stringtranslate.com

alcantarillado combinado

Un sistema de alcantarillado combinado. Durante el tiempo seco (y pequeñas tormentas), todos los caudales son manejados por las obras de tratamiento de propiedad pública (POTW). Durante grandes tormentas, la estructura de alivio permite que parte de las aguas pluviales y residuales combinadas se descarguen sin tratamiento a un cuerpo de agua adyacente.

Un alcantarillado combinado es un tipo de alcantarillado por gravedad con un sistema de tuberías, túneles, estaciones de bombeo, etc. para transportar las aguas residuales y la escorrentía urbana juntas hasta una planta de tratamiento de aguas residuales o un vertedero. Esto significa que durante las lluvias, las aguas residuales se diluyen, lo que genera mayores caudales en el sitio de tratamiento. Las aguas pluviales no contaminadas simplemente diluyen las aguas residuales, pero el escurrimiento puede disolver o suspender prácticamente cualquier cosa con la que entre en contacto en techos, calles y patios de almacenamiento. [1] : 296  A medida que la lluvia viaja sobre los techos y el suelo, puede recoger diversos contaminantes, incluidas partículas del suelo y otros sedimentos , metales pesados, compuestos orgánicos , desechos animales y aceites y grasas . Las alcantarillas combinadas también pueden recibir drenaje en clima seco proveniente del riego de jardines , desagüe de construcciones y lavado de edificios y aceras .

Los alcantarillados combinados pueden causar serios problemas de contaminación del agua durante eventos de desbordamiento de alcantarillado combinado ( CSO , por sus siglas en inglés) cuando los flujos combinados de aguas residuales y escorrentía superficial exceden la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales, o del caudal máximo del sistema que transmite las fuentes combinadas. En los casos en los que se produce una escorrentía superficial excepcionalmente alta (como grandes tormentas), la carga en los ramales tributarios individuales del sistema de alcantarillado puede causar un retroceso hasta un punto en el que las aguas residuales sin tratar fluyen fuera de fuentes de entrada, como los inodoros, lo que provoca que los edificios habitados se desplomen. verse inundado con una mezcla tóxica de aguas residuales y escorrentía, lo que generaría enormes cargas financieras para su limpieza y reparación. Cuando los sistemas de alcantarillado combinados experimentan estos rendimientos superiores a los normales, los sistemas de alivio provocan que las descargas que contienen desechos humanos e industriales fluyan hacia ríos, arroyos u otros cuerpos de agua. Estos eventos con frecuencia causan consecuencias negativas tanto para el medio ambiente como para el estilo de vida, incluido el cierre de playas, mariscos contaminados que no son aptos para el consumo y contaminación de las fuentes de agua potable, lo que las hace temporalmente inseguras para el consumo y requiere hervirlas antes de usarlos como bañarse o lavar los platos. [2]

La mitigación de los desbordamientos combinados de alcantarillado incluye separación de alcantarillado, almacenamiento de CSO, ampliación de la capacidad de tratamiento de aguas residuales, cuencas de retención , instalaciones de detección y desinfección, reducción de los flujos de aguas pluviales, infraestructura verde y sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real .

Este tipo de diseño de alcantarillado por gravedad se utiliza con menos frecuencia hoy en día en la construcción de nuevos sistemas de alcantarillado. Los diseños de alcantarillado modernos excluyen la escorrentía superficial mediante la construcción de alcantarillas sanitarias , pero muchas ciudades y pueblos más antiguos continúan operando sistemas de alcantarillado combinados previamente construidos. [3]

Desarrollo

Las primeras alcantarillas fueron diseñadas para llevar el escurrimiento de las calles lejos de las áreas habitadas y hacia los cursos de agua superficiales sin tratamiento. Antes del siglo XIX, era común vaciar los recipientes de desechos humanos, por ejemplo, orinales , en las calles de pueblos y ciudades y sacrificar animales en los " caos " callejeros abiertos. El uso de animales de tiro, como caballos, y el pastoreo de ganado por las calles de la ciudad significaban que la mayoría contenía grandes cantidades de excrementos. Antes del desarrollo del macadán como material de pavimentación en el siglo XIX, los sistemas de pavimentación eran en su mayoría porosos, de modo que la precipitación podía absorberse y no escurrirse, y el agua de lluvia de los tejados urbanos a menudo se guardaba en tanques de agua de lluvia. Las alcantarillas a cielo abierto, que consisten en canalones y cauces urbanos, eran comunes en todo el mundo antes del siglo XX.

