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Hidrogeología urbana: algunos efectos específicos
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Xavier Sánchez-Vila,
Enric Vázquez-Suñé y Jesús Carrera *
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8/01/04
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Ecotropía
(Barcelona).
El siglo
XX ha sido un período de un marcado carácter urbano. Las últimas décadas se
han caracterizado por una variación demográfica sin precedentes en la historia
de la humanidad, con un intenso flujo migratorio de las zonas rurales a las
urbanas. Esta población urbana, cada vez más concentrada, exige un suministro
continuo de elementos de primera necesidad entre los que se encuentra el agua
potable. El agua para abastecer estas ciudades con garantías suele buscarse en
fuentes remotas, aunque en muchos casos puede encontrarse en reservas del
subsuelo, los acuíferos, que podrán o no ser explotados en función de la
calidad de sus aguas para unos usos determinados.
La hidrogeología
clásica presenta aspectos de cantidad y calidad semejantes a los planteados en
el párrafo anterior. La diferencia fundamental en el caso urbano es
la procedencia de las fuentes de recarga de los acuíferos. Además, un estudio
de hidrogeología
urbana contempla también otros aspectos singulares como son las interacciones
entre el agua subterránea y las estructuras urbanas (particularmente las
subterráneas). A continuación presentamos un resumen de algunos de los aspectos
fundamentales de la hidrogeología urbana con el fin de motivar a los lectores a
considerar el agua subterránea urbana como otra de las posibles fuentes que se
deben considerar en cualquier estudio serio de gestión del agua. Comentar, por
último, que nos centramos en las ciudades pertenecientes a países
industrializados. Las ciudades del tercer mundo plantean otro tipo de
problemáticas que no se incluyen en este artículo.
Aspectos cuantitativos
El estudio de la
hidrogeología urbana conviene circunscribirlo al entorno histórico de
desarrollo y crecimiento de la ciudad. Los primeros estadios de su desarrollo
de numerosas ciudades van asociados a un incremento de su actividad industrial.
Las industrias son importantes consumidoras de agua; por eso, la proliferación
de industrias en las zonas urbanas conlleva un importante descenso de los
niveles piezométricos (de los pozos de suministro). Además de la evidente
reducción de recursos, un descenso de los niveles puede causar problemas de
intrusión marina en ciudades costeras. En estos casos, las aguas marinas,
salinas y sulfatadas producen serios problemas de corrosión cuando entran en
contacto con estructuras metálicas o de hormigón. Otro efecto potencial de un
descenso de niveles es la posibilidad de que se produzcan problemas de
subsidencia o consolidación con el consiguiente riesgo para las estructuras
(ejemplos evidentes son los de la ciudades de México o Venecia).
En los estados
más avanzados de desarrollo urbano, las industrias tienden a desaparecer o
desplazarse fuera de la zona urbana. El tejido industrial se sustituye por un
tejido de carácter residencial. Los cambios en los usos del territorio suelen
implicar cambios en el ciclo hidrogeológico. Por ejemplo, la recarga de los
acuíferos suele verse muy alterada; mientras la infiltración de lluvia
normalmente se reduce por impermeabilización de la superficie, la recarga total
se puede incrementar. Esto es debido al agua que se infiltra en el suelo (por
infiltración directa, por desagües, sumideros o discontinuidades en el pavimento)
que, aunque sea poca, no tiene posibilidad de evapotranspirarse. Además,
aparecen nuevas fuentes de recarga como los aportes de las redes de
abastecimiento (normalmente sus pérdidas superan el 15% del agua suministrada)
y de saneamiento. El cambio de tejido urbano tiene como resultado un marcado
ascenso de los niveles piezométricos, aunque en algunos casos, se trata sólo de
una recuperación del estado preindustrial. La consecuencia inmediata de todo ello es
la aparición de filtraciones en diversas infraestructuras urbanas como sótanos,
garajes subterráneos o redes viarias (túneles, ferrocarriles metropolitanos,
etc.). Otro efecto importante es la necesidad de drenar las excavaciones
que se realizan, con el consiguiente incremento de coste en la construcción de
obras civiles o de edificación.
