freático y que alteran el régimen hidrogeológico, aún cuando no
vengan contaminadas por su contacto con el hormigón u otros aditivos.
Haremos una mención más específica de algunos de los casos más significativos, pero al igual
que en los casos anteriores, cabe apuntar una serie de medidas que, con carácter general, pueden
aplicarse para optimizar los resultados en la gestión de los vertidos en la obra:
•
Utilización de depuradoras portátiles o fosas estancas prefabricadas recuperables para
tratamiento de aguas sanitarias.
•
Balsas para decantación de efluentes con o sin empleo de aditivos en vertidos de
efluentes y aguas de proceso, que controlen grasas y sólidos en suspensión, el pH, y que
el efluente no tenga coloración.
•
Zanja de recogida de escorrentía superficial antes del vertido al cauce, para evitar que
el agua exterior lave los posibles contaminantes presentes en la obra y para control de las
aguas que se vierten procedentes del interior del área de la obra.
•
Protección de la salida de las aguas por el drenaje, evitando erosiones del cauce
receptor.
•
Formación de bordillo y de cunetas lo antes posible.
•
Recirculación de las aguas para refrigeración del frente en excavación de túneles, tema
del que hablaremos más adelante.
•
En túneles, canalización de las aguas para una rápida evacuación. El agua en contacto
con sulfuros, oxígeno, bacterias, y en un periodo de tiempo suficiente, genera aguas
ácidas que luego es muy difícil tratar. Por ello es preferible reducir el tiempo de
evacuación de las aguas en las condiciones de posible formación de aguas ácidas para
evitar la actividad de las bacterias, lo que se puede conseguir mediante canales que
conduzcan deprisa el agua y minimicen la superficie lixiviada.
•
Mejora de los niveles exigidos por la legislación o por el permiso de vertido en
parámetros controlados.
4
•
Para la limpieza de equipos, elegir sistemas de aerosol o spray frente a la inmersión en
recipientes, ya que se reduce el volumen de vertidos y residuos.
•
En actividades de fabricación de hormigón, tratamiento de áridos, aserrado de piedra
natural, etc., la minimización del consumo de agua y de la producción de vertidos pasa
por la instalación de un circuito cerrado con separación previa de sólidos sedimentables,
así como la limpieza de equipos de transporte (fundamentalmente camioneshormigonera). Aprovechar en la Planta el agua producto de la limpieza de cubas u
otros lavados, mediante el correspondiente estudio de compatibilidad, considerando que
se añaden finos con el agua, es planteable el empleo del agua del lavado en el propio
proceso de fabricación del hormigón; y el resto de una cuba no vaciada completamente,
como árido para hormigón posterior.
•
En casos de intercepción de cauces o corrientes de aguas, respetar la configuración
hidrográfica original o de las vías de renovación de la masa de agua, forzar la
circulación del agua por turbinado, o dragando vías naturales, evitar la contaminación
de dársenas por depósitos indeseados, aislar zonas con riesgo de contacto con
acuíferos durante la ejecución, evitar acopios de materiales en vaguadas, respetar el
lecho fluvial, emplear de técnicas de dragado con escasa remoción de fondos,
concentrar las instalaciones auxiliares lejos del cauce, ejecutar lejos del cauce los
trabajos que se puedan separar del mismo.
•
En casos de vertido de aguas o líquidos con niveles elevados de DQO, DBO y oxígeno
disuelto, aeración previa al vertido, dosificación del vertido, evitando vertidos
masivos puntuales, y vertido desde punto alto, para oxigenación del mismo.
En casos de toma de agua de río, considerar el caudal ecológico, disponer la toma de forma que
no provoque incremento importante de turbidez, prever la recuperación posterior del cauce en
su punto de toma. Para proteger la toma y evitar posibles procesos de contaminación, o
incremento de turbidez en el agua, se puede aislar la toma mediante la formación de una
barrera con material drenante alrededor del punto de extracción, o captar de un pozo de toma
junto al cauce, practicado a tal fin. Es necesario evitar captaciones que alteren el curso de las
aguas con el fin de modificar en la menor medida posible el sistema de drenaje preexistente. Si
hubiera que interrumpirlo de algún modo, se reorganizará el flujo de agua, llevándolo a su
morfología estable definitiva. Es preciso considerar la posible incidencia de nuestra toma sobre
el sistema de captaciones previo. La posibilidad de rebajar el nivel freático hasta niveles que
alteren el resto de los usos, o disminuya la calidad de las aguas próximas.
