Módulo1 Tema 5
Módulo1 Tema 5
Módulo1 Tema 5
a la Contaminación/Agua y
Recursos Hídricos
2019-2020
PROFESOR
David Casero Rodríguez
(davidcaserorodriguez@gmail.com)
Índice
1.1. Introducción
La Agenda 21, aprobada en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el
Desarrollo celebrada en 1992 (Conferencia de Río) aborda los problemas acuciantes de hoy y también
trata de preparar al mundo para los desafíos del siglo XXI. Refleja un consenso mundial y un
compromiso político al nivel más alto sobre el desarrollo y la cooperación en la esfera del medio
ambiente.
Su capítulo 17 se titula Protección de los océanos y de los mares de todo tipo, incluidos los mares
cerrados y semicerrados, y de las zonas costeras, y protección, utilización racional y desarrollo de
sus recursos vivos. En su introducción podemos leer lo siguiente:
“El medio marino, a saber, los océanos, todos los mares y las zonas costeras adyacentes, constituye un
todo integrado que es un componente esencial del sistema mundial de sustentación de la vida y un
valioso recurso que ofrece posibilidades para un desarrollo sostenible. El derecho internacional, reflejado
en las disposiciones de la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar que se mencionan
en el presente capítulo, establece los derechos y las obligaciones de los Estados y proporciona la base
internacional en que se fundan la protección y el desarrollo sostenible del medio marino y costero y sus
recursos. Ello exige nuevos enfoques de la ordenación y el desarrollo del medio marino y las zonas
costeras en los planos nacional, subregional, regional y mundial, que deben ser integrados en su
contenido y estar orientados hacia la previsión y la prevención, tal como se refleja en las siguientes
esferas de programas:
a) Ordenación integrada y desarrollo sostenible de las zonas costeras y las zonas marinas, entre ellas las
zonas económicas exclusivas;
b) Protección del medio marino;
c) Aprovechamiento sostenible y conservación de los recursos marinos vivos de Alta Mar
d) Aprovechamiento sostenible y conservación de los recursos marinos vivos sujetos a la jurisdicción
nacional;
e) Solución de las principales incertidumbres que se plantean respecto de la ordenación del medio
marino y el cambio climático;
f) Fortalecimiento de la cooperación internacional y de la cooperación y la coordinación regionales;
g) Desarrollo sostenible de las islas pequeñas.”
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Tecnologías Ambientales frente a la Contaminación/Agua y
Recursos Hídricos
“En lo que respecta a las aguas residuales, entre las actividades prioritarias que examinen los
Estados podrían incluirse las siguientes:
1. Tener presente la cuestión de las aguas residuales al formular o revisar planes de desarrollo
costero, entre ellos los planes relativos a los asentamientos humanos.
2. Construir y mantener instalaciones de tratamiento de aguas residuales de conformidad con
las políticas y la capacidad nacional y la colaboración internacional disponible.
3. Emplazar en las costas las bocas de desagüe de forma que se mantenga un nivel aceptable de
calidad del medio ambiente y que los criaderos de mariscos, las tomas de agua y las zonas de
baño no estén expuestos al contacto con agentes patógenos.
4. Promover los tratamientos complementarios ecológicamente racionales de los efluentes de
origen doméstico y los efluentes compatibles de origen industrial, mediante la utilización,
cuando sea posible, de controles de la entrada de efluentes que no sean compatibles con el
sistema.
5. Promover el tratamiento primario de las aguas residuales municipales que se descargan en
ríos, estuarios y el mar u otras soluciones adecuadas para cada lugar concreto.
6. Establecer y mejorar programas reguladores y de vigilancia en los planos local, nacional,
subregional y regional según sea necesario, con el fin de controlar la descarga de efluentes
utilizando directrices mínimas para los efluentes de aguas residuales y criterios sobre la
calidad del agua y teniendo debidamente en cuenta las características de las aguas receptoras
y el volumen y tipo de contaminantes.”
b) establecer un Modelo Territorial del Litoral como instrumento para alcanzar el necesario
equilibrio entre la localización de las poblaciones y las actividades en el territorio y su efectiva
protección para lograr un desarrollo sostenible. Este modelo debe responder a siguientes
criterios generales:
Una vez establecido el Modelo Territorial deben definirse los servicios necesarios, entre los cuales
se encuentra el saneamiento litoral de la zona considerada.
El objeto de la segunda parte de esta clase es éste último elemento del saneamiento litoral.
Todos estos proyectos deberán llevar aparejado el correspondiente estudio de impacto ambiental
que, entre otras cosas incluirá un programa de vigilancia y control ambiental durante las obras y
durante el período de explotación.
Estas aguas pueden conducirse por un solo conducto (sistema unitario) o por conductos separados
(sistema separativo). La inmensa mayoría de los saneamientos existentes son de tipo unitario, lo que
plantea el problema de cómo gestionar las puntas de caudal durante los períodos de tormenta.
En la tabla siguiente se expone un ejemplo de comparación entre las características de las aguas
blancas y las aguas negras, diferenciando estas últimas entre las que se producen en el centro de la
ciudad y las que se producen en los barrios residenciales.
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Tecnologías Ambientales frente a la Contaminación/Agua y
Recursos Hídricos
El orden de magnitud de las concentraciones de los diferentes parámetros en un agua residual bruta
de tipo urbano, es decir, que integra vertidos domésticos, comerciales e industriales ubicados en el
núcleo urbano así como aguas de escorrentía y servicios municipales, es el que aparece en la tabla
siguiente:
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Tecnologías Ambientales frente a la Contaminación/Agua y
Recursos Hídricos
Concentración (mg/l)
Parámetro analizado
Alta Media Baja
Sólidos disueltos 1200 700 350
Sólidos en suspensión 400 300 200
Sólidos sedimentables 20 10 100
DBO5 a 20º 400 300 200
DQO 1000 500 250
Nitrógeno Kjeldahl 85 50 25
Nitrógeno orgánico 35 20 10
Nitrógeno como amoniaco 50 30 15
Nitrógeno como nitritos 0.05 0.05 0
Nitrógeno como nitratos 0.40 0.20 0.10
Fósforo total 20 10 6
Fósforo orgánico 5 3 2
Fósforo inorgánico 15 7 4
Cloruros 100 50 30
Alcalinidad 200 100 50
Grasas 150 100 50
8 7
Coliformes fecales (Ufc/100 ml) 10 5 10 107
Estreptococos fecales (Ufc/100 ml) 3 106 7 105 3 105
En las estaciones depuradoras estas concentraciones se reducen en mayor o menor grado dependiendo
del tipo de contaminante.
Con respecto a los coliformes fecales se puede considerar que un tratamiento primario produce una
reducción del 50% y si se hace además un tratamiento secundario, la reducción se eleva a un 90%.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 10
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Si el vertido se va a realizar a una zona sensible, hay que incluir un tratamiento terciario para
eliminación de nutrientes que reduzca la concentración de nitrógeno total entre un 70% y un 80% y la
de fósforo total en un 80%.
Al tratarse de agua dulce, la densidad del efluente es bastante inferior a la densidad del agua de mar
debido a la elevada salinidad de ésta. La densidad del agua de mar en el Cantábrico y el Atlántico es
aproximadamente de 1 025 kg/m3 mientras que en el Mediterráneo, que tiene mayor salinidad, es de
unos 1027 kg/m3. La densidad del efluente puede suponerse igual a 1 000 kg/m3 porque, aunque su
temperatura es bastante superior a los 4º C que es cuando el agua pura tiene esta densidad, la
diferencia está compensada con el contenido de sólidos disueltos y en suspensión.
