programa de medidas del plan de gestión del distrito de...

PPrrooggrraammaa ddee mmeeddiiddaass ddeell PPllaann ddee ggeessttiióónn ddeell ddiissttrriittoo ddee ccuueennccaa fflluuvviiaall ddee CCaattaalluunnyyaa

Anexo IV

Análisis coste-eficacia

Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya

3

ÍNDICE

ANEXO IV. Análisis coste-eficacia .................................................................................. 5

ANEXO IV.1. Análisis coste-eficacia de las medidas para el saneamiento de las

aguas residuales urbanas y la reutilización del agua depurada ........... 7

ANEXO IV.1.1. Modelo de presiones-impactos ......................................................... 7

ANEXO IV.1.2 Descripción de las medidas aplicadas ............................................... 25

ANNEX IV.1.3. Dispositivo para la visualización geográfica para la toma de

decisiones ....................................................................................... 38

ANEXO IV.1.4. Conclusiones .................................................................................. 54

ANEXO IV.2. Análisis coste-eficacia de las medidas de gestión de la demanda y de

gestión de los recursos hídricos ......................................................... 55

ANEXO IV.2.1. Caracterización técnica de las medidas consideradas ................... 56

ANEXO IV.2.2. Descripción del análisis coste-eficacia realizado ........................... 58

ANEXO IV.2.3. Resultados del análisis coste-eficacia ............................................ 60

ANEXO IV.2.4. Conclusiones del análisis coste-eficacia ........................................ 64


4


5

ANEXO IV. ANÁLISIS COSTE-EFICACIA

La DMA establece la necesidad de realizar un análisis coste-eficacia de las medidas, es

decir, una vez se dispone del conjunto de medidas que permiten lograr los objetivos, se

debe analizar el coste de cada una y seleccionar aquellas que en conjunto implican un

menor coste. El objetivo de la DMA es asegurar que las actuaciones del Programa de

medidas sean eficientes. Las medidas seleccionadas de esta manera se llaman coste-

eficaces o eficientes. Para satisfacer esta necesidad, en este trabajo se ha desarrollado

un sistema de ayuda a la toma de decisiones multiobjetivo, basado en un modelo de

optimización, que ha permitido analizar el conjunto de medidas eficientes.

Según establece el apartado 38 del preámbulo de la DMA, “el uso de instrumentos

económicos por los Estados miembros puede resultar adecuado en el marco de un

programa de medidas. El principio de recuperación de los costes de los servicios

relacionados con el agua, incluidos los costes medioambientales y los relativos a los

recursos asociados a los daños o a los efectos adversos sobre el medio acuático, deben

tenerse en cuenta, en particular, en virtud del principio de quien contamina paga [...]”.

De este artículo se desprende la necesidad de realizar un análisis de sensibilidad de las

medidas seleccionadas como coste-eficaces. Con este análisis de sensibilidad se tienen

que estudiar los costes o daños ambientales que pueden implicar las medidas, así como

los impactos económicos y sociales (directos e indirectos) que implicará la repercusión de

los costes de las medidas.

En este contexto, el análisis coste-eficacia es una herramienta de ayuda a la decisión que

permite definir un conjunto óptimo de medidas tanto para el logro de los objetivos de la

DMA, como para la inversión necesaria. El objetivo es seleccionar la medida o grupo de

medidas eficaz entre las distintas alternativas.

El análisis coste-eficacia se basa en tres reglas para identificar soluciones ineficientes y

eliminarlas del conjunto de posibilidades de solución:

■ Cuando el mismo resultado que proporciona una medida puede conseguirse

con otra que implique un coste menor.

■ Cuando un mayor resultado puede ser producido por otra solución con el

mismo coste.

■ Cuando un mayor resultado puede ser producido por otra solución a un coste

menor.

A través de las tres reglas anteriores se establecen un conjunto de soluciones eficientes.