En la mayoría de los países desarrollados, a finales del siglo XIX y principios del XX se hicieron grandes esfuerzos para cubrir las alcantarillas anteriormente abiertas, convirtiéndolas en sistemas cerrados con tuberías de hierro fundido, acero u hormigón, mampostería y arcos de hormigón, mientras que las calles y Los senderos estaban cada vez más cubiertos con sistemas de pavimento impermeable. La mayoría de los sistemas de recolección de aguas residuales del siglo XIX y principios y mediados del XX utilizaban sistemas de tubería única que recolectaban tanto las aguas residuales como el escurrimiento urbano de las calles y los techos (hasta el punto de que el agua de lluvia relativamente limpia de los techos no se guardaba en depósitos y cisternas para beber y lavar). .) Este tipo de sistema de recogida se denomina "sistema de alcantarillado combinado". La razón para combinar los dos fue que sería más barato construir un solo sistema. [4] : 8  La mayoría de las ciudades en ese momento no tenían plantas de tratamiento de aguas residuales , por lo que no se percibía ninguna ventaja para la salud pública en la construcción de un sistema separado de "alcantarillado de aguas superficiales" (terminología del Reino Unido) o " alcantarillado pluvial " (terminología de EE. UU.). [2] : págs. 2-3  Además, antes de la era del automóvil, era probable que la escorrentía estuviera muy contaminada con desechos animales. Además, hasta mediados del siglo XIX, el uso frecuente de caos contribuyó a más desperdicio. La sustitución generalizada de los caballos por la propulsión de automóviles, la pavimentación de las calles y superficies de las ciudades, la construcción de mataderos municipales y el suministro de agua potable en el siglo XX cambiaron la naturaleza y el volumen de la escorrentía urbana para que inicialmente fuera más limpia, incluyendo el agua que antes se empapaba y El agua de lluvia que anteriormente se ahorraba en los tejados después de que las alcantarillas combinadas ya se adoptaran ampliamente.

Cuando se construyeron, los sistemas de alcantarillado combinados generalmente tenían un tamaño para transportar tres [2] : págs. 2–4  a 160 veces el flujo promedio de aguas residuales en clima seco. [5] : 136  Generalmente no es factible tratar el volumen de aguas residuales mixtas y escorrentía superficial que fluyen en un alcantarillado combinado durante los eventos de escorrentía máxima causados ​​por el deshielo o la precipitación convectiva . A medida que las ciudades construían plantas de tratamiento de aguas residuales, esas plantas generalmente se construían para tratar solo el volumen de aguas residuales que fluían durante el clima seco. Se instalaron estructuras de alivio en el sistema de recolección para evitar las aguas residuales no tratadas mezcladas con la escorrentía superficial durante el clima húmedo, protegiendo las plantas de tratamiento de aguas residuales de los daños causados ​​si los flujos máximos alcanzaran las obras de cabecera . [6]

Desbordamientos combinados de alcantarillado (CSO)

Salida combinada de alcantarillado hacia el río Anacostia en Washington, DC
Foto del interior de una alcantarilla combinada en Brighton, Inglaterra .

Estas estructuras de alivio, llamadas "reguladores de aguas pluviales" (en inglés americano , o "combined sewer overflows" en inglés británico ), se construyen en sistemas de alcantarillado combinados para desviar los caudales que exceden el caudal máximo de diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales. [6] Las alcantarillas combinadas se construyen con secciones de control que establecen relaciones etapa-descarga o presión diferencial-descarga que pueden predecirse o calibrarse para desviar flujos que excedan la capacidad de la planta de tratamiento de aguas residuales. Se puede usar un vertedero saltador como dispositivo regulador que permite que los caudales de aguas residuales típicos de clima seco caigan en una alcantarilla interceptora hacia la planta de tratamiento de aguas residuales, pero provocando que una porción importante de los caudales más altos salten sobre el interceptor hacia el emisario de desvío. Alternativamente, se puede dimensionar un orificio para aceptar la capacidad de diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales y hacer que el exceso de flujo se acumule sobre el orificio hasta que sobrepase un vertedero de desbordamiento lateral hacia el emisario de desvío. [5] : 112-114 

Las estadísticas de las CSO pueden resultar confusas porque el término puede describir el número de eventos o el número de ubicaciones de estructuras de socorro en las que pueden ocurrir dichos eventos. Un evento CSO, como se usa el término en inglés americano, ocurre cuando las aguas residuales mixtas y las aguas pluviales se desvían desde una sección de control del sistema de alcantarillado combinado hacia un río, arroyo, lago u océano a través de un emisario de desvío diseñado , pero sin tratamiento. La frecuencia y duración del desbordamiento varía tanto de un sistema a otro como de un emisario a otro, dentro de un único sistema de alcantarillado combinado. Algunos emisarios de CSO descargan con poca frecuencia, mientras que otros se activan cada vez que llueve. [2] : págs. 2–3, 2–4 

El componente de aguas pluviales contribuye con contaminantes a las CSO; pero una parte importante de la contaminación es la primera descarga de biopelículas acumuladas y sólidos sanitarios que se extraen del perímetro húmedo de clima seco de las alcantarillas combinadas durante las turbulencias de flujo máximo . [7] Cada tormenta es diferente en la cantidad y tipo de contaminantes que aporta. Por ejemplo, las tormentas que se producen a finales del verano, cuando hace tiempo que no llueve, son las que tienen más contaminantes. Los contaminantes como el aceite, la grasa, los coliformes fecales de los desechos de mascotas y animales silvestres y los pesticidas terminan en el sistema de alcantarillado. En las zonas de clima frío, los contaminantes de los automóviles, las personas y los animales también se acumulan en las superficies duras y el césped durante el invierno y luego son arrojados a los sistemas de alcantarillado durante las fuertes lluvias primaverales.