Si el vertido se realiza a través de un emisario submarino con una o varias bocas de descarga situadas
cerca del fondo, cada chorro presentará primero un tramo casi recto cuya dirección inicial estará
determinada por la geometría del diseño de la boquilla. A una cierta distancia de ésta el efecto de la
flotabilidad se empieza a imponer sobre el de la inercia debido a la velocidad inicial y el chorro
empieza a curvarse hacia arriba hasta que, si hay profundidad suficiente, termina haciéndose casi
vertical.
Durante su trayectoria, la diferencia de velocidad entre el chorro y el medio receptor crea una fuerte
turbulencia que se traduce en una incorporación de agua limpia al chorro, que cada vez adquiere
mayor diámetro y mayor caudal. La dilución media en una sección se define precisamente como el
cociente entre el caudal en dicha sección y el caudal del efluente a su salida por la boquilla.
Como el incremento de dilución por unidad de longitud de la trayectoria es máximo junto a la boquilla,
si el medio receptor presenta una estratificación de densidad, muy normal en verano incluso en la
costa Cantábrica, suele suceder que la densidad media de la mezcla, que siempre será menor que la
densidad del medio receptor en el fondo, sea mayor que la del medio en superficie, particularmente
si existe una picnoclina. En este caso, la ascensión de la mezcla se detiene a una cota donde su
densidad sea igual a la del medio, y desde allí se va esparciendo horizontalmente con unos
desplazamientos similares a los que tendría en superficie.
Habitualmente el caudal que conduce el emisario submarino se descarga a través de un tramo difusor,
que es simplemente un tramo de la tubería en el que se han instalado un determinado número de
bocas de descarga con el diámetro, dirección y separación adecuadas. Los chorros próximos, si la
separación entre boquillas no es muy grande, interaccionan y tienden a fundirse formando un único
chorro de sección casi rectangular.
En cualquier caso, ya sea en la superficie o a la cota donde se han igualado las densidades los
diferentes chorros se mezclan entre sí al esparcirse horizontalmente, formando una capa de mezcla
con concentraciones medias bastante homogéneas y cuyo espesor dependerá del caudal vertido, de
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
la dilución alcanzada y de la velocidad del medio receptor. A partir de este momento la evolución de
la mezcla vendrá determinada exclusivamente por las condiciones del medio receptor. En general se
forma una “pluma” horizontal cuya área de influencia puede ser de varios kilómetros.
Durante el transporte horizontal se producen simultáneamente varios fenómenos que tienen como
consecuencia una reducción progresiva de las concentraciones. Por un lado, la capa de mezcla, que
se inicia con un ancho determinado, se va mezclando lateralmente con el agua del medio receptor,
lo que lleva a que el ancho de la pluma se vaya haciendo cada vez mayor. Por otra parte, también se
produce un mezclado vertical, con lo que el espesor también aumenta progresivamente hasta
terminar homogeneizándose en toda la columna de agua. Finalmente, los contaminantes pueden sufrir
una degradación que los vaya haciendo menos peligrosos o incluso que vayan desapareciendo del
sistema. Por ejemplo, los nutrientes van desapareciendo a medida que son consumidos y los
coliformes fecales se van inactivando al encontrarse en un medio hostil.
Por otra parte, las corrientes litorales son muy variables en dirección y en intensidad tanto en el
tiempo como en el espacio, aunque naturalmente hay direcciones que son más frecuentes que otras.
En general las corrientes paralelas a la costa, o mejor dicho, las que siguen la curva batimétrica que
pasa por el punto de vertido, son las más frecuentes, tanto en un sentido como en el opuesto, pero
también se dan con cierta probabilidad corrientes oblicuas, sobre todo cuando se pasa de una
situación estable de viento a otra. Esto hace que la forma y situación del eje de la pluma varíe mucho
y por lo tanto, que las concentraciones de contaminantes en un punto determinado sigan un patrón
consistente en largos períodos de valor nulo (o en su caso, iguales a los del medio receptor) y cortos
períodos de contaminación, justo cuando la pluma pasa por dicho punto.
Como consecuencia de todo ello, cuanto más lejos se encuentren las zonas a proteger, menores serán
las concentraciones de contaminantes que les lleguen y menores las frecuencias de los períodos cortos
de contaminación.
El vertido al mar de las aguas residuales de cualquier saneamiento litoral produce cambios en una
amplia zona alrededor del punto de vertido. Algunos de éstos no representan un gran problema o
incluso pueden resultar beneficiosos, como sucede con el aporte de nutrientes en una zona
oligotrófica. En estos casos se consideran dichos cambios como un sacrificio asumible a cambio de los
beneficios que aporta el saneamiento del litoral. Pero otros pueden resultar bastante
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 13
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
perjudiciales y deben evitarse con un diseño adecuado del dispositivo de vertido, entre los cuales, el
emisario submarino es el que permite una mayor dilución en el mínimo espacio, razón por la cual
actualmente la inmensa mayoría de los vertidos al mar de aguas residuales se realizan a través de
emisarios submarinos.
Entre los impactos potenciales que un vertido de aguas residuales puede producir, sobre todo si no se
ha diseñado adecuadamente el saneamiento litoral en su conjunto, podemos citar los siguientes:
Riesgo de infecciones por bacterias, virus, hongos o parásitos por contacto o ingestión directa
durante el ejercicio de actividades recreativas o laborales.
Riegos sanitarios por consumo de alimentos contaminados procedentes del mar (moluscos,
mariscos, peces, etc.)
Eutrofización por aporte excesivo de nutrientes en zonas con poca capacidad de renovación
como bahías semicerradas o dársenas portuarias.
Por otra parte, para un desarrollo sostenible solo deben considerarse los recursos renovables, que
vienen determinados por el ciclo hidrológico. El valor medio de los recursos hídricos renovables a
nivel mundial (sin considerar la reutilización ni la desalación) se estima en 42 750 km3 anuales, lo que
supone un 1% del volumen de las aguas superficiales. Pero este valor es muy variable en el tiempo y
en el espacio. Seis países acaparan casi el 50% de los recursos hídricos (Brasil, Canadá, Rusia, Estados
Unidos, China e India) y cinco grandes ríos acaparan el 27% de dichos recursos renovables (Amazonas,
Ganges-Brahmaputra, Congo, Amarillo y Orinoco) (Valero y otros, 2001).
Una mejor indicación de esta desigualdad espacial viene dada por el cociente entre los recursos
hídricos medios anuales de un país y su población. En la tabla siguiente se exponen los valores de los
recursos anuales per capiita para una selección de países. Se suele considerar (Al-Gobaisi, 1997) que
por debajo de los 1 000 m3/hab existe estrés hídrico: limitaciones para el desarrollo y/o riesgo de
utilización de recursos no renovales (p.e.: sobreexplotación de acuíferos)
Naturalmente, este mismo cálculo puede hacerse para las diferentes cuencas y subcuencas
hidrográficas de un mismo país.
