Estrategias generales para el mantenimiento del alcantarillado
(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 96)
Las redes municipales de alcantarillado (colectores, acometidas, imbornales, pozos, aliviaderos y arquetas de registro) constituyen un activo fundamental para las ciudades, con un elevadísimo valor económico, y sobre el cual hay que realizar un mantenimiento adecuado y continuo que garantice cumplir con sus funciones básicas:
- Captación y evacuación de las aguas residuales y pluviales hasta las EDAR con objetivos higiénico-sanitarios y medioambientales.
- Evitar o minimizar los efectos de inundaciones por desbordamiento ocasionados por la entrada en carga de las redes unitarias o de pluviales, que siem-pre ocasionan grandes pérdidas económicas en bienes públicos y privados y, lamentablemente en algunos casos, también pérdidas de vidas humanas.
- Evitar o minimizar los alivios en tiempo de lluvia, con el riesgo de contaminación de las masas de agua superficiales y/o subterráneas.
- Evitar posibles infiltraciones en la red, que incrementan la cantidad de agua a tratar en las EDAR, disminuyendo así su rendimiento y, en caso de aguas salobres, pudiendo afectar de forma importante a los procesos biológicos de las plantas.
- Alargar lo máximo posible la vida útil de las pro-pias redes. Como es conocido, el coste de repo-sición de las infraestructuras es muy elevado, siendo mucho más rentable amortizarlas en el mayor plazo posible. Es más fácil y económico hacer mantenimientos preventivos de forma periódica y planificada, que verse obligado a realizar trabajos correctivos precipitados, cuando ya se han producido los daños.
Las redes de alcantarillado son dimensionadas para unas determinadas condiciones de capacidad de evacuación de agua, en función de los diámetros, pendientes y materiales empleados. Para garantizar que el funcionamiento hidráulico corresponde con las condiciones de diseño, se deben mantener libres de obstrucciones y atascos, que puedan reducir la capacidad de transporte prevista o incluso llegar a colapsarla.
El problema general del alcantarillado es, que si no se aplican unas sencillas medidas de mantenimiento y control preventivos, los problemas pueden estar latentes durante mucho tiempo sin apreciarlos desde el exterior, pero cuando afloran, los efectos pueden ser devastadores, bien por desbordamientos, por vertidos o infiltraciones, exfiltraciones, cuyas remediaciones tienen en general un elevado coste económico, social y medioambiental.
Establecer un plan de mantenimiento del alcantarillado es muy sencillo. Basta implantar unas tareas básicas periódicas y hacer un seguimiento del estado de la red:
1) Información sobre las redes. El primer paso para el desarrollo del plan de mantenimiento del saneamiento es el conocimiento del mismo, tanto geométrico (GIS con la información sobre los colectores, pozos, aliviaderos y elementos de la red) como hidráulico (modelo matemático que represente el comportamiento del sistema para diferentes escenarios en tiempo seco y de lluvia).
2) Monitorización. Además de la información teórica sobre las características topológicas y los resultados esperados de las simulaciones con el modelo, se precisa disponer de información real sobre el funcionamiento de la red mediante el despliegue de equipos de medición que, no solamente aporten información sobre el comportamiento de la misma y permitan calibrar los modelos, sino principalmente, que proporcionen información temprana sobre cualquier evento que puede producirse en las redes (alimentando en su caso a modelos dinámicos).
La instrumentación más habitualmente empleada en la monitorización de los sistemas de saneamiento comprende los siguientes tipos de equipos:
- Limnímetros ultrasónicos (por ejemplo el modelo Sonicsens 3) para la monitorización continua del nivel de la red en aliviaderos y puntos estratégicos, permitiendo la detección tem-prana de atascos, así como la identificación y cuantificación de alivios.
- Caudalímetros radar no invasivo (modelo Raven Eye) para la obtención precisa de caudales circulantes en los colectores.
- Sondas multiparamétricas (Aquatroll) para la caracterización de vertidos en las redes de saneamiento mediante sensores de turbidez, pH, Redox, Oxígeno disuelto, conductividad, hidrocarburos, etc.
- Biosensores autónomos para la monitorización de DBO5 y DQO instalados en redes de saneamiento y entradas y salidas de las EDAR, para la detección temprana de posibles vertidos tóxicos o alteraciones en los procesos de depuración.
- Toma muestras automáticos activados por los dataloggers instalados junto a la instrumentación anterior para la toma de muestras cuando se excedan los valores programados para los diferentes parámetros de nivel o calidad del agua.
La información obtenida en tiempo real mediante esta instrumentación autónoma y con mantenimiento reducido, permite a los responsables del saneamiento optimizar el mantenimiento de las redes, adaptando las frecuencias y los tipos de actuación en cada una de las zonas.