2. EL AGUA EN UN CICLO
Cuando hablamos del ciclo del agua nos referimos a los distintos estadios por los que, en sus
diversas formas, pasa el agua dentro de un circuito cerrado en que la Naturaleza la mantiene.
La construcción no es, lamentablemente, capaz de hacer lo mismo, sino que más bien y dentro de
ese ciclo superior, supone un paso, un flujo de la misma, en el que, con frecuencia, la calidad de
dichas aguas se ve negativamente afectada.
Por otra parte nos enfrentamos a la aparente contradicción de necesitar consumir más recursos y
no poder permitirnos generar más residuos. Situación de la que no escapa la gestión del agua, y
menos aún en un país en el que, como el nuestro, tanto escasea.
5
En efecto: tenemos la perentoria necesidad de consumir agua mientras que la conservación de los
recursos naturales y de la calidad del Medio no nos permite realizar vertidos con una calidad
insuficiente.
Afortunadamente, en el propio planteamiento del problema se encuentra la solución. Lo que no
significa que sea fácil ni inmediato llevarla a cabo, pero si debe marcar una tendencia, una
orientación: se debe reducir el papel de “flujo” de agua que desempeña la construcción para
convertirla en un ciclo. Se debe tender a la creación de circuitos tan cerrados como sea posible.
Se debe meter al agua que se emplea en la construcción dentro de un ciclo.
Por supuesto hay que optimizar el agua empleada, minimizar los consumos en lo posible, pero no
es posible prescindir de ella. También deben minimizarse los vertidos, mejorando se la calidad.
El objetivo es reintroducir el agua que iría a vertido dentro del flujo de consumos. Abastecerse
de los sobrantes. Emplear en nuestros procesos el agua que, de otro modo, tendríamos que verter.
Ello disminuye la necesidad de consumo, reduce los requerimientos de depuración previa al
vertido, reduce riesgos de contaminación, asegura en mayor medida los volúmenes necesarios
para el proceso. Disminuye, en definitiva, tanto el consumo como el vertido.
No es posible establecer un circuito completamente cerrado, pues siempre se producen pérdidas,
pero si es posible definir un balance de necesidades y disponibilidades, y establecer una
estrategia adecuada que optimice el empleo de las aguas de modo que se reduzca al máximo su
consumo así como la necesidad de depuración previa a su reutilización. Así, no es preciso
eliminar la turbidez de aguas que vayan a emplearse para el riego de caminos o para
compactación de terraplenes, ni hace falta reducir el pH de aguas que se vayan a emplear para
fabricar hormigón.
Se trata de desarrollar una adecuada planificación y sistematizar la adopción de buenas prácticas
en las obras, de modo que se sistematice tanto como sea posible.
Así, resulta muy conveniente (práctica esta generalizada en todas nuestras obras hoy en día pero
que sonaba “extraña” no hace mucho, en los inicios de su implantación) que el agua procedente
del lavado de las cubas de hormigón vuelva, dentro de la cuba, a la planta de fabricación de
hormigón donde podrá ser reutilizada en sucesivas amasadas, o en el peor de los casos, ser
tratada antes de su vertido en instalaciones más adecuadas.
Algunos casos de tratamiento de efluentes resultan más notables y nos detendremos en el
proceso de neutralización del efluente de la construcción de túneles.