Para una correcta interpretación de estos datos debe tenerse en cuenta que están basados en criterios
puramente hidrológicos. Si se consideran las limitaciones impuestas por el mantenimiento de caudales
ambientales tanto en el curso de los ríos como en sus desembocaduras (recuérdese el caso del Ebro)
así como otras medidas de protección de los ecosistemas acuáticos previstas en la Directiva Marco del
Agua, los recursos utilizables resultan considerablemente menores. Por otra parte, tampoco se han
considerado la reutilización, que disminuye las necesidades del sistema, ni la desalación, que puede
considerarse como una fuente no convencional de recursos renovables.
En resumen, los recursos hídricos están distribuidos de manera muy desigual. Además, existen muchas
zonas, de extensiones muy variables e irregularmente distribuidas, donde existe estrés hidráulico.
2.1.2. L
a
d
e
s
a
l
a
c
i
ó
n es una alternativa en auge y con gran proyección de futuro
Para encarar este problema existen tres líneas principales de actuación: aumentar la oferta, reducir
la demanda y redistribuir los recursos, con distintos tipos de medidas dentro de cada una de ellas
(p.e.: desalación, reutilización o trasvase). En cada caso, en función de las condiciones geográficas,
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Entre las medidas orientadas a aumentar los recursos disponibles, la desalación se ha convertido en
una de las más importantes. De acuerdo con el Informe nº 18 de la Internacional Desalination
Association (IDA, 2004), a finales de 2003 el número de plantas desaladoras existentes en el mundo
se elevaba a 17.348, con una capacidad de producción instalada total de 37,7 Hm3/día. El informe nº
17 indicaba que a finales de 1999 existían 13.600 plantas desaladoras con una capacidad instalada
de 25,9 Hm3/día, lo que significa que en solo 4 años se ha producido un incremento del 46%. Esta
capacidad instalada se reparte de la siguiente forma (Torres Corral, 2005): Oriente Medio, 60%;
Estados Unidos, 16%; Unión Europea, 10% (5% en España, 2% en Italia y 3% en el resto); Países árabes
mediterráneos, 6%; Resto del mundo, 8%.
En lo que respecta a España, a finales del año 2000 existían unas 750 desaladoras en funcionamiento
con una producción de 1,2 Hm3/día (Miguel Torres, 2005). En noviembre de 2006 existían más de 900
con una capacidad instalada de 1,54 Hm3/día (AEDyR), repartida prácticamente al 50% entre aguas
marinas y aguas salobres. Estas cifras colocan a España en quinto lugar mundial en cuanto a capacidad
total y en cuarto lugar si se considera solamente la desalación de agua de mar. Por otra parte, el
programa AGUA prevé producir otros 1,1 Hm3/día antes de 2013.
En una planta desaladora, el caudal influente de agua salada, tras un pretratamiento, es sometida a
un proceso de desalación que lo divide en dos caudales efluentes: el agua producto, que tras un post-
tratamiento se conduce a los depósitos de almacenamiento o directamente a la red de distribución,
y el agua de rechazo, de salinidad superior a la del influente, que no puede aprovecharse y debe
verterse al exterior en condiciones ambientalmente aceptables.
Los procesos de desalación pueden dividirse en dos grupos principales: los basados en el empleo de
membranas, que consiguen la separación de las sales mediante fuerzas mecánicas (presión) o
eléctricas, y los basados en el empleo de calor, que la consiguen mediante destilación. Otros procesos
(congelación, destilación con membranas o evaporación solar) no han llegado a comercializarse,
aunque pueden ser adecuados bajo circunstancias especiales.
La inmensa mayoría de las desaladoras de agua de mar construidas en los últimos 25 años en todo el
mundo (salvo en Oriente Medio) utilizan el proceso de desalación de la ósmosis inversa (reverse
osmosis, RO). Este consiste en hacer circular el agua de mar a alta presión a lo largo de unos tubos
en contacto con unas membranas semipermeables de acetato de celulosa o de poliamida, que impiden
el paso de la mayoría de los iones disueltos. Como es sabido, si están presentes agua dulce y agua
salada separadas por una membrana semipermeable, el agua dulce tiene tendencia a atravesar la
membrana pasando al compartimento del agua salada hasta que la presión de ésta excede a la del
agua dulce en una cantidad que se denomina presión osmótica. La presión osmótica es
aproximadamente proporcional a la salinidad del agua salada y para un agua de mar típica con una
salinidad de 35 psu1 es de unos 25 bares.
El proceso de ósmosis inversa se basa en invertir el sentido del flujo de agua dulce, lo cual se puede
conseguir elevando la presión del agua salada por encima de la presión osmótica. El caudal específico2
de agua dulce que atraviesa la membrana es proporcional a la diferencia entre la presión aplicada al
agua de alimentación y la presión osmótica. Conforme avanza a lo largo del tubo, parte del agua ha
atravesado la membrana constituyendo lo que se denomina el permeado. Las sales que
1
La psu (practical salinity unit) es la unidad de salinidad utilizada en Oceanografía. La salinidad expresada en psu corresponde a los gramos
de sólidos disueltos por kilogramo de disolución, medidos en condiciones de extrema sequedad (evaporando y secando la muestra a 480ºC
durante 72 horas tras tratarla con ácido clorhídrico). Conviene hacer notar que existe una diferencia significativa con la definición de Sólidos
totales disueltos (STD), que se expresa en gramos por litro de disolución en condiciones de sequedad menos rigurosas. Dado que la densidad
del agua de mar es del orden de 1027 g/l, la concentración de STD de un agua de mar (en g/l) es al menos un 2,7% superior a su salinidad
(expresada en psu). Así, un agua de mar de 37,5 psu (típica de la costa mediterránea española) tendrá una concentración de STD superior a
38,4 g/l. Una posible confusión entre ambos valores no tiene importancia para muchas aplicaciones, pero resulta crucial cuando se trata de
estudiar el impacto de los vertidos de las plantas desaladoras, ya que existen especies sensibles a variaciones muy pequeñas de salinidad.
Las diferencias porcentual y absoluta entre ambos valores es aún mayor para las aguas de rechazo por su mayor densidad.
2
Caudal por unidad de superficie de membrana
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 18
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
antes se encontraban disueltas en este permeado han sido rechazadas por la membrana, por lo que
la salinidad del agua restante (denominada rechazo) va aumentando y lo mismo ocurre con la presión
osmótica. Para que siga produciéndose permeado, la presión aplicada al agua de alimentación debe
seguir siendo superior a la presión osmótica, pero por otra parte, si se aumenta demasiado la presión,
la membrana puede romperse. En el estado actual de la tecnología es habitual conseguir cifras de
conversión en permeado del 45% del agua bruta aplicando presiones superiores a los 70 bares.
El otro proceso basado en la utilización de membranas es la electrodiálisis (ED), pero por el momento
solo se aplica a aguas salobres y no a agua de mar. Consiste en hacer pasar el agua a lo largo de un
conjunto de canales limitados por membranas diseñadas para permitir el paso selectivo, bien de los
aniones o bien de los cationes. La disposición alternativa de membranas permeables a los aniones o a
los cationes hace que éstos desaparezcan de unos canales y que se concentren en los canales
contiguos, consiguiéndose así la desalación buscada.
Los principales procesos térmicos de desalación son la destilación súbita multietapas (multi-stage
flash distillation, MSF), la destilación multiefecto (mutiple effect distillation, MED) y la destilación
por compresión de vapor (vapor compression distillation, VC).