Impactos en la salud

Las descargas de CSO durante fuertes tormentas pueden causar graves problemas de contaminación del agua. Los vertidos contienen desechos humanos e industriales y pueden provocar cierres de playas, restricciones al consumo de mariscos y contaminación de fuentes de agua potable. [2]

Comparación con los desbordes de alcantarillado sanitario

Los CSO se diferencian de los desbordamientos del alcantarillado sanitario en que estos últimos son causados ​​por obstrucciones, daños o flujos que exceden la capacidad del alcantarillado (en lugar de la capacidad de la planta de tratamiento) [2] : Capítulo 4  Los desbordamientos del alcantarillado sanitario pueden ocurrir en cualquier punto bajo en el sistema de alcantarillado en lugar de en las estructuras de socorro de las CSO. La ausencia de un emisario de desvío a menudo causa que los desbordes del alcantarillado sanitario inunden las estructuras residenciales y/o fluyan sobre las superficies de las carreteras transitadas antes de llegar a los canales de drenaje naturales. Los desbordamientos de las alcantarillas sanitarias pueden causar mayores riesgos para la salud y daños ambientales que los CSO si ocurren durante el clima seco, cuando no hay precipitaciones que diluyan y eliminen los contaminantes de las aguas residuales.

OSC en Estados Unidos

La mayoría de los sistemas de alcantarillado combinados de EE. UU. se encuentran en las regiones del noreste y los Grandes Lagos , y en el noroeste del Pacífico .

Alrededor de 860 comunidades en Estados Unidos cuentan con sistemas de alcantarillado combinados, que prestan servicio a unos 40  millones de personas. [8] Los contaminantes de las descargas de CSO pueden incluir bacterias y otros patógenos , productos químicos tóxicos y desechos. Estos contaminantes también se han relacionado con la resistencia a los antimicrobianos , lo que plantea graves problemas de salud pública. [9] La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) emitió una política en 1994 que exigía a los municipios realizar mejoras para reducir o eliminar los problemas de contaminación relacionados con las CSO. [10] La política se implementa a través del programa de permisos del Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes (NPDES) . La política definió parámetros de calidad del agua para la seguridad de un ecosistema; permitió acciones específicas del sitio para controlar a las OSC de la manera más práctica para la comunidad; se aseguró de que el control de las OSC no estuviera más allá del presupuesto de la comunidad; y permitió que los parámetros de calidad del agua fueran flexibles, según las condiciones específicas del sitio. La Política de Control de CSO exigía que todas las obras de tratamiento de propiedad pública tuvieran "nueve controles mínimos" establecidos antes del 1 de enero de 1997, a fin de disminuir los efectos del desbordamiento de aguas residuales mediante pequeñas mejoras en los procesos existentes. [11] En 2000, el Congreso enmendó la Ley de Agua Limpia para exigir a los municipios que cumplieran con la política de la EPA. [12]

Mitigación de las OSC

La mitigación de los desbordamientos combinados de alcantarillado incluye separación de alcantarillado, almacenamiento de CSO, ampliación de la capacidad de tratamiento de aguas residuales, cuencas de retención , instalaciones de detección y desinfección, reducción de los flujos de aguas pluviales, infraestructura verde y sistemas de apoyo a la toma de decisiones en tiempo real . Por ejemplo, las ciudades con desbordamientos combinados de alcantarillado emplean uno o más enfoques de ingeniería para reducir las descargas de aguas residuales no tratadas, que incluyen:

La Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido identificó descargas intermitentes insatisfactorias y emitió una Directiva sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas que exige medidas para limitar la contaminación procedente de desbordamientos combinados de alcantarillado. [14] En 2009, el Consejo Canadiense de Ministros de Medio Ambiente adoptó una estrategia para todo Canadá para la gestión de efluentes de aguas residuales municipales que incluye estándares nacionales para (1) eliminar el material flotante de los desbordes de alcantarillado combinado, (2) prevenir los desbordamientos de alcantarillado combinado durante clima seco, y (3) evitar que el desarrollo o reurbanización aumente la frecuencia de los desbordamientos combinados del alcantarillado. [15]

La rehabilitación de sistemas combinados de alcantarillado para mitigar las OSC requiere redes de monitoreo extensas que se están volviendo más frecuentes a medida que disminuyen los costos de sensores y comunicaciones. [16] Estas redes de monitoreo pueden identificar cuellos de botella que causan el principal problema de las OSC, o ayudar en la calibración de modelos hidrodinámicos o hidrológicos para permitir una mitigación rentable de las OSC.