6

Siguiendo la metodología citada, y descrita en detalle en los siguientes apartados, se ha

estudiado la conveniencia de aplicarla a cada una de las diferentes tipologías de medidas

propuestas en el catálogo de medidas. La tipología de medidas, así como la inversión

prevista, según se concretan en los anteriores puntos del presente documento, son las

que se muestran en la Tabla IV–1.

Tabla IV–1 Topología de medidas e inversión prevista a cargo de la Agència Catalana de l’Aigua y Aigües Ter Llobregat. Fuente: elaboración propia.

Medidas Inversión

Medidas para garantizar el abastecimiento de agua 2.578,8 M € 4.595,9 M €

(83%) Medidas para el saneamiento de aguas residuales urbanas e industriales 1.714,9 M €

Medidas para la reutilización del agua depurada 302,2 M €

Medidas para la prevención de inundaciones 262,5 M €

925,3 M € (17%)

Medidas para la recuperación de riberas 140,2 M €

Medidas para la reducción de la contaminación salina de la cuenca del Llobregat 129,1 M €

Medidas para la gestión y protección de los acuíferos 101,8 M €

Medidas para la implantación de caudales de mantenimiento 82,8 M €

Medidas para la reducción de la contaminación de origen agrario 50,1 M €

Medidas para la mejora del control y la regulación 47,0 M €

Medidas para la mejora de la conectividad fluvial 35,6 M €

Medidas para la recuperación de zonas húmedas y lagos 34,8 M €

Medidas para la reducción del impacto de descargas de los sistemas de saneamiento en tiempos de lluvia 19,0 M €

Medidas para la mejora y recuperación morfológica y gestión del sedimento fluvial 12,6 M €

Medidas para el control y erradicación de especies invasoras 7,6 M €

Medidas para la mejora del litoral 1,2 M €

Medidas para la reducción de sustancias prioritarias 1,0 M €

5.521 M € (100%)

La Agència Catalana de l’Aigua ha decidido aplicar el análisis coste-eficacia sobre

aquellas medidas en las que se ha podido evaluar el efecto concreto que implica la

aplicación de la medida en la reducción del impacto sobre el medio, impacto medido en la

mejora de indicadores objetivos del buen estado. Estas medidas son las

correspondientes al saneamiento de las aguas residuales urbanas, la reutilización del

agua depurada, y la garantía del abastecimiento de agua, que representan una inversión

de 4.595,9 millones de euros y que es el 83% del total de la inversión prevista, a cargo de


7

la Agència Catalana de l’Aigua y Aigües Ter Llobregat. El resto de medidas, con una

inversión estimada de 925,3 millones de euros (17% de la inversión total), no se ha

evaluado con un criterio estricto de coste-eficacia, dado que no se ha podido evidenciar

una correlación concreta entre la aplicación de la medida y la reducción del impacto en el

medio. Además, para llevar a cabo un análisis coste-eficacia correcto es necesario que

haya diferentes alternativas de medidas, como en el caso del PSARU. En este caso, el

análisis consiste en seleccionar un tratamiento de depuración para cada EDAR entre

siete alternativas posibles, que varían en cuanto al nivel de tratamiento. Por otro lado,

cuando no se dispone de distintas alternativas, como en el caso de las medidas

destinadas a la mejora de la conectividad fluvial, la medida se selecciona a partir de un

criterio experto.

A continuación se describe el análisis realizado en las tres tipologías de medidas en las

cuales se ha podido realizar un análisis coste-eficacia.

ANEXO IV.1. Análisis coste-eficacia de las medidas para el saneamiento de

las aguas residuales urbanas y la reutilización del agua

depurada

La Guía de análisis económico preparada por el grupo de trabajo (2002), aunque no

desarrolla una metodología para la selección de la combinación de medidas eficiente,

establece que esta selección debería llevarse a cabo de acuerdo con el análisis coste-

eficacia.

