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. 9