Los municipios de Estados Unidos han estado llevando a cabo proyectos para mitigar las OSC desde la década de 1990. Por ejemplo, antes de 1990, la cantidad de aguas residuales combinadas sin tratar vertidas anualmente a lagos, ríos y arroyos en el sureste de Michigan se estimaba en más de 30 mil millones de galones estadounidenses (110.000.000 m 3 ) por año. En 2005, con casi 1.000 millones de dólares de una inversión prevista de 2.400 millones de dólares de las CSO puestas en funcionamiento, las descargas no tratadas se redujeron en más de 20.000.000 m3 por año. Esta inversión que ha producido una reducción del 85 por ciento en CSO ha incluido numerosas instalaciones de separación de alcantarillado, almacenamiento y tratamiento de CSO y mejoras a plantas de tratamiento de aguas residuales construidas por gobiernos locales y regionales. [17]

Muchas otras zonas de Estados Unidos están llevando a cabo proyectos similares (véase, por ejemplo, el Puget Sound de Washington). [18] Ciudades como Pittsburgh , Seattle , Filadelfia y Nueva York se están centrando en estos proyectos en parte porque están bajo decretos de consentimiento federal para resolver sus problemas de OSC. La EPA y las agencias estatales utilizan tanto las sanciones iniciales como las sanciones estipuladas para hacer cumplir las iniciativas de mitigación de las OSC y la eficiencia de sus cronogramas. Los departamentos de alcantarillado de los municipios, las empresas de ingeniería y diseño y las organizaciones medioambientales ofrecen diferentes enfoques para posibles soluciones.

Separación de alcantarillado

Algunas ciudades estadounidenses han emprendido proyectos de separación de alcantarillas: han construido un segundo sistema de tuberías para toda o parte de la comunidad. En muchos de estos proyectos, las ciudades han podido separar sólo partes de sus sistemas combinados. Los altos costos o las limitaciones físicas pueden impedir la construcción de un sistema completamente separado. [19] En 2011, Washington, DC , separó sus alcantarillas en cuatro pequeños vecindarios a un costo de $11 millones. (El costo del proyecto también incluyó mejoras al sistema de tuberías de agua potable ). [20] [21]

almacenamiento de OSC

Otra solución es construir una instalación de almacenamiento de CSO, como un túnel que pueda almacenar el flujo de muchas conexiones de alcantarillado. Debido a que un túnel puede compartir capacidad entre varios emisarios, puede reducir el volumen total de almacenamiento que debe proporcionarse para un número específico de emisarios. Los túneles de almacenamiento almacenan aguas residuales combinadas pero no las tratan. Cuando pasa la tormenta, los caudales se bombean fuera del túnel y se envían a una planta de tratamiento de aguas residuales. [17] Una de las principales preocupaciones con el almacenamiento de CSO es el período de tiempo que se almacena antes de su lanzamiento. Sin una gestión cuidadosa de este período de almacenamiento, el agua en las instalaciones de almacenamiento de CSO corre el riesgo de volverse séptica. [ se necesita aclaración ] [ se necesita cita ]

Washington, DC ., está construyendo capacidad de almacenamiento subterráneo como su principal estrategia para abordar las OSC. En 2011, la ciudad comenzó la construcción de un sistema de cuatro túneles de almacenamiento profundos, adyacentes al río Anacostia , que reducirán los desbordes del río en un 98 por ciento y en un 96 por ciento en todo el sistema. El sistema comprenderá más de 29 kilómetros (18 millas) de túneles con una capacidad de almacenamiento de 590.000 m 3 (157 millones de galones estadounidenses ). [22] El primer segmento del sistema de túneles, de 11 km (7 millas) de longitud, se puso en funcionamiento en 2018. Los segmentos restantes del sistema de almacenamiento están programados para completarse en 2023. [23] (Los "Ríos Limpios" generales de la ciudad El proyecto, que se prevé costará 2.600 millones de dólares, incluye otros componentes, como la reducción de los flujos de aguas pluviales). [24] El túnel de almacenamiento CSO de South Boston es un proyecto similar, completado en 2011.

Indianápolis , Indiana, está construyendo capacidad de almacenamiento subterráneo en forma de un sistema de túneles de roca profunda de 28 millas (45 km) y 18 pies (5,5 m) de diámetro que conectará las dos plantas de tratamiento de aguas residuales existentes y proporcionará recolección de agua de descarga de los diversos sitios de CSO ubicados a lo largo de White River , Eagle Creek, Fall Creek , Pogue's Run y ​​Pleasant Run. [25] Citizens Energy Group está gestionando los esfuerzos para construir las primeras fases de la obra, que incluye un conector de túnel de roca profunda de 250 pies (76 m) de profundidad entre la planta de tratamiento de aguas residuales de Belmont y la planta de tratamiento de aguas residuales de Southport. Túneles adicionales se bifurcarán bajo los cursos de agua existentes ubicados en Indianápolis. El coste previsto del proyecto ascenderá a 1,9 mil millones de dólares. [26]

Fort Wayne , Indiana, está construyendo un túnel de 4,5 millas (7,2 km), 14 pies (4,3 m) de diámetro y 180 millones de dólares bajo el 3RPORT [27] (Túnel de protección y reducción de desbordamiento de tres ríos) para abordar la miríada de CSO que desembocan hacia los ríos St. Mary's , St. Joseph y Maumee . El 3RPORT está aproximadamente a 160 pies (49 m) por debajo del nivel del suelo y se prevé que entre en servicio en 2023.