A continuación se describen los elementos fundamentales implicados en el proceso de

análisis coste-eficacia para los programas de saneamiento de aguas residuales urbanas

(PSARU), y de reutilización de aguas de Catalunya (PRAC). Estos elementos son los

siguientes: modelo de presiones-impactos (QUAL2k), modelo de optimización, y una

herramienta de ayuda visual basada en un sistema de información geográfica (SIG).

ANEXO IV.1.1. Modelo de presiones-impactos

Para poder determinar las medidas que permitan conseguir en el año 2015 los objetivos

de la DMA, e incluirlas así en el Programa de medidas y en el Plan de gestión, es

necesario realizar previamente un análisis de cómo las repercusiones de la actividad

humana (presiones antrópicas), afectan al medio (impacto), y como una reducción de las


8

presiones (a través de las medidas propuestas), permitirán a su vez reducir, en mayor o

menor grado, el impacto sobre el medio acuático.

La necesidad de desarrollar un modelo que permita analizar los impactos que generan las

diferentes presiones se evidencia en el momento en que se ponen estos trabajos en el

contexto del resto de estudios desarrollados para dar respuesta a las exigencias de la

DMA: aprobar un nuevo Plan de gestión.

Los trabajos de la DMA en las cuencas de Catalunya se iniciaron con la caracterización

física de cada una de las masas de agua del territorio (aguas continentales superficiales y

subterráneas, por un lado, el análisis del riesgo de incumplimiento de los objetivos de la

DMA, y por otro, el análisis económico del uso del agua, que se centraba en la

caracterización económica de los usos del agua y las presiones antrópicas sobre cada

una de las masa, una proyección de las presiones en el año 2015, y un análisis de

recuperación de costes de los servicios del agua en Catalunya. A partir de los trabajos

definidos, se establecieron los objetivos de calidad para el buen (y muy buen) estado de

las masas de agua, a tres niveles: objetos biológicos, hidromorfológicos y fisicoquímicos.

Una vez finalizados los trabajos descritos, se evidenció la necesidad de desarrollar una

metodología de trabajo que permitiera lograr tres grandes retos inmediatos:

■ La necesidad de analizar con precisión las presiones ejercidas por la actividad

humana en cada una de las masas de agua, y caracterizar la contribución de

cada presión en el deterioro actual de los parámetros de calidad de la masa de

agua desde un punto de vista biológico, hidromorfológico y fisicoquímico; es

decir, analizar el impacto sobre el medio de cada una de las presiones. Sin

esta caracterización precisa de la situación actual, difícilmente se podría

plantear un programa de medidas que tuviera un efecto real sobre las

presiones, y por lo tanto, sobre el medio.

■ Analizar cómo las presiones que actúan sobre los parámetros

hidromorfológicos tienen consecuencias en el deterioro de la calidad

fisicoquímica y en los indicadores biológicos. Es importante considerar que

son las modificaciones hidromorfológicas y fisicoquímicas las que modifican

los hábitats y explican el deterioro de los indicadores bióticos.

■ Un tercer aspecto importante es conocer las interrelaciones entre las

diferentes masas de agua y cómo las presiones de aguas arriba pueden influir

en los diferentes parámetros de calidad ecológica aguas abajo o en otras

masas de agua interrelacionadas. Adicionalmente, es importante conocer

cómo las medidas (reducciones de presiones) aplicadas en un determinado


9

tramo de río, implican o permiten la aplicación de medidas más estrictas o

laxas en otros tramos de río, no sólo aguas abajo, sino también aguas arriba o

incluso en otros afluentes de la cuenca.

Para resolver estos retos se ha planteado una metodología de trabajo basada en un

modelo sistémico de simulación de los impactos ambientales generados en cada una de

las masas de agua para las diferentes presiones antrópicas (puntuales o difusas)

distribuidas en cada uno de los cursos fluviales. Esta metodología de trabajo se ha

identificado con el nombre de modelo presiones-impactos.