En el proceso MSF se calienta el agua de mar poniendo en contacto los tubos que la transportan con
vapor procedente de una caldera hasta que alcanza la temperatura de diseño que suele estar
comprendida entre 90º y 120º. El agua calentada se vierte en un recipiente (1ª etapa) donde la presión
se ajusta para que la temperatura del agua resulte ligeramente superior a la de ebullición a dicha
presión. De esta forma el agua sufre una evaporación súbita. Parte del vapor producido se condensa
al entrar en contacto con los tubos que traen el agua bruta camino del calentador, con lo cual esta a
su vez sufre un precalentamiento que se traduce en ahorro de energía. El vapor
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 19
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
condensado es ya agua producto. La fracción de agua que permanece líquida (y que ahora tendrá una
salinidad mayor y una temperatura menor) se vierte en otro recipiente (2ª etapa) cuya presión es
menor que la del anterior para conseguir de nuevo que la temperatura del agua salada sea ligeramente
superior a la de ebullición. Tras la nueva evaporación súbita, el vapor se condensa parcialmente al
entrar en contacto con los tubos que traen el agua de mar camino de la 1ª etapa. De nuevo tenemos
una parte de agua producto y un agua con mayor salinidad y menor temperatura. Este proceso se
repite en las restantes etapas (puede haber varias decenas).
Los proceso MED y VC tienen funcionamientos parecidos. El agua de mar se pulveriza sobre la
superficie de unos tubos que conducen vapor caliente. Ajustando adecuadamente las presiones se
consigue que parte del agua de mar pulverizada se evapore y que el vapor que va por los tubos se
condense, convirtiéndose en agua producto.
El residuo más importante de una planta desaladora por su magnitud está constituido por las aguas
de rechazo. Una planta con una producción de 70.000 m3 / día de agua producto generará un vertido
líquido de 1 m3/s si es de ósmosis inversa alimentándose de agua de mar (conversión del 45
%), de 0,2 m3/s si es de ósmosis inversa alimentándose de agua salobre (conversión del 80%) y de 7,3
m3/s si es de destilación (conversión del 10%).
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 20
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Los contaminantes que pueden ir asociados a los vertidos líquidos de las plantas desaladoras de forma
permanente o periódica se pueden clasificar de la forma siguiente (Ruiz Mateo, 2001) :
Los epígrafes d), e) y parte del c) solo son de aplicación a las plantas de destilación, que desde hace
más de una década no se construyen en España
En principio, la componente de las aguas de rechazo debida a las sustancias aportadas por el agua de
alimentación es la menos preocupante, sobre todo cuando se vierte al mismo medio de donde se
extrae el agua (como sucede cuando el agua se toma del mar) ya que no se añade ninguna carga
contaminante al sistema. Sin embargo, existen algunas excepciones importantes a esta regla:
Cuando el agua se toma de pozos profundos, además de estar exenta de oxígeno, suele tener
concentraciones elevadas de sulfuro de hidrógeno que resulta tóxico para los organismos
acuáticos. Afortunadamente ambos problemas tienen la misma sencilla solución: un tratamiento
de aireación.
A veces estas agua profundas presentan también niveles de radiactividad superiores a los límites
admitidos para aguas superficiales, problema que se agrava por los altos factores de
reconcentración que tienen las plantas RO con aguas salobres. Algo similar sucede con los
fluoruros y con algunos metales (USEPA, ASCE, AWWA, 1996).
Cuando el agua bruta se toma del mar y el efluente se vierte al mismo medio, la salinidad habrá
aumentado en un 10% si se trata de plantas térmicas y en un 70% si es una planta de ósmosis
inversa. Si el vertido se realiza sobre fondos sin vegetación, no presenta problemas, pero si en las
proximidades existen comunidades de cierto interés biológico por su productividad, biodiversidad
o rareza, deben estudiarse los posibles efectos del aumento de salinidad y decidir si son admisibles
antes de autorizar el vertido. En cualquier caso, el diseño de un dispositivo de vertido que
produzca una fuerte dilución en un espacio pequeño (zona de mezcla) hará que sea más fácil
encontrar un punto de vertido adecuado sin sobrepasar los límites de tolerancia de estas
comunidades.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 21
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Cuando el efluente llega al mar, su energía cinética provoca turbulencias que producen un rápido
mezclado parcial con agua del medio receptor incluso si éste está en calma (campo cercano). Además,
si el vertido se realiza alejado del fondo o si se hace de manera que se formen chorros que se alejen
de éste, la energía potencial debida a la mayor densidad del efluente también contribuye a la creación
de turbulencia. Naturalmente, la intensidad de este mezclado y, por lo tanto, la dilución conseguida
en las proximidades del dispositivo de vertido aumentarán con la energía cinética del efluente, la del
medio receptor (oleaje) y el área de la superficie de contacto entre ambos en la zona turbulenta.
La dilución inicial conseguida mediante un tramo difusor con muchos chorros delgados
suficientemente separados será siempre mayor que la que se obtiene vertiendo mediante un único
canal con o sin rebosadero, aunque también será mayor la carga hidráulica necesaria. De los trabajos
realizados en el CEDEX (ensayos en modelos reducidos y medidas en plantas en funcionamiento) desde
el año 2000 se pueden hacer las siguientes estimaciones:
(a) (b)
VALORES APROXIMADOS DE LAS DILUCIONES EN EL CAMPO CERCANO
Tipo de dispositivo de vertido Dilución obtenida
Descarga enterrada en una playa de bolos 2,5
Vertido a un torrente seco, cerca de la desembocadura 4
Chorro libre sobre la escollera de un dique 6
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
En cualquier caso, a cierta distancia del dispositivo de vertido la turbulencia se atenúa y la mezcla,
con mayor o menor dilución, termina formando una capa generalmente hiperdensa3 que fluye
esparciéndose por el fondo y tendiendo a ir cuesta abajo siguiendo la dirección de las máximas
pendientes (campo lejano). Este flujo irá rellenando depresiones hasta desbordarlas y tomará caminos
preferenciales encauzado por pequeñas vaguadas. Su comportamiento es parecido a ese “vapor”
producido por la nieve carbónica que se emplea en muchos espectáculos, que avanza lentamente por
el suelo debido a que su densidad es ligeramente superior a la del aire. El espesor inicial depende del
caudal, del tamaño del dispositivo de vertido y de la dilución inicial conseguida, pero puede variar
entre unos centímetros y unos metros.
A medida que avanza este flujo su ancho va aumentando por esparcimiento lateral (si no está
encauzado) y consecuentemente, su espesor disminuye. También se va produciendo lenta pero
inexorablemente un intercambio de agua entre la capa hiperdensa y la capa superior, lo que provoca
la aparición y continuo engrosamiento de una capa de interfaz con salinidades intermedias entre las
de las dos anteriores. Por debajo de ésta, la capa hiperdensa mantiene intactas sus propiedades
(salinidad, temperatura, densidad, etc.), pero su espesor se va reduciendo hasta que a cierta distancia
desaparece por completo. A partir de aquí, la máxima salinidad del perfil vertical, que sigue dándose
junto al fondo, empieza a disminuir hasta que llega un momento en que se hace prácticamente
indistinguible de la del medio receptor.
Cuando la capa de interfaz está muy diluida, si el medio receptor está estratificado por temperatura
(agua más fría en el fondo que en la superficie), aquella puede separarse del fondo y caminar entre
dos aguas por ser su densidad intermedia entre la del fondo y la de la superficie.