Ampliar la capacidad de tratamiento de aguas residuales

Algunas ciudades han ampliado su capacidad básica de tratamiento de aguas residuales para manejar parte o la totalidad del volumen de CSO. En 2002, un litigio obligó a la ciudad de Toledo, Ohio , a duplicar su capacidad de tratamiento y construir una cuenca de almacenamiento para eliminar la mayoría de los desbordamientos. La ciudad también acordó estudiar formas de reducir los flujos de aguas pluviales al sistema de alcantarillado. ( Ver Reducción de los flujos de aguas pluviales). [28]

Cuencas de retención

Otra solución son los estanques de tratamiento de retención o los grandes tanques de hormigón que almacenan y tratan las aguas residuales combinadas. Estas estructuras subterráneas pueden variar en capacidad de almacenamiento y tratamiento desde 2 millones de galones estadounidenses (7.600 m 3 ) hasta 120 millones de galones estadounidenses (450.000 m 3 ) de aguas residuales combinadas. Si bien cada instalación es única, el funcionamiento típico de una instalación es el siguiente. Los flujos de las alcantarillas sobrecargadas se bombean a un depósito dividido en compartimentos. El primer compartimento de descarga captura y almacena los flujos con el nivel más alto de contaminantes de la primera parte de una tormenta. Estos contaminantes incluyen aceite de motor , sedimentos, sal para caminos y productos químicos para el césped (pesticidas y fertilizantes ) que son recogidos por las aguas pluviales cuando corren por los caminos y el césped. Los caudales de este compartimento son almacenados y enviados a la planta de tratamiento de aguas residuales cuando hay capacidad en el alcantarillado interceptor después de la tormenta. El segundo compartimento es un compartimento de tratamiento o de flujo continuo. Los flujos se desinfectan inyectando hipoclorito de sodio o lejía a medida que ingresan a este compartimento. Luego, los flujos tardan entre 20 y 30 minutos en llegar al final del compartimento. Durante este tiempo, las bacterias mueren y los materiales sólidos de gran tamaño se depositan. Al final del compartimento, cualquier basura sanitaria restante se retira de la parte superior y los flujos tratados se descargan en el río o lago. [17]

La ciudad de Detroit , Michigan, utiliza un sistema de nueve cuencas de retención de CSO e instalaciones de detección/desinfección que pertenecen y son operadas por la Autoridad del Agua de los Grandes Lagos . Estas cuencas están ubicadas en emisarios de alcantarillado combinados originales ubicados a lo largo del río Detroit y el río Rouge dentro del área metropolitana de Detroit. Estas instalaciones generalmente están diseñadas para contener dos pulgadas de escorrentía de aguas pluviales , con la capacidad de desinfectar los desbordes durante eventos de lluvias extremas en climas húmedos.

Instalaciones de detección y desinfección.

Las instalaciones de detección y desinfección tratan las CSO sin siquiera almacenarlas. Llamadas instalaciones de "flujo continuo", utilizan mallas finas para eliminar los sólidos y la basura sanitaria de las aguas residuales combinadas. A los flujos se les inyecta hipoclorito de sodio para desinfectarlos y se mezclan a medida que viajan a través de una serie de mallas finas para eliminar los desechos. Las pantallas finas tienen aberturas que varían en tamaño de 4 a 6 mm, o un poco menos de un cuarto de pulgada. El flujo se envía a través de la instalación a una velocidad que proporciona tiempo suficiente para que el hipoclorito de sodio mate las bacterias. Todos los materiales retirados por las cribas se envían luego a la planta de tratamiento de aguas residuales a través del alcantarillado interceptor. [29]

Reducir los flujos de aguas pluviales

Las comunidades pueden implementar técnicas de desarrollo de bajo impacto para reducir los flujos de aguas pluviales al sistema de recolección. Esto incluye:

Infraestructura verde

Las iniciativas de mitigación de las OSC que se componen únicamente de la reconstrucción del sistema de alcantarillado se denominan infraestructura gris, mientras que técnicas como el pavimento permeable y la recolección de agua de lluvia se denominan infraestructura verde . A menudo surgen conflictos entre la autoridad de alcantarillado de un municipio y sus organizaciones ambientalmente activas entre planes de infraestructura grises y verdes. [ cita necesaria ]