A partir del modelo presiones-impactos se han caracterizado las presiones previstas en el

año 2015 en cada una de las masas de agua, y se ha analizado el impacto de estas

presiones sobre determinados indicadores de calidad fisicoquímicos. Se ha comparado el

valor de los indicadores con los objetivos de calidad establecidos por la Agència Catalana

de l’Aigua en cada una de las masas de agua para dar cumplimiento a la DMA. Si los

valores obtenidos de la simulación del 2015 son inferiores a los umbrales máximos

determinados por los objetivos de la DMA, las presiones antrópicas en la masa de agua

no implican incumplimientos de los objetivos de calidad, y por lo tanto, a priori, no se

tienen que plantear medidas. Más adelante, se evidencia que el efecto sistémico de una

cuenca hidrológica puede implicar la necesidad de realizar medidas en masas de agua

que no incumplen los objetivos, para así conseguir que otras masas de agua que sí los

cumplen, puedan llegar a lograr los objetivos con medidas que en toda la cuenca resultan

coste-eficaces o eficientes. Cuando los valores obtenidos de la simulación en el año 2015

excedan los umbrales de cumplimiento de los objetivos, aparece la necesidad de llevar a

cabo medidas para reducir estas presiones, y consecuentemente, los impactos que

derivan de ellas.

El modelo presiones-impactos permite analizar, a partir de técnicas heurísticas, miles de

combinaciones de medidas en diferentes puntos de la cuenca y analizar si las

reducciones de presiones que generan estas medidas permiten reducir los impactos

hasta el punto de lograr los objetivos de calidad establecidos por la DMA en cada una de

las masas de agua de la cuenca, y para cada uno de los meses del año. Acoplando el

modelo de presiones-impactos con el modelo de optimización es posible analizar el coste

de las medidas elegidas y seleccionar aquellas que en conjunto implican un menor coste,

es decir, las medidas coste-eficaces o eficientes.

El análisis presiones-impactos se ha realizado a partir del programa QUAL2K. Este es un

modelo de calidad de aguas superficiales desarrollado por la Agencia de Protección del

Medio Ambiente de los Estados Unidos (USEPA, United States Environmental Protection


10

Agency). Se puede considerar un modelo de referencia en este campo de la

modelización, y representa una revisión en profundidad de uno de los modelos más

ampliamente utilizados con esta finalidad: el modelo QUAL2E1, con casi treinta años de

experiencia.

Este modelo lo empezó a desarrollar la EPA durante los años setenta con el objetivo de

disponer de una herramienta de soporte para abordar los problemas derivados del

incremento de la concentración de nutrientes en los ríos y embalses. A partir de los

modelos de oxígeno disuelto y de la ecuación de Streeter y Phelps2, formulada en los

años veinte del siglo pasado, se han propuesto nuevos modelos con capacidad para

describir nuevos problemas sobre la calidad del agua, incorporando la dinámica de los

nutrientes e integrando todo el conocimiento disponible alrededor del proceso. Al modelo

inicial se le ha añadido sucesivas modificaciones que intentan describir mejor toda la

complejidad derivada de los ciclos del nitrógeno y del fósforo. La última versión del

programa es de acceso libre a través de la página web de la EPA.

El modelo simula la evolución de la concentración de una serie de parámetros a lo largo

de una red de cursos superficiales de agua, caracterizados por la disposición física por

los caudales circulantes y a partir de las entradas (régimen natural de aportaciones,

vertidos puntuales y difusos), y salidas (extracciones puntuales y difusas) de la cuenca.

Estos parámetros son la temperatura, la conductividad, la alcalinidad, el pH, el oxígeno

disuelto, los sólidos en suspensión, la DBO, el nitrógeno orgánico e inorgánico, el

amonio, el fósforo orgánico e inorgánico, los detritos, el fitoplancton y las algas.