El impacto
económico que se deriva de esta situación es muy elevado debido a los costes de
drenajes, impermeabilización, instalaciones de bombeo, evacuación de las aguas
bombeadas y, por supuesto, a los costes energéticos. Además, es importante
señalar el mal uso que supone utilizar el alcantarillado público para la
evacuación de agua −puede afectar al correcto funcionamiento del
sistema, especialmente cuando en épocas de necesidad, como en verano, hay
alguna tormenta− y puede producirse un sobrecoste en la depuración de las
aguas residuales, al aumentar los caudales que llegan a las plantas de
tratamiento.
Aparece, además,
el problema adicional del efecto que las filtraciones puedan provocar en la
estabilidad de las propias estructuras, ya que en muchos casos las aguas
infiltradas arrastran hormigón o son aguas con un alto contenido en hierro,
procedente de la degradación de las armaduras. Esto compromete la seguridad
estructural. Una alternativa consiste en mantener el nivel del agua subterránea
por debajo de las cimentaciones de modo artificial, aunque esto supone también un
coste muy elevado.
Aspectos cualitativos
Las aguas
subterráneas en zonas urbanas se pueden contaminar a partir de diversas fuentes
potenciales, las más significativas son los vertidos industriales (cada vez más
controlados y tendentes a disminuir) y las aguas residuales urbanas. Otras
posibles fuentes son las aguas de escorrentía urbana, que lixivia los residuos
y efluentes de vehículos que se acumulan en la calzada y el almacenamiento de
residuos o materiales contaminantes en la superficie del terreno o enterrados.
Existen también
efectos indirectos, aunque no menos importantes. Por ejemplo, la mezcla de
aguas residuales (con alta carga orgánica) con aguas de abastecimiento
(cloradas) produce contaminantes organoclorados. Otro ejemplo, los cambios en
las condiciones de pH y Eh en el acuífero pueden movilizar compuestos tóxicos
(normalmente metales pesados).
Otras fuentes de
contaminación pueden ser los vertidos de gasolineras y depósitos de
combustibles en general, la interacción de los acuíferos con ríos o canales de
aguas contaminadas, la intrusión marina, etcétera.
Sostenibilidad y gestión de las aguas en
zonas urbanas
Desde hace
algunos años, actualmente, y muy probablemente en el futuro, muchas ciudades
deberán hacer frente a numerosos problemas relacionados con las aguas
subterráneas. Si no se aplican políticas de gestión correctas, los posibles
problemas que surjan serán difícilmente solucionables, lo que implicará un
significativo impacto económico y social. La gestión debería incidir en
criterios de optimización global del agua a partir de políticas de ahorro y
reutilización. Se deberán tener en cuenta nuevos cuerpos de agua, así como
nuevos recursos disponibles. En cualquier caso, los usos del agua subterránea
están ligados a su calidad y a la posible evolución temporal de sus fuentes de
recarga.
Los objetivos de
la gestión integrada del agua subterránea urbana deben basarse en el doble
concepto de utilización del agua para reducir problemas de infiltración, a la
vez que se dispone de un recurso que puede utilizarse en determinados casos
para reducir la presión sobre las fuentes externas de agua (superficial o
subterránea) de las que se abastecen la mayor parte de las ciudades de nuestro
entorno. El agua subterránea urbana puede dirigirse a usos para los que no se requiere
una elevada calidad como puedan ser determinados servicios municipales. Esto requiere
la construcción de una red secundaria de distribución, que no se plantee como
una red única, sino como un conjunto de múltiples sistemas formados por
aprovechamientos situados en el entorno de los diferentes puntos de captación.
Se considera que con agua
subterránea sin tratar se pueden abastecer no sólo usos municipales (riego de
parques y jardines, baldeo de calles, limpieza del alcantarillado, fuentes
ornamentales), sino también usos industriales (limpieza de vehículos,
climatización de edificios) o ecológicos (regeneración de cauces naturales y
zonas húmedas, recarga artificial de acuíferos). Pero la gran ambición es
llevar esta red secundaria a la población, distinguiendo entre el agua para uso
de boca y el agua para el resto de necesidades (que podría tener una calidad
química inferior, aunque en ningún caso se puede ceder en aspectos de calidad
microbiológica). Sólo cuando esta aproximación a la gestión integral sea un
hecho, estaremos realmente frente a un concepto de ciudad sostenible en
términos de recursos de agua.
X. Sánchez-Vila, E.
Vázquez-Suñé y J. Carrera pertenecen al Grupo
de Hidrología Subterránea de la Universidad Politécnica de Cataluña.
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