3
Si se trata de una desalobradora con bajo factor de conversión, el efluente puede ser menos denso que el agua de mar. Entonces la capa es
hipodensa y se esparce por la superficie. También se favorece este comportamiento si se trata de una desaladora térmica o si el efluente se
mezcla previamente con aguas residuales.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 23
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Conviene dejar claro desde el principio que no existe ningún efecto nocivo reconocido para la salud
humana por el contacto con la salmuera. Al contrario, se atribuyen efectos beneficiosos al baño en
ambientes marinos de alta salinidad (Mar Muerto, por ejemplo) y hay centros de talasoterapia
instalados precisamente en ámbitos de esta naturaleza.
Hasta ahora hemos hecho una detallada caracterización de la composición potencial del efluente, lo
cual ya nos da una orientación sobre la importancia del posible impacto ecológico del vertido. Pero
para estimar el impacto real que tendrá el vertido de una planta desaladora concreta, lo que
constituye el objeto de todo Estudio de Impacto Ambiental, se requiere dar dos pasos más: un
reconocimiento bionómico de la zona que puede ser afectada por el vertido y una cuantificación de
los efectos que dicho vertido tendrá sobre las biocenosis observadas a nivel de individuos, de especies
y de comunidades.
Sin embargo, se sabe muy poco sobre los efectos que estos vertidos tienen sobre las biocenosis.
Aunque en la literatura científica pueden encontrarse muchos estudios sectoriales altamente
especializados, suelen tratarse de estudios para determinar un tipo de efecto de un contaminante
específico sobre una especie determinada, y aún así no siempre ofrecen resultados concluyentes.
A este respecto apoyamos aquí la afirmación de Hoepner (1999) en el sentido de que se necesitan
Estudios de Impacto Ambiental terminados y publicados. Más aún, necesitamos que se publiquen los
resultados de los programas de seguimiento propuestos en dichos estudios, ya que constituyen la
forma más directa y fiable de conocer los efectos globales e integrados de efluentes de composición
compleja. Un magnífico ejemplo de publicación de este tipo para el vertido de una planta desaladora
puede encontrarse en (Chester, 1975).
La determinación de los criterios de calidad debe basarse en la cuantificación de los efectos que dicho
vertido tendrá sobre las biocenosis del entorno y en una elección del nivel y tipo de afección
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
que se considere aceptable, para lo que deben tenerse en cuenta también consideraciones
socioeconómicas.
El estudio más completo que se ha realizado hasta el momento a este respecto fue coordinado por el
CEDEX (Ruiz Mateo, 2004) como parte de un trabajo encargado por la Sociedad Estatal Aguas de la
Cuenca del Segura en el año 2000, y estuvo orientado a la determinación del umbral de tolerancia
de la fanerógama marina Posidonia oceanica4, que forma un cordón prácticamente continuo a lo largo
de casi todo el litoral mediterráneo de la costa española. Se evaluó la respuesta de la planta (y de
otros elementos del ecosistema como los epífitos o ciertas especies-clave) a los incrementos de
salinidad, acometiendo el problema mediante tres enfoques diferentes: Experimentación en acuarios,
Experimentación in situ y Estudio en zonas de vertido de desaladoras en funcionamiento. La
conclusión fue que el umbral de tolerancia para esta especie es muy estrecho, del orden de 1 g/kg
de incremento de salinidad (Autores varios, 2003).
Es necesario realizar estudios similares para otras especies marinas de elevado valor ecológico o
económico. En particular, sería muy conveniente determinar el umbral de sensibilidad de otra
fanerógama muy frecuente en nuestras costas: Cymodocea nodosa. No obstante se puede adelantar
4
Las praderas de Posidonia se encuentran incluidas en el anexo I (Tipos de hábitats naturales de interés comunitario para cuya
conservación es necesario designar zonas especiales de conservación) de la Directiva del Consejo 92/43/CEE, de 21 de mayo
de 1992, relativa a la conservación de los hábitats naturales y de la fauna y flora silvestres. Está marcado además como tipo
de hábitat prioritario,
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
que será más amplio ya que existen praderas en el Mediterráneo (salinidad de 37,5 psu), en Canarias
(35 psu) y hasta en el Mar Menor de Murcia (más de 43 psu), mientras que la Posidonia oceanica solo
existe en el Mediterráneo.
El vertido al mar del efluente de una planta desaladora constituye uno más de los numerosos
problemas de diseño que hay que resolver y a veces se convierte en uno de los más difíciles de tratar,
más por los márgenes de seguridad impuestos debido a la falta de conocimientos contrastados por la
experiencia que por las dificultades técnicas para conseguir las diluciones adecuadas antes de que la
mezcla alcance las zonas a proteger.
Para un adecuado diseño del dispositivo de vertido deben tenerse en cuenta las siguientes
consideraciones:
La extensión de la zona de campo cercano es mucho más pequeña que la del campo
lejano (del orden de 1 000 m2 frente a más de 10 000 m2). Si se dispone de poco
espacio libre de condicionantes ambientales es preferible diseñar un dispositivo de
vertido que consiga la dilución necesaria dentro de los límites del campo cercano.
Esto tiene otras ventajas: a) la dilución en el campo cercano es controlable por el
proyectista porque depende en gran medida del diseño del dispositivo de vertido, y
b) no es necesario preocuparse de lo que sucede en el campo lejano5. Sin embargo
tiene el inconveniente de que pueden requerir una obra marítima. Por ejemplo, para
un caudal efluente de 1,5 m3/s con una salinidad de 65 psu, un tramo difusor de 150
m con 25 elevadores de dos bocas de descarga cada uno de 7 cm de diámetro
produciendo chorros ascendentes que formen 60º con la horizontal, situado en una
zona con un calado de 10 m consigue que cuando la mezcla llegue al
5
Esto es importante porque actualmente no existe aún una metodología suficientemente contrastada para calcular cómo varían las salinidades
en el campo lejano.
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Una forma de disminuir la salinidad del efluente consiste en prediluir en tierra con
agua tomada del mar expresamente para ello. Sin embargo, debe tenerse en cuenta
que supone un incremento del coste (por la instalación y por el bombeo) y que
aumenta el caudal efluente, lo que hace que las diluciones conseguidas
posteriormente en el mar sean menores.
6
Un vertido mediante tramo difusor con chorros ascendentes en zonas de suficiente calado permite conseguir que cuando la mezcla descienda
al nivel en el que se encuentran las plantas del fondo, el incremento de salinidad esté por debajo del umbral de tolerancia, Por lo tanto podría
colocarse en un fondo vegetado sin más afección que la puramente mecánica debida a la instalación del difusor. Sin embargo, por el momento
no conocemos que se haya proyectado ningún vertido de esta forma.
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
o con el fondo. Existen numerosas publicaciones en las que se pueden encontrar las
ecuaciones que gobiernan este proceso y, sobre todo, los valores experimentales de
los coeficientes de alimentación del chorro con agua del medio receptor. Además,
existen aplicaciones informáticas de bajo coste y utilización simple (VISJET, CORMIX
I) que integran estas ecuaciones y permiten obtener fácilmente la variación de la
salinidad y de las concentraciones de otros contaminantes a lo largo del chorro.