Entre el distrito de cuenca fluvial de Catalunya (DCFC), las cuencas consideradas para el

análisis de presiones-impactos son las que aparecen en el Mapa IV–1. Las cuencas

modeladas tienen un régimen de recursos continuo, y por este motivo no se han tenido

en cuenta aquellas masas que no cumplen con esta condición, por ejemplo las pequeñas

rieras de la costa.

1 Brown, L.C., and Barnwell, T.O. 1987. The Enhanced Stream Water Quality Models QUAL2E and QUAL2E-

UNCAS, EPA/600/3-87-007, U.S. Environmental Protection Agency, Athens.

2 Thomann, R. V., and J. A. Mueller. 1987. Principles of surface water quality modeling and control. Harper &

Row, New York.


11

ANEXO IV. 1.1.1. Construcción del modelo conceptual de las cuencas

La red de cursos superficiales de agua se compone de una corriente principal

(mainstream) en la que se van incorporando una serie de cursos afluentes o tributarios

que también pueden tener subafluentes, y así sucesivamente.

La caracterización de la cuenca en el modelo se realiza a partir de la división en tramos,

que son numerados de forma ascendente, es decir, que en el primero y el último tramo,

respectivamente, son la cabecera y la desembocadura de la corriente principal. Cada vez

que un afluente se incorpora a la corriente principal de agua, la cabecera de este

tributario tiene que suponer el número de tramo siguiente al tramo inmediatamente

anterior a la aportación del afluente.

La Figura IV–1 muestra la estructura numérica que tiene que seguir la modelización de

una cuenca:

Figura IV–1 Estructura numérica de la cuenca. Fuente: QUAL2K: A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality, Version 2.11: Chapra, S.C., Pelletier, G.J. and Tao, H., 2008.

La tramificación de la red hidrográfica se ha aplicado al sistema hidrográfico del DCFC.

En este proceso de modelización no se han considerado las pequeñas rieras que no

tienen relevancia específica o que no están suficientemente caracterizadas. A pesar de

ello, se ha considerado la aportación hídrica de estas rieras y de las subcuencas

asociadas como aportaciones puntuales al modelo.

TRA

MO

PR

INC

IPA

L


12

Mapa IV–1 Cuencas analizadas con el modelo de presiones-impactos. Fuente: elaboración propia.

Durante la caracterización del DCFC, la división de cada cuenca en un número elevado

de tramos ha respondido a la intención de llegar al máximo detalle que los datos

existentes han permitido. Asimismo, se ha introducido un nuevo tramo cada vez que se

presenta en el curso fluvial algún tipo de presión o medida planificada, ya sea cuantitativa

o cualitativa, la confluencia de un afluente o bien un cambio de masa de agua. De esta

manera se han obtenido desde tramificaciones extensas en las cuencas más complejas,

como la del Llobregat (con una superficie de 4.957 km2 y 51 masas de agua

consideradas), que se han tramificado en 54 tramos, hasta tramificaciones más sencillas

en aquellas cuencas de menor superficie y menor abundancia de información, como por

ejemplo, la cuenca del Daró (con una superficie de 322 km2 y 3 masas de agua), con 8

tramos. La Tabla IV–2 resume el número de tramos y masas de agua considerados en el

modelo para cada cuenca.

Llobregat

Besòs

Fluvià

Foix

Gaià

Francolí

Tordera

Muga Ter

Daró


13

Tabla IV–2 Número de masas de agua y tramos considerados por cuenca. Fuente: elaboración propia.

Cuenca Masas de agua Núm. tramos

Muga 10 54

Fluvià 8 15

Ter 34 37

Daró 3 8

Tordera 18 18

Besòs 24 24

Llobregat 51 54

Foix 8 11

Gaià 8 11

Francolí 14 19

Total 178 251

La información de localización geográfica de base como la delimitación de las cuencas,

red hidrográfica, etc., que se ha integrado en el modelo, se ha obtenido de la cobertura

GIS de las cuencas de Catalunya. Adicionalmente, cada uno de los tramos de las

cuencas va precedido de unas informaciones geomorfológicas (cota superior e inferior del

tramo, distancia del principio y del final del tramo hasta la desembocadura o la

confluencia con la corriente principal, pendiente mediana del tramo, etc.), que se obtienen

a partir de la explotación del modelo digital del terreno (MDT), en concreto de un modelo

digital de elevaciones (MDE), de 1 m por 1 m, disponible tan sólo para el ámbito fluvial.