Durante la ejecución de túneles es frecuente la salida de un importante volumen de agua
contaminada. Esta contaminación es, fundamentalmente, de tres tipos: sólidos en suspensión,
aceites y grasas, en flotación o emulsionados, y un pH excesivamente básico. El tratamiento de
los dos primeros puede realizarse por medios físicos y el nivel elevad de pH se contrarresta
mediante el empleo de anhídrido carbónico que, por un proceso de carbonatado del cemento,
reduce el nivel de pH hasta niveles adecuados. Se dispone una serie de balsas previas de
decantación, y un depósito de CO2 que se inyecta en el depósito, con caudales variables en
función del flujo de agua y del pH medido de manera continua.
El dióxido de carbono (CO2) reacciona químicamente con los hidróxidos de calcio, de manera
que precipita formando carbonatos (piedrecillas) que serían el único residuo a eliminar.
6
Estos carbonatos decantan en el fondo de la instalación, y la periodicidad de su eliminación es
función de las dimensiones del depósito de tratamiento y de los caudales que sea necesario tratar.
La instalación consiste en una serie de balsas de decantación iniciales, y un depósito de CO2
líquido que se gasifica antes de introducirlo en el depósito, con caudales variables en función del
flujo de agua y del pH medido de manera continua.
Se dispone una primera balsa de decantación para eliminar los sólidos en suspensión más
gruesos, y pasar, normalmente, a una segunda decantación donde, en función de los
requerimientos, puede ser necesario añadir algún tipo de floculante. En este primer proceso de
desbaste se puede introducir, si es preciso, algún sistema de separación de grasas, como un
deflector o similar, en alguna de las balsas de decantación.
Tras este primer proceso, se inicia la neutralización del pH mediante la inyección de CO2 en la
masa de agua.
Se dispone, en un recinto vallado, de un depósito de dióxido de carbono en estado líquido con un
cuadro regulador de caudales y presiones controlado por un PLC, cuya apertura es función de los
datos suministrados en las mediciones a la salida del efluente (caudal y pH). Éstos datos se
complementan con la información del pH que se consigue tras el tratamiento, y que permite
afinar en mayor medida el proceso.
El anhídrido carbónico se encuentra en estado líquido, por lo que es preciso pasarlo por un
gasificador previamente a su inyección en el agua que se va a tratar. Tras su gasificación, se
introduce en la masa de agua en forma de pequeñas burbujas de modo que se maximice la
superficie de contacto entre el gas y el agua con objeto de optimizar la disolución del dióxido de
carbono y facilitar la reacción química.
Para esta difusión del gas en la masa de agua, se dispone una parrilla en el fondo del depósito,
sobre la que se colocan los correspondientes difusores con manguera porosa.
En función de los datos de entrada en el depósito, el ordenador dosifica la incorporación de gas
en el agua, controlando el pH obtenido hasta que este entra dentro de los límites aceptados.
El sistema debe contar con un mantenimiento que garantice la estanqueidad de las conducciones
y, en general, el buen estado de las instalaciones, y es conveniente que cuente con un sistema de
aviso, de modo que, al llegar a un determinado volumen almacenado, y frente a la posibilidad de
no disponer de gas, se proceda al relleno del depósito con tiempo suficiente (por los volúmenes
que se manejan, las balsas de tratamiento no suelen tener capacidad de retención de un
porcentaje significativo de los mismos, por lo que no pueden actuar eficazmente como balsas de
regulación, y es necesario evitar la eventualidad de quedarse sin gas y tener que realizar vertidos
sin depurar).
Finalmente, y antes del vertido, se vuelve a medir el pH con el doble objeto de retroalimentar
con esta información al PLC y optimizar la eficacia del proceso, y garantizar, por otra parte, que
el vertido se realiza en las condiciones de calidad que se hayan establecido previamente.
3. BUENAS PRÁCTICAS
Dentro de la línea definida de generalización de buenas prácticas en la construcción, e
independientemente de que en las obras se emplean manuales y Guías Básicas de gestión
7
medioambiental para el adecuado tratamiento de las aguas (algunas de cuyas prácticas se han
relacionado más arriba), en FCC se ha sistematizado, dentro de un objetivo ambiental más
amplio de incorporación de buenas prácticas a la actividad de construcción, la adopción de
determinadas precauciones en relación con el agua. Se ha realizado un seguimiento de algunas de
estas buenas prácticas, diferenciando, dentro del total, la distinta incidencia dentro de la Obra
Civil y la Edificación.