Adicionalmente, con respecto a la monitorización de los alivios, el borrador de Reglamento del Dominio Público Hidráulico de julio de 2022, contempla la obligación de implantar sistemas de control cuantitativo que aporten información sobre el número de eventos anuales que se producen, el volumen asociado a cada evento y el acumulado anual, así como el control de la calidad de los alivios caracterizado mediante los parámetros de pH, conductividad, turbidez y oxígeno disuelto.
3) Limpieza periódica de los colectores principales de la red, mediante camiones de limpieza por agua a presión y succión de lodos. La frecuencia de limpieza dependerá de las características de la red, como son la capacidad de evacuación prevista, pendiente de los colectores, estado general de los mismos, etc. Un factor importante a tener en cuenta será la experiencia de acumulación de problemas que se puedan observar, como olores, frecuencia de atascos, …
Para esta limpieza, la tecnología que se está imponiendo como la más eficiente económica, social y medioambientalmente, es la realizada mediante camiones con capacidad de reciclar el agua que utilizan en la propia limpieza (por ejemplo sistemas Müller). De esta forma, el agua aspirada de la red con los sedimentos arrastrados por la manguera con chorro de agua a presión, pasa por un proceso de varias etapas de filtración y decantación, pudiendo ser empleada en la limpieza de nuevos tramos. Este tipo de camiones permiten incrementar hasta tres veces la eficiencia respecto a los camiones mixtos tradicionales.
Adicionalmente, la incorporación de unidades de control digital conectadas (sistema MU-COCKPIT® de los camiones de limpieza Müller con reciclaje del agua), aporta funcionalidades específicas para digitalizar los procesos de limpieza, aportando constante información útil, al mismo tiempo que controlando y regulando toda la tecnología del propio proceso de limpieza.
4) Inspección periódica con sistemas CCTV (equipos de cámaras de inspección TV) de los colectores, donde se podrán observar y documentar las incidencias de la red. Con esta información se podrán tomar las medidas preventivas para corregir, en su caso, los problemas detectados como grietas o roturas de las tuberías, filtraciones, conexiones defectuosas de acometidas, existencia de raíces, sedimentos, incrustaciones, etc.
En esta fase del mantenimiento, es importante el empleo de cámaras con ópticas y sistemas de alta calidad (Full HD tanto en la óptica como en el cable de comunicación) y el uso de software específico avanzado (WinCan) que permita la gestión integral en entorno GIS y Web de las inspecciones.
Adicionalmente, con el fin de maximizar el resultado de las inspecciones, es muy interesante disponer de la funcionalidad 3D Geosens que aporta el trazado en x,y,z recorrido por el robot de inspección, el cual se puede incorporar de forma automática en el GIS de las redes, actualizando así su correcto trazado.
5) Actuaciones de rehabilitación mediante Tecnologías Sin Zanja (TSZ). Para llevar a cabo las correcciones o reparaciones que se hayan detectado durante las inspecciones con CCTV, es recomendable tener como primera opción las denominadas “Tecnologías Sin Zanja” (TSZ), que permiten corregir la gran mayoría de los defectos a través de los propios pozos de registro de la red, sin necesidad de obras exteriores.
Este tipo de actuaciones de rehabilitación pueden ser puntuales para subsanar daños en zonas concretas de la red mediante packers y mantas o extendidas a tramos completos entre pozos mediante mangas preimpregnadas con resina que son curadas para su endurecimiento con agua caliente, vapor de agua, radiación ultravioleta o lámparas LED y que se instalan de forma sencilla y rápida.
De esta manera se pueden tener las redes en perfecto estado de mantenimiento, sin las molestas obras tradicionales con zanja abierta.
6) Apertura de zanjas eficiente. En el caso que el estado o características de las redes a renovar no admitan la rehabilitación mediante tecnologías sin zanja y se tenga que recurrir a la ejecución de nuevos colectores, la apertura de las zanjas y el transporte de las tierras extraídas a vertedero puede realizarse de forma muy eficiente mediante camiones con succión. Este tipo de vehículos (por ejemplo los del fabricante sueco DISAB) permiten ejecutar las zanjas con gran precisión, sin afectar a otros servicios, reduciendo el riesgo de accidentes, ocupando menor espacio en las vías públicas y reduciendo de forma significativa el plazo y el coste de ejecución de las obras.
Como conclusión, es muy importante disponer de una estrategia clara para el óptimo y eficiente mantenimiento de las redes de saneamiento, disponiendo de los medios adecuados para facilitar dichas tareas y basándola en el conocimiento del estado y del funcionamiento de las infraestructuras mediante la implantación de instrumentación apropiada y la realización de inspecciones con CCTV que aporten información clara, de valor y fiable.
De esta forma, se podrán planificar las actividades del mantenimiento, ya que será la mejor manera de garantizar que las instalaciones funcionan de manera adecuada y sin riesgos sanitarios para los usuarios y medioambientales para el entorno, evitando “sorpresas desagradables” que requieran realizar con urgencia costosas obras correctivas no previstas.