ANEXO IV. 1.1.2. Caracterización del régimen natural

La modelización del régimen natural supone la incorporación de las aportaciones

pluviométricas, por una parte, en cada una de las cabeceras como aportaciones

puntuales, y por otra, en el resto de la cuenca por escorrentía superficial, como

aportaciones difusas. A causa de la elevada oscilación interanual de las aportaciones

pluviométricas, se ha considerado establecer el caudal a partir de las medianas de los

caudales medios mensuales (en m3/s) de las aportaciones restituidas en régimen natural

de un periodo de 60 años (1940-2000), obtenidas a partir del estudio Los recursos

hídricos en régimen natural en las cuencas internas de Catalunya.

Las características cualitativas de esta agua no se han considerado influenciadas por las

actividades antrópicas. Por este motivo y, sin datos mejores, se ha considerado que estas

aguas cumplen con los parámetros de calidad correspondientes a una masa de agua de


14

referencia. En la Tabla IV–3 se detallan las cualidades de referencia consideradas según

el tipo de masa de agua:

Tabla IV–3 Cualidades de referencia según el tipo de masa de agua. Fuente: Objetivos de calidad en aguas superficiales. Agència Catalana de l’Aigua.

Tipos de masa de agua

Oxí

geno

(mg/

l)

TOC

(mg/

l)

Con

d. (m

icro

S/cm

)

Nitr

ato

(mg/

l)

Nitr

ito (m

g/l)

Am

onio

(mg/

l)

Fosf

ato

(mg/

l)

Sulfa

tos

(mg/

l)

Ejes principales 9,5 3 500 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Grandes ejes mediterráneos 9,5 3 500 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Grandes ríos poco mineralizados

9,5 1,5 300 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos de montaña húmeda calcárea

9,5 1 300 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos de montaña húmeda silícica

9,5 1 100 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos de montaña mediterránea calcárea

9,5 1,5 450 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos de montaña mediterránea de caudal elevado

9,5 1,5 500 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos de montaña mediterránea silícica

9,5 1,5 100 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos mediterráneos de caudal variable

9,5 1,5 400 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos mediterráneos silícicos 9,5 1,5 100 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Torrentes litorales 9,5 1,5 600 0,5 0,05 0,1 0,025 35

Ríos con influencia de zonas cársticas

9,5 1,5 800 0,5 0,05 0,1 0,025 35

La calidad de las diferentes tipologías de masas de agua se ha definido en función de la

clasificación de las masas de agua detallada en el documento Regionalización y

tipificación del sistema fluvial de las cuencas internas de Catalunya para la futura

implantación de la DMA. La clasificación surgida de este documento responde a

características geográficas, fisiográficas, físicas y químicas de cada masa de agua.

ANNEX 1.1.3. Caracterización de las presiones antrópicas

Aguas abajo de la cabecera se han incorporado, de acuerdo con la situación en la

cuenca, todos aquellos puntos que implican una presión para la masa de agua. Las


15

presiones pueden ser cuantitativas, correspondientes a las captaciones, o cualitativas,

correspondientes a los vertidos.

Las captaciones existentes y consideradas para la modelización tienen como destino el

abastecimiento urbano (incluso industrial), y el agrícola.

La localización geográfica de las captaciones se ha realizado a partir de los Estudios de

modelización y planificación de la gestión hídrica de Catalunya, y de los Estudios de

caracterización y prospectiva de las demandas de agua en las cuencas internas de

Catalunya y en las cuencas catalanas del Ebro, realizado por la Agència Catalana de

l’Aigua, respectivamente, el año 2002. A partir de estos estudios, también se ha dispuesto

de las demandas, para cada municipio, de los diferentes usos (urbanos, industriales,

agrícolas y ganaderos), tanto de aguas superficiales como subterráneas.