También pueden encontrarse en la literatura las ecuaciones y los valores de los
coeficientes que gobiernan el comportamiento de la capa hiperdensa cuando está
completamente encauzada (análisis bidimensional). Pero faltan todavía
procedimientos de cálculo que permitan conocer el comportamiento del vertido en
el campo cercano (al menos geometría y dilución obtenida) para los múltiples
dispositivos de vertido que se están utilizando y el del campo lejano para flujo no
encauzado (análisis tridimensional). Precisamente estos son los objetivos de un
trabajo de investigación que se está desarrollando en el CEDEX desde finales de 2004.
Dadas las incertidumbres existentes sobre los métodos de cálculo que se están
utilizando, los diseños de dispositivos de vertido deberían cumplir las condiciones
siguientes:
(1).- Un asterisco (*) indica que no se aplica ningún umbral de capacidad (todos los complejos que
realicen algunas de estas actividades industriales están sujetos a cumplir los requisitos de
información, independientemente de su capacidad de producción o tamaño).
En cuanto a las sustancias características de cada una de estas actividades puede servir de referencia
las Guías de Mejores Técnicas Disponibles (MDTs) en España y las Best available technologies of
REFerence (BREF) por sectores industriales.
Se puede bajar una copia en formato .pdf de estos documentos para cualquier sector industrial en la
dirección: http://www.prtr-es.es/fondo-documental/documentos-de-mejores-tecnicas-
disponibles,15498,10,2007.html
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
4. AUTORIZACIÓN DE VERTIDO
En este apartado se incluye una selección de partes extractadas de la excelente publicación Manual
para la gestión de vertidos. Autorización de vertido, publicada por el Ministerio de Medio Ambiente
en 2007.
Aunque está orientada preferentemente a los vertidos que se realizan en el Dominio Público
Hidráulico, contiene también bastante información relativa a los vertidos al litoral marítimo. Por otra
parte, la normativa existente para el control de los primeros está hoy en día más desarrollada, por lo
que si nos encontramos con algún aspecto de un vertido al mar que no está regulado, siempre podemos
utilizar como orientación lo establecido para vertido a ríos.
Como señala el RD Legislativo 1/2001, de 20 de Julio, por el que se aprueba el texto refundido de la
Ley de Aguas (en adelante TRLA), y el art. 245 del Reglamento del Dominio Público Hidráulico (en
adelante RDPH) modificado por el RD 606/2003, se consideran vertidos los que se realicen directa o
indirectamente en las aguas continentales, así como en el resto del dominio público hidráulico (en
adelante DPH), cualquiera que sea el procedimiento o técnica utilizada.
Según el RDPH, se considera vertido directo la emisión directa de contaminantes a las aguas
continentales o a cualquier otro elemento del DPH, así como la descarga de contaminantes en el agua
subterránea mediante inyección sin percolación a través del suelo o del subsuelo. Se establece una
distinción en función del destino del vertido, y de la técnica utilizada, en el caso de los vertidos a las
aguas subterráneas. La competencia para el otorgamiento de autorizaciones de vertido directo en
aguas continentales y subterráneas en las cuencas intercomunitarias es de los Organismos de cuenca
(OO.CC), de acuerdo con el art. 101.2 del Texto refundido de la Ley de Aguas. En las cuencas
intracomunitarias (País Vasco, Galicia-Costa, Cuenca Mediterránea Andaluza, Cuenca Atlántica
Andaluza, Cuencas internas de Cataluña, Baleares y Canarias), esta competencia es de la
correspondiente Comunidad Autónoma.
Vertidos indirectos, son los realizados en aguas superficiales o en cualquier otro elemento del DPH a
través de azarbes, redes de colectores de recogida de aguas residuales o de aguas pluviales o por
cualquier otro medio de desagüe.
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
En el caso de que el vertido tenga por destino las aguas subterráneas, se considera vertido indirecto
si se realiza mediante filtración a través del suelo o del subsuelo (vertido al terreno).
El destino final de los vertidos indirectos al igual que el de los directos es el DPH, pero la forma en
que se incorporan al mismo, de manera indirecta a través de conducciones o a través de la filtración
por el terreno, hace que tengan una consideración diferente en la legislación. Esta diferenciación
tiene efectos sobre el reparto de competencias en cuanto a la autorización de los vertidos.
El Texto refundido de la Ley de Aguas en su artículo 101.2 (según la redacción del RD-Ley 4/2007)
establece que las autorizaciones de vertido corresponden a la Administración Hidráulica competente
(organismos de cuenca o administraciones hidráulicas autonómicas) con las excepciones siguientes:
Existen algunos casos especiales (vertidos a ramblas, a canales de riego o a aguas superficiales con
especial incidencia en el medio receptor) que no trataremos aquí.
Como señala la Ley de Aguas y el art. 245 del RDPH, el procedimiento de autorización de vertido se
inicia con la presentación de una solicitud y una declaración de vertido por parte del titular de la
actividad causante del mismo, que contendrá los extremos recogidos en el art. 246.2 del RDPH y en
su caso en los art. 250 y 257.
El siguiente paso es proceder a la apertura del expediente administrativo con la asignación del número
de expediente correspondiente.
La fecha de presentación de la solicitud y declaración de vertido, marca el comienzo del plazo máximo
de un año que tiene el Organismo de cuenca para resolver el expediente, según la Disposición
Adicional 6ª, apartado 2 del TRLA.
Subsanación
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Una vez revisada toda la documentación aportada si se identifica que la misma no reúne todos los
requisitos o no acompaña todos los documentos que se exigen en la normativa (Ver Capítulo 4), de
modo que imposibilite seguir con la tramitación administrativa, se notificará, al titular la existencia
de tal circunstancia, adjuntando una relación pormenorizada del conjunto de la información
complementaria que deba aportarse, fijándole un plazo para realizarlo.
El plazo que tiene el titular para la subsanación será de diez días, en general, aunque existe la
posibilidad de prórroga de hasta 5 días a petición del interesado o iniciativa del Organismo de cuenca,
cuando la aportación de los documentos requeridos presente dificultades especiales. Transcurrido el
mencionado plazo de subsanación sin obtener respuesta adecuada por parte del titular, se considera
que ha desistido y se le notificará el archivo del expediente, finalizando con ello el procedimiento
administrativo.
Si del informe previo se deduce que el vertido no se adecúa al cumplimiento de las normas de calidad
y objetivos ambientales (improcedencia del vertido), el Organismo de cuenca denegará la autorización
dictando resolución motivada, previa audiencia al peticionario, o bien requerirá a éste para que
introduzca las correcciones oportunas en el plazo de 30 días. Transcurrido el plazo sin haberse
realizado dichas correcciones, el Organismo de cuenca denegará la autorización mediante resolución
motivada y previa audiencia del solicitante.
El plazo para acordar la denegación expuesta es de seis meses a partir de la recepción de la solicitud.
Transcurrido este plazo, las solicitudes que no hayan sido denegadas proseguirán su tramitación.
El siguiente trámite es someter a información pública las solicitudes no denegadas, y recabar informes
de la Comunidad Autónoma y otros organismos que procedan.
De las alegaciones recibidas durante este trámite, se dará traslado al peticionario, que podrá
manifestar lo que estime conveniente en el plazo de diez días.
En relación con el trámite de información pública el art. 86.3 de la LRJAP y PAC, establece que la
incomparecencia durante dicho trámite no impide a los interesados interponer recursos contra la
resolución del procedimiento. La comparecencia durante el trámite tampoco otorga por sí misma la
condición de interesado, aunque se tiene derecho a recibir de la Administración una respuesta
razonada, que podrá ser común para todas aquellas alegaciones que planteen cuestiones
sustancialmente iguales.