El Informe de la EPA de 2004 al Congreso sobre las OSC proporciona una revisión de las tecnologías disponibles para mitigar los impactos de las OSC. [2] : Cap. 8 

Sistemas de soporte a decisiones en tiempo real

Los recientes avances tecnológicos en detección y control han permitido la implementación de sistemas de apoyo a la decisión en tiempo real (RT-DSS) para la mitigación de las CSO. Mediante el uso de la tecnología de Internet de las cosas y la computación en la nube , los eventos de CSO ahora se pueden mitigar ajustando dinámicamente los puntos de ajuste para compuertas móviles, estaciones de bombeo y otros activos accionados en alcantarillas y sistemas de gestión de aguas pluviales. Una tecnología similar, llamada control de tráfico adaptativo , se utiliza para controlar el flujo de vehículos a través de los semáforos. Los sistemas RT-DSS aprovechan la variabilidad temporal y espacial de las tormentas, así como los diferentes tiempos de concentración debido a los diversos usos de la tierra en la cuenca para coordinar y optimizar los activos de control. Al maximizar el almacenamiento y el transporte, los RT-DSS pueden minimizar los desbordamientos utilizando la infraestructura existente. Se han llevado a cabo implementaciones exitosas de RT-DSS en los Estados Unidos [30] [31] [32] y Europa. [33]

El control en tiempo real (RTC) puede ser heurístico o basado en modelos. El control basado en modelos es teóricamente más óptimo, [34] pero debido a la facilidad de implementación, el control heurístico se aplica más comúnmente. Generar evidencia suficiente de que RTC es una opción adecuada para la mitigación de las OSC sigue siendo problemático, aunque nuevos métodos de desempeño podrían hacerlo posible. [35]

Reglamentos

Reino Unido

En el Reino Unido existe una diferencia legal entre un alcantarillado pluvial y un alcantarillado de aguas superficiales. Según el artículo 106 de la Ley sobre la Industria del Agua no existe ningún derecho de conexión a un alcantarillado de aguas pluviales. [36]

Normalmente se trata de tuberías que vierten a un curso de agua, aguas abajo de un desbordamiento de alcantarillado combinado. Toma el exceso de caudal de una alcantarilla combinada. Una alcantarilla de aguas superficiales transporta el agua de lluvia; legalmente existe el derecho de conexión de aguas pluviales a este alcantarillado público. Un alcantarillado público de aguas pluviales puede descargar a un agua superficial pública, pero no al revés, sin un cambio legal en el estado del alcantarillado por parte de la compañía de agua.

Historia

Una tubería de desagüe medieval en el casco antiguo de Estocolmo antiguamente depositaba aguas residuales en la calle para ser arrastradas por la lluvia.
Canal de aguas residuales de una casa medieval como se muestra en el Retablo de Santa Bárbara de 1447 en el Museo Nacional de Varsovia .

Los sistemas de alcantarillado combinados eran comunes cuando se desarrollaron por primera vez los sistemas de alcantarillado urbano, a finales del siglo XIX y principios del XX. [3]

Los descubrimientos arqueológicos han demostrado que algunos de los primeros sistemas de alcantarillado se desarrollaron en el tercer milenio a. C. en las antiguas ciudades de Harappa y Mohenjo-daro en el actual Pakistán . Las primitivas alcantarillas estaban excavadas en el suelo junto a los edificios. Este descubrimiento revela la comprensión conceptual de la eliminación de residuos por parte de las primeras civilizaciones. [37]

sociedad y Cultura

La empresa de alcantarillado de la ciudad de Gante, Bélgica, está instalando una tubería combinada de alcantarillado.

La imagen de las alcantarillas es recurrente en la cultura europea, ya que a menudo eran utilizadas como escondites o rutas de escape por los despreciados o perseguidos, incluidos los partisanos y los combatientes de la resistencia en la Segunda Guerra Mundial . Los combates estallaron en las alcantarillas durante la batalla de Stalingrado . Los únicos supervivientes del Levantamiento de Varsovia y del Gueto de Varsovia escaparon finalmente a través de las alcantarillas de la ciudad. Algunos han comentado que los grabados de prisiones imaginarias de Piranesi se inspiraron en la Cloaca Máxima , una de las primeras alcantarillas del mundo.

En ficción

El tema de viajar, esconderse o incluso residir en alcantarillas combinadas es un recurso argumental común en los medios. Ejemplos famosos de viviendas de alcantarillado son las Tortugas Ninja , Stephen King's It , Los Miserables , El tercer hombre , Ladyhawke , Mimic , El fantasma de la ópera , La Bella y la Bestia y Jet Set Radio Future . La novela de Todd Strasser Y2K-9: el perro que salvó al mundo se centra en un perro que frustra amenazas terroristas de sabotear electrónicamente las plantas de tratamiento de aguas residuales estadounidenses.