Las presiones cualitativas vienen determinadas por los vertidos al medio. Estos vertidos

pueden estar situados geográficamente en un único punto (vertido puntual) o, por el

contrario, pueden estar distribuidos a lo largo de todo un tramo (vertido difuso).

Se pueden clasificar en función del grado de tratamiento antes de llegar al medio:

■ Vertidos tratados.

■ Vertidos sin tratar.

Vertidos tratados

Los vertidos puntuales de caudales tratados en la modelización tienen origen en los

efluentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR).

Para modelizar el comportamiento de las depuradoras se ha tenido acceso a los informes

de las empresas explotadoras de las EDAR. En estos informes se detalla el volumen

tratado mensualmente, así como las cualidades del río de carga y del efluente para los

parámetros de calidad con los cuales también trabaja el modelo QUAL2K y que ya se han

descrito anteriormente.

En el caso de informes incompletos, donde no se dispone de parámetros de calidad del

efluente, la información necesaria se ha estimado a partir de los informes de depuradoras

con dimensiones similares. De aquellos parámetros sobre los que no se dispone de

ningún dato, se ha considerado el valor medio correspondiente a toda Catalunya.

Vertidos sin tratar

Para la modelización de vertidos en el cauce sin tratamiento previo se han considerado

los siguientes grupos:


16

1) Núcleos urbanos no conectados a sistemas de saneamiento.

2) Industrias con vertidos directos al cauce.

3) Excedentes de las EDAR actuales.

4) Retornos procedentes de la agricultura.

1) Núcleos urbanos no conectados a sistemas de saneamiento: la localización de

estos puntos en el modelo se ha realizado en función de la distribución real

sobre el territorio. En los casos concretos de municipios con diferentes núcleos

urbanos se ha considerado que el vertido en el cauce se realiza en un único

punto.

La distribución mensual de los vertidos para cada municipio se realizó según la

distribución de las captaciones y de los volúmenes tratados por las EDAR

próximas al municipio considerado.

Las concentraciones del vertido urbano en el cauce se han estimado a partir

de los parámetros obtenidos de la bibliografía existente, como muestra la

Les concentracions de l’abocament urbà a llera s’han estimat a partir dels

paràmetres obtinguts de la bibliografia existent3, com mostra la Tabla IV–4:

Tabla IV–4 Parámetros fisicoquímicos de los vertidos urbanos. Fuente: elaboración propia.

Parámetro fisicoquímico tipo correspondiente a un vertido doméstico en

el cauce Valor

Temperatura º C este control + 1 ºC

Conductividad 2.400 umhos

Sólidos inorgánicos 160 mg/L

Oxígeno disuelto 0 mg/L

DBOC lento 100 mg O2/L

DBOC rápido 150 mg O2/L

Nitrógeno orgánico 8.000 ugN/L

N - Amonio 48.000 ugN/L

3 Hernández Muñoz, Aurelio. 1992. Saneamiento y alcantarillado. Colegio de Ingenieros de Caminos,

Canales y Puertos-Colección Senior núm. 7, Madrid.


17

Parámetro fisicoquímico tipo correspondiente a un vertido doméstico en

el cauce Valor

N - Nitratos + Nitritos 8.000 ugN/L

P Orgánico 3.000 ugP/L

P Inorgánico 7.000 ugP/L

Alcalinidad 150 mg CaCO3/L

pH 7,9 u.pH

2) Industrias con vertidos directos al cauce: en la modelización se han

considerado los caudales puntuales de aquellas industrias que no tratan sus

efluentes y que vierten directamente en el cauce con concentraciones vertidas

obtenidas de las Declaraciones de uso y contaminación del agua (DUCA). El

Real decreto 849/19864 define unas concentraciones máximas para los

vertidos industriales; estos límites se han tenido en cuenta en el momento de

realizar la modelización de los escenarios previstos, y se ha adoptado la

concentración más baja entre las registradas en las DUCA y los límites

establecidos en el Real decreto 849/1986.