El plazo que tienen dichos organismos para evacuar los informes solicitados es de diez días.
Transcurrido el plazo sin tener respuesta se entenderá que no existen objeciones pudiendo proseguir
con el desarrollo de etapas posteriores. Los informes emitidos fuera de plazo podrán no ser tenidos
en cuenta a la hora de adoptar la correspondiente resolución de acuerdo con el art. 83 de la LRJAP y
PAC.
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Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Al igual que sucede con las alegaciones recibidas durante el periodo de información pública, es
necesario remitir al peticionario los informes recibidos, tanto los favorables como los desfavorables,
para que manifieste en el plazo de diez días lo que estime conveniente.
Propuesta de resolución
Una vez realizado el trámite de información pública y petición de informes a organismos, se procederá
a la elaboración de la propuesta de resolución.
La propuesta de resolución de autorización de vertido es el resultado del trabajo que lleva a cabo el
técnico de vertidos. Su contenido estará basado fundamentalmente en la declaración de vertido y en
el informe previo. Debe hacer mención y recoger los aspectos fundamentales relativos a las
alegaciones obtenidas en la información pública, los informes de los organismos y los antecedentes
recopilados desde el inicio del expediente administrativo y que fueron tenidos en cuenta en el informe
previo de adecuación del vertido a las normas de calidad y objetivos ambientales.
El trámite de audiencia a los interesados deberá desarrollarse siempre que se hayan presentado
alegaciones durante el período de información pública o que se hayan evacuado informes por parte
de otros organismos.
Terminación
En caso de que la propuesta de resolución fuese denegatoria (lo cual es posible aún cuando el informe
previo en principio hubiese sido favorable, ya que de las alegaciones formuladas en el trámite de
información pública o de los informes elaborados por otros organismos se puede obtener información
adicional) si una vez notificada a los interesados, éstos no respondieran en el plazo de diez días se les
tendrá por desistidos y en caso de que propusieran modificaciones inaceptables a
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 41
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
juicio del Organismo de cuenca, se les denegará la autorización. En cualquier caso se tendrá que
dictar resolución expresa.
Si el peticionario mostrará su reparo a las condiciones en las que se propone la autorización del
vertido, en caso de que propusieran modificaciones inaceptables a juicio del Organismo de cuenca,
se le denegará la autorización.
La desestimación por silencio administrativo tiene los solos efectos de permitir a los interesados la
interposición del recurso administrativo o contencioso-administrativo que resulte procedente.
Asimismo, para el caso de contratos de cesión de uso privativo de aguas, de acuerdo al art. 353 del
RDPH, si el cedente o el cesionario fuesen titulares de una autorización de vertido, se hará constar
esta circunstancia en la documentación de solicitud de autorización del contrato, que se acompañará
de un estudio de los posibles efectos que, respecto de aquella, comporta la cesión de derechos. El
Organismo de cuenca tramitará la oportuna modificación de la autorización o autorizaciones de
vertido y en el caso de que se considere que la nueva situación de cesión de derechos comporta un
vertido no autorizable, se comunicará a los interesados y se revocará la autorización del contrato,
previa audiencia de aquellos, sin derecho a indemnización. Así la cesión queda supeditada a la
autorización de vertido.
Los parámetros o sustancias que pueden contaminar las aguas son muchos, tanto de naturaleza física,
química como biológica.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 43
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
En la autorización de vertido, tal como establece el artículo 251.1.b.2 del RD 606/2003 se deben
establecer valores límite de emisión para los parámetros característicos de la actividad causante del
vertido.
Se denomina parámetro característico de una determinada actividad generadora de vertido aquel qué
en condiciones normales de funcionamiento de la actividad y de explotación de sus instalaciones de
tratamiento, estará presente en el vertido. Por tanto los parámetros característicos deben guardar
una relación causa-efecto con el foco emisor del vertido.
Para establecer valores límite se debe tener en cuenta que todo aquello que no esté expresamente
autorizado en el condicionado, está prohibido.
Para cada vertido en particular debe estudiarse cuáles son sus parámetros característicos, aunque,
con carácter general y tan solo a modo indicativo se puede establecer una cierta relación entre cada
tipo de vertido y los parámetros o grupos de parámetros que deben figurar en sus autorizaciones de
vertido:
● Vertidos Urbanos con componente industrial: se establecerán valores límite de emisión para los
parámetros generales de origen doméstico y además para los parámetros específicos de las
actividades industriales recogidas por la red de colectores e incorporadas al vertido.
Conviene recordar que el responsable de conocer cuáles son los parámetros característicos de la
actividad es el titular del vertido. El técnico de vertidos de la confederación solo debe comprobar,
en el trámite del Informe previo, que la información presentada por el titular en la declaración de
vertidos es coherente.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 44
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
1) Unidades de carga
En este caso los límites de vertido, tanto volumen de vertido como cantidad de sustancia
contaminante asociada están referidos a una determinada cantidad de producto obtenida en el
proceso industrial (t, kg, g, etc.) y se denominan carga específica. En el caso de vertidos urbanos los
límites se expresan como la cantidad de una sustancia que genera el efluente en una unidad de tiempo
de referencia, normalmente diario y/o mensual.
2) Unidades de concentración
En este caso los límites de emisión de los parámetros de control están definidos en unidades de
concentración expresados bien como valores medios para un tiempo de referencia (diario, mensual),
como algún estimador estadístico para un conjunto de muestras puntuales (percentil) o como valores
máximos absolutos para muestras puntuales.
Los dos tipos de límites de emisión definidos anteriormente pueden ser incorporados en una misma
autorización y suponen la obligación de su cumplimiento simultáneo.
Los límites expresados como carga específica son los que guardan mayor relación con la actividad
productiva ya que se puede determinar la cantidad de materia prima necesaria por cada unidad de
producción y se puede conocer el rendimiento obtenido, es decir la cantidad de materia prima que
efectivamente se incorpora al producto final y por tanto los sobrantes que serán eliminados a través
del vertido. Por tanto este tipo de límites son los que mejor pueden expresar la limitación impuesta
al vertido ya que permiten detectar posibles prácticas fraudulentas de dilución del vertido.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 45
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Sin embargo para controlar el vertido por medio de una inspección, son más efectivos los límites
expresados como concentración, ya que mediante una muestra puntual permiten evaluar el
cumplimiento del condicionado.
La determinación de los límites de vertido aplicables a una autorización debe realizarse mediante dos
métodos, estableciendo como valor límite el más restrictivo de los dos:
● De acuerdo con la actividad generadora del vertido, teniendo en cuenta las mejores técnicas
disponibles
● En función de los objetivos de calidad o normas de calidad medioambiental del medio receptor
(incidencia del vertido)
La Autorización Ambiental Integrada (AAI) es una resolución que permite explotar la totalidad o parte
de una instalación industrial bajo determinadas condiciones en España. Está definida en el artículo 3
de la Ley 16/2002 (Ley IPPC), del 1 de julio, como “la resolución del órgano competente de la
Comunidad Autónoma en la que se ubique la instalación, por la que se permite, a los solos efectos de
la protección del medio ambiente y de la salud de las personas, explotar la totalidad o parte de una
instalación, bajo determinadas condiciones destinadas a garantizar que la misma cumple el objeto y
las disposiciones de está Ley.”