Caimanes de alcantarillado

Una leyenda urbana muy conocida , el caimán de alcantarilla , es la de caimanes o cocodrilos gigantes que residen en las alcantarillas combinadas, especialmente de las principales áreas metropolitanas. Dos esculturas públicas en Nueva York representan a un caimán arrastrando a una desventurada víctima a una alcantarilla . [38]

Se sabe que los caimanes se meten en las alcantarillas pluviales combinadas en el sureste de Estados Unidos. El circuito cerrado de televisión de una empresa de reparación de alcantarillas capturó en cinta a un caimán en una alcantarilla pluvial combinada. [39]

Ver también

Referencias

  1. ^ Martillo, Mark J. (1975). Tecnología del agua y de las aguas residuales . Nueva York: John Wiley & Son. ISBN 0-471-34726-4.
  2. ^ Informe abcdefgh al Congreso: Impactos y control de las OSC y SSO (Reporte). Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Agosto de 2004. EPA 833-R-04-001.
  3. ^ ab Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Ingeniería de Aguas Residuales . Nueva York: McGraw-Hill. pag. 119.ISBN _ 978-0-07-041675-8.
  4. ^ Burrian, Steven J.; et al. (1999). El desarrollo histórico de la gestión de caudales en climas húmedos (Informe). EPA. EPA 600/JA-99/275.
  5. ^ ab Lawler, Joseph C. (1969). Diseño y Construcción de Alcantarillado Sanitario y Pluvial . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles y Federación para el Control de la Contaminación del Agua.
  6. ^ ab Okun, Daniel A. (1959). Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales . Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles y Federación para el Control de la Contaminación del Agua. pag. 6.
  7. ^ Fan, Chi-Yuan; Campo, Richard; Lai, Fu-hsiung. "Control de sedimentos de alcantarillado: descripción general de un programa de investigación de flujo en climas húmedos de la EPA" (PDF) . Universidad de California, Los Angeles . Agencia de Proteccion Ambiental de los Estados Unidos . Archivado desde el original (PDF) el 13 de marzo de 2016 . Consultado el 12 de marzo de 2016 .
  8. ^ "Preguntas frecuentes sobre desbordamiento de alcantarillado combinado". Sistema Nacional de Eliminación de Vertidos Contaminantes . EPA. 2021-11-23.
  9. ^ Dhiman, Gaurav; Quemaduras, Emma N.; Morris, David W. (octubre de 2016). "Uso de múltiples perfiles de resistencia a antibióticos de coliformes como herramienta para investigar la contaminación combinada por desbordamiento de alcantarillado". Revista de Salud Ambiental . 79 (3): 36–39. ISSN  0022-0892. PMID  29120149.
  10. ^ EPA (19 de abril de 1994). "Política combinada de control de desbordamiento de alcantarillado (CSO)". Registro Federal , 59 FR 18688.
  11. ^ Perciasepe, Robert (18 de noviembre de 1996). 1 de enero de 1997, fecha límite para nueve controles mínimos en la política combinada de control de desbordamiento de alcantarillado (Memorando) (Reporte). EPA.
  12. ^ Estados Unidos. Ley de Calidad del Clima Húmedo de 2000, Sección 112 de la División B, Pub. l.Información sobre herramientas sobre derecho público (Estados Unidos) 106–554 (texto) (PDF), 21 de diciembre de 2000. Se agregó la sección 402(q) a la Ley de Agua Limpia, 33 USC  § 1342(q).
  13. ^ "Estudio de caso: Filadelfia, Pensilvania". Estudios de casos de infraestructura verde (Informe). EPA. Agosto de 2010. págs. 49–51. EPA-841-F-10-004.
  14. ^ "Desbordamientos de alcantarillado combinado" (PDF) . Stockton-on-Tees, Reino Unido: Thompson Research–Project Management Ltd. Archivado desde el original (PDF) el 11 de noviembre de 2006.
  15. ^ Estrategia canadiense para la gestión de efluentes de aguas residuales municipales (PDF) (Reporte). Consejo Canadiense de Ministros de Medio Ambiente. 2009-02-17. Archivado desde el original (PDF) el 13 de enero de 2016 . Consultado el 2 de diciembre de 2014 .
  16. ^ Schellart, Alma; Frank Blumensaat; François Clemens-Meyer; Job van der Werf; Wan Hanna Melina Wan Mohtar; Salwa Ramly; Nur Muhammad; et al. (agosto de 2021). "Capítulo 11: Recopilación de datos en sistemas de gestión de aguas pluviales y drenaje urbano - estudios de casos". Metrología en drenaje urbano y gestión de aguas pluviales: enchufar y orar . Londres: Publicación IWA. doi :10.2166/9781789060119_0415. S2CID  238658323.