Las buenas prácticas de las que se ha hecho seguimiento son las siguientes:
•
Utilización de depuradoras portátiles o fosas estancas prefabricadas recuperables para
tratamiento de aguas sanitarias.
•
Balsas para decantación de efluentes con o sin empleo de aditivos en vertidos de
efluentes y aguas de proceso.
•
Tratamiento automatizado del pH de efluentes básicos.
•
Mejora de los niveles exigidos por la legislación o por el permiso de vertido en
parámetros controlados.
•
Reutilización de las aguas de lavado de cubas de hormigón.
Dentro de estas buenas prácticas, y a fin de valorar el esfuerzo realizado por cada obra, se han
definido distintos niveles de implantación, valorándolas de 1 a 3, según la siguiente tabla:
Puntuación
Importancia
Utilización de depuradoras portátiles
o fosas estancas prefabricadas
recuperables para tratamiento de
aguas sanitarias
Balsas para decantación de efluentes
con o sin empleo de aditivos en
vertidos de efluentes y aguas de
proceso
Tratamiento automatizado del pH de
efluentes básicos
Meta (Puntuación grado de implantación)
1
2
3
Se instalan al menos en Se instalan al menos el Idem con elementos
el efluente de más 50 % de los puntos recuperados de otras
caudal.
generadores de vertido. obras.
Que controlen grasas y Además el pH.
sólidos en suspensión.
Neutralización con HCl,
H2SO4 o CO2 al menos
en un punto de vertido.
Mejora de los niveles exigidos por la Obtención sistemática
legislación o por el permiso de de
niveles
vertido en parámetros controlados
contaminantes mejores a
los exigidos en más del
5% en todos los
parámetros.
Reutilización de las aguas de lavado Reutilización en obra
de cubas de hormigón
para riego de caminos.
8
Idem en el 50 % o al
menos en dos vertidos
distintos.
Idem en más del 15%, o
en más del 30% en la
mitad de los parámetros
controlados.
Además que el efluente
no tenga coloración.
Idem en el 100 % o al
menos en tres puntos de
vertido.
Idem en más del 30 %
sobre
todos
los
parámetros controlados.
Reutilización en obra Reutilización en
para lavados de cubas planta de hormigón.
posteriores.
la
Los resultados de los seguimientos pueden verse en las tablas que siguen a continuación:
OBRAS QUE APLICAN LA BUENA PRACTICA
0%
10%
20%
30%
40%
50%
36%
3a
60%
44%
30%
30%
67%
33%
3%
77%
META 1
META 2
META3
OBRA CIVIL
0%
10%
20%
40%
50%
30%
3a
3b
EDIFICACION
60%
70%
90%
33%
50%
50%
14%
META 2
20%
30%
40%
50%
100%
3c
100%
3d
100%
22%
70%
80%
90%
100%
25%
78%
META 1
META3
60%
25%
50%
3b
3e
71%
META 1
10%
3a
8%
44%
3d
0%
100%
20%
58%
22%
14%
80%
50%
33%
3c
3e
30%
100%
6%
40%
3d
21%
90%
21%
50%
3e
80%
43%
3b
3c
70%
META 2
META3
4. CONCLUSIÓN
Los resultados de este esfuerzo, junto con otra información relevante de carácter medioambiental
pueden verse con más detalle en la Comunicación Ambiental que en la página web de FCC se ha
publicado. Pero como conclusión general podemos decir que, aún quedando mucho por hacer y
mejorar, los resultados están siendo positivos tanto en materia de implantación del personal
como de resultados objetivos en consumos y vertidos de agua.
Estamos convencidos de que este es el camino y de que es nuestra responsabilidad emprenderlo
y adoptar soluciones que tiendan a la mejora de la calidad del medio hídrico y a la conservación
de nuestro entorno.
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