La AAI aglutina diversas autorizaciones que las empresas tenían que solicitar por separado:
A pesar de su inmensidad, la continuidad de las características del medio marino como fuente de
recursos y como hábitat presenta actualmente una serie de problemas entre los que cabe mencionar
los siguientes:
Una descripción detallada de cada uno de estos problemas y de los riesgos que conllevan puede
encontrarse en el informe nº 70 del GESAMP (Group of Experts in the Scientific Aspects of Marine
Environment), grupo de expertos patrocinado por un conjunto de Organismos Internacionales como la
Organización Marítima Internacional (IMO), la Organización para la Agricultura y la Alimentación
(FAO), la UNESCO, la Organización Meteorológica Mundial (WMO), la Organización Mundial dela Salud
(WHO), la Agencia Internacional de Energía Atómica (IAEA) y el Programa Ambiental de las Naciones
Unidas (UNEP).
El informe nº 71 de este mismo grupo de expertos se centra en los problemas derivados de las
actuaciones humanas en tierra, comprendiendo entre otros los vertidos líquidos al mar.
Ambos informes pueden descargarse del sitio web de GESAMP cuya dirección es:
http://gesamp.imo.org
De todas formas, una copia electrónica se entrega como documentación de apoyo al presente curso.
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 48
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
La inmensidad del medio marino es más una realidad geográfica que biológica o ecológica. Basta recordar
que la plataforma continental, que representa un 7,6% de la superficie de los océanos, y menos de un
1% de su volumen constituye el origen del 87% de las aportaciones totales de la pesca y el 100% en lo
que se refiere al marisco lo que
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 49
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
Respecto a su utilización por el ser humano, la zona que concentra la mayor intensidad de usos es
todavía más pequeña pues se reduce a una franja litoral de algunos kilómetros de anchura a cada lado
de la costa donde, además, cuanto más nos acercamos a la línea de costa, mayor es la demanda de
usos. Así, según el Informe Perfil Ambiental de España 2005 del Ministerio de Medio Ambiente, el 79%
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 50
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
de la población y el 78% de las viviendas principales se concentra ya en el 12% de los municipios con una
superficie del 19% del territorio. En el litoral, la superficie urbanizada en el primer kilómetro ha
aumentado considerablemente durante la última década. En algunas provincias, el litoral urbanizado
supera el 50% de la línea de costa.
En la parte marina de la franja costera encontramos usos tan extendidos como los baños, la pesca de
bajura, la navegación recreativa o los cada vez más numerosos cultivos marinos. Hasta la navegación,
que es una de las actividades humanas que se extiende por todo el océano, tiene sus puntos de
concentración (puertos y fondeaderos) instalados en la zona litoral.
Pero además de estos usos que, por ser compartidos activamente por un gran número de personas están
en la mente de todos, existe otro no menos importante ni necesario que consiste en aprovechar la
indudable capacidad depuradora del mar para determinados tipos de contaminantes como un elemento
más de un sistema completo de tratamiento de los residuos de la actividad humana y, concretamente,
de las aguas residuales que se vierten desde tierra (tratamiento marino).
En efecto, el mar dispone del oxígeno disuelto necesario para neutralizar la DBO de un agua residual sin
que su concentración baje a niveles alarmantes siempre que se asegure la dilución inicial necesaria, cosa
que en los ríos, por ejemplo, no es fácil conseguir. Para fijar ideas conviene hacer unos números. Un
agua residual bruta tiene una concentración de DBO5 de unos 350 mg/l. Por otra parte, el agua de
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUA 51
Vertidos al mar de aguas residuales. Emisarios submarinos
mar, por la agitación debida al oleaje, se encuentra casi siempre saturada la oxígeno, lo que supone una
concentración de oxigeno disuelto de unos 10 mg/l. Si mediante un adecuado dispositivo difusor se
consigue rápidamente una dilución de 100 a 1, la concentración de DBO5 en la mezcla será de 3,5 mg/l.
Esto significa que al cabo de 5 días, aunque no se hubiera producido ninguna dilución adicional, la
concentración de oxígeno disuelto sería de 10 – 3,5 = 6,5 mg/l, todavía bastante por encima de las
concentraciones que pueden producir problemas a la vida acuática (del orden de 4,5 mg/l).
El mar también dispone de la superficie que tanto se escatima por su elevado coste en el diseño de los
estanques de sedimentación. Si el entorno del punto de vertido no tiene fondos de especial valor
ecológico y siempre que mediante una adecuada gestión del sistema de saneamiento el efluente no
contenga sustancias peligrosas (es decir, tóxicas, persistentes y bioacumulables), se puede aceptar que
juegue el papel de un estanque de sedimentación si se acompaña de un adecuado programa de vigilancia.
Pero sobre todo, su elevada salinidad y su prolongada exposición a la radiación solar le confieren un
poder bactericida que se ve reforzado por la acción de microdepredadores, la actividad antiséptica de
las secreciones producidas por las algas y el antagonismo de las bacterias específicamente marinas.
Es muy habitual medir esta capacidad antiséptica mediante el parámetro T90 , que se define como el
tiempo que tiene que transcurrir para que desaparezca el 90% del contaminante considerado7. En el mar
son corrientes valores del T90 del orden de algunas horas, mientras que en un río es del orden de un día y
en un estanque de lagunaje, del orden de varios días.
La importancia que tiene esta capacidad depuradora se hace más patente repasando las siguientes
cifras: Un efluente urbano de composición normal tiene una concentración de coliformes fecales del
7
Este concepto se basa en la suposición de que la eliminación de un contaminante dado en un
medio dado es un proceso que sigue lo que en Química se llama cinética de primer orden, o
sea, que la velocidad de eliminación es proporcional a la concentración existente en cada
momento. Si llamamos C a la concentración, esto puede expresarse mediante la ecuación dC/dt
= - ·t, siendo t el tiempo y una constante de proporcionalidad. Integrando esta ecuación se
obtiene
C = C0 exp(- t) = C0 · 10- t/T90
donde C0 es la concentración inicial y T90 =( ln 10) / . De esta expresión se deduce la
interpretación del parámetro T90..
52
NOMBRE PROGRAMA
Nombre asignatura/módulo
orden de 108/100 ml; una sedimentación primaria divide dicha concentración por la
mitad y un tratamiento biológico la divide por cinco. Sin embargo, la concentración
límite establecida como objetivo de calidad para aguas de baño por la normativa
todavía en vigor (Directiva 76/160/CEE) es de 2000/100 ml como valor imperativo
(nivel de excedencia del 95%) y de 100/100 ml como valor guía. Los
-factores de reducción necesarios son, pues, del orden de 105 y aún así, las medidas
experimentales realizadas en torno a emisarios submarinos en funcionamiento
demuestran que se pueden conseguir a condición de que el efluente tenga una gran
dilución inicial y que permanezca un tiempo suficiente en el agua del mar antes de
llegar a las zonas de baño.
Para ilustrar la importancia de este tipo de uso del dominio público marítimo-
terrestre recordemos que más del 35% de la población española vive en los municipios
costeros que, sin embargo, sólo suponen el 7% de su territorio. A esto hay que añadir
el 90% de los más de 50 millones de turistas que visitan España cada año que pasan
sus vacaciones en la costa.