  17. ^ La inversión de abc en la reducción de los desbordes de alcantarillado combinado genera dividendos (PDF) (Reporte). Detroit, MI: Consejo de Gobiernos del Sureste de Michigan. Septiembre de 2008. págs. 1–6.
  18. ^ Programa combinado de control de desbordamiento de alcantarillado: preguntas frecuentes (PDF) (Reporte). Seattle, WA: Servicios públicos de Seattle. 2012. Archivado desde el original (PDF) el 15 de mayo de 2013.
  19. ^ Hoja informativa sobre gestión combinada de desbordamiento de alcantarillado: separación de alcantarillado (PDF) (Reporte). EPA. Septiembre de 1999. EPA-832-F-99-041.
  20. ^ Proyecto DC Water Clean Rivers: Separación de alcantarillado de Rock Creek (PDF) (Reporte). Autoridad de Agua y Alcantarillado del Distrito de Columbia (DCWASA). 2010. Archivado desde el original (PDF) el 27 de agosto de 2016.
  21. ^ Informe de estado del decreto de consentimiento del plan de control a largo plazo: trimestre n.° 2 - 2011 (PDF) (Reporte). DCWASA. Julio de 2011. pág. 10. Archivado desde el original (PDF) el 27 de agosto de 2016.
  22. ^ "Proyecto Ríos Limpios". DCWASA . Consultado el 5 de marzo de 2018 .
  23. ^ "El túnel del río Anacostia de DC Water superó todas las proyecciones para una Anacostia más limpia". DCWASA. 2018-09-21.
  24. ^ Noticias del proyecto Clean Rivers: Actividades combinadas de control de desbordamiento de alcantarillado (PDF) (Reporte). DCWASA. Octubre de 2011. Informe Semestral. Archivado desde el original (PDF) el 12 de enero de 2012 . Consultado el 13 de diciembre de 2011 .
  25. ^ "Sistema de túneles DigIndy de Indianápolis". Archivado desde el original el 25 de agosto de 2014.
  26. ^ "¿Qué es DigIndy?". Grupo Energía Ciudadana . Archivado desde el original el 25 de agosto de 2014 . Consultado el 13 de junio de 2021 .
  27. ^ "Sitio web del proyecto del túnel - Ciudad de Fort Wayne". www.cityoffortwayne.org . Consultado el 5 de enero de 2021 .
  28. ^ EPA (28 de agosto de 2002). "Estados Unidos y Ohio llegan a un acuerdo sobre la Ley de Agua Limpia con la ciudad de Toledo, Ohio". Presione soltar.
  29. ^ Hoja informativa sobre la tecnología combinada de desbordamiento de alcantarillado: pantallas (PDF) (Reporte). EPA. Septiembre de 1999. EPA 832-F-99-040.
  30. ^ L. Montestruque, M. Lemmon (2015). "Sistema distribuido de gestión de aguas pluviales coordinado globalmente". 1er Taller Internacional sobre Sistemas Ciberfísicos para Redes de Agua Inteligentes, doi :10.1145/2738935.2738948.
  31. ^ "Ir contra la corriente: la tecnología ecológica, los sensores y la Internet industrial hacen que los sistemas de alcantarillado sean inteligentes". Txchnólogo . Energia General. 2013 . Consultado el 16 de octubre de 2015 .
  32. ^ Roy, Steve; Quigley, Marco; Raymond, Chuck (3 de octubre de 2013). "Recolección de agua de lluvia: controles en la nube". Noticias de desarrollo de instalaciones de Nueva Inglaterra . Pembroke, MA: Mensual de alto perfil.
  33. ^ Vezzaro, L. y Grum, M. (2012). "Una evaluación dinámica generalizada del riesgo de desbordamiento (DORA) para el drenaje urbano RTC". Actas de la 9ª Conferencia Internacional sobre Modelización de Drenaje Urbano,
  34. ^ Lund, NSV, Falk, AKV, Borup, M., Madsen, H. y Steen Mikkelsen, P., 2018. Modelo de control predictivo de sistemas de drenaje urbano: una revisión y una perspectiva hacia la gestión inteligente del agua en tiempo real. Reseñas críticas en ciencia y tecnología ambientales, 48 ​​(3), páginas 279-339.
  35. ^ van der Werf, JA, Kapelan, Z. y Langeveld, J. (2021). "Cuantificando el verdadero potencial del Control en Tiempo Real en sistemas de drenaje urbano". Revista del Agua Urbana, págs.1-12. doi :10.1080/1573062X.2021.1943460.
  36. ^ Reino Unido. Ley de la industria del agua de 1991, c. 56. Artículo 106, "Derecho a comunicarse con las alcantarillas públicas". Archivos Nacionales, Reino Unido. Consultado el 13 de junio de 2017.
  37. ^ Webster, Cedric (febrero de 1962). "Las Alcantarillas de Mohenjo-Daro". Revista (Federación para el Control de la Contaminación del Agua) . 34 (2): 116-123. JSTOR  25034575.
  38. ^ Arte del metro: tesoros subterráneos de Nueva York: NPR
  39. ^ YouTube: tuberías de alcantarillado en mal estado en todo Estados Unidos

enlaces externos