3) Excedentes de las EDAR actuales: corresponden a las depuradoras que en la

actualidad exceden su capacidad de diseño en algunos meses del año y que,

por tanto, no tratan parte del caudal que les llega. Las concentraciones

asociadas se han obtenido de los datos de entrada de las EDAR.

4) Retornos procedentes de la agricultura: corresponden a un porcentaje variable

del caudal demandado por este sector. El retorno de la agricultura tiene cargas

contaminantes derivadas del uso de fertilizantes.

El retorno de regadío se ha estimado como un porcentaje del agua utilizada

para regadío. Este porcentaje se ha obtenido de los Estudios de modelización

y planificación de la gestión hídrica de Catalunya, realizado por la Agència

Catalana de l’Aigua en el 2002. En este caso, se han considerado los retornos

de la agricultura como aportaciones difusas y la localización de estas zonas de

retorno se ha determinado a partir de la situación de las zonas de regadío y de

la interacción con las masas de agua.

4 Real decreto 849/1986, de 11 de abril, por el cual se aprueba el Reglamento de dominio público hidráulico

que desarrolla los títulos preliminares, I, IV, V, VI, VII y VIII del Texto refundido de la ley de Aguas, aprobado

por el Real decreto legislativo 1/2001, de 20 de julio.


18

Adicionalmente a los indicadores fisicoquímicos tratados anteriormente de manera

opcional y siempre que se disponga de información suficiente, el modelo permite

inroducir, para cada uno de los tramos, los siguientes parámetros: dispersión, porcentaje

del fondo cubierto de sedimentos, demanda de oxígeno adicional procedente de los

sedimentos, flujo del metano, flujo del amonio y flujo del fósforo inorgánico. Para la

modelización de todas las cuencas y a causa de la falta de datos, se han considerado los

valores calculados por defecto por el modelo.

A modo de ejemplo, en la Figura IV–2 se puede observar la esquematización de la

cuenca de la Muga que se ha desarrollado como cuenca piloto. Como se muestra en el

diagrama, el río Muga se convierte en la corriente principal, al que llegan las aportaciones

del Arnera, el Llobregat de la Muga, la Riera de Figueres y el Manol, todos ellos con sus

respectivos afluentes. El diagrama también muestra las presiones cuantitativas y

cualitativas generadas por las captaciones y los vertidos (tanto directamente al medio

como a través de una EDAR).

ESQUEMA TRAMOS

CUENCA PILOTO DE LA MUGA

MUGA

CAPTACIÓN ETAP FIGUERES

EST. CONTROL MU005J012

CAPTACIÓN CONSORCI COSTA BRAVA

DERIVACIÓN CANAL DE LA DRETA

DERIVACIÓN CANAL DE L’ESQUERRA


MANOLEDAR FIGUERES

EDAR PERALADA

EDAR AGULLANA

EDARLA JONQUERA

EDAR CASTELLÓ D’EMPÚRIES

EDAR EMPURIABRAVA

DERIVACIÓN REC DEL MOLÍ

RIERA DE ALGUEMA

RIERA DE FIGUERES

ARNERA

LLOBREGAT DE LA MUGARICARDELL

MERDÀS

ANYET

MERDANÇA

ORLINA

REGUERADA

EMBALSE DE BOADELLA

CAPTACIÓN ST. LLORENÇ DE LA MUGA

CAPTACIÓN MAÇANET DE CABRENYS

CAPTACIÓNDARNIUS

CAPTACIÓNLA JONQUERA

CAPTACIÓNAGULLANA

CAPTACIÓNESPOLLA

Figura IV–2 Esquema de la cuenca de la Muga. Fuente: elaboración propia.


19

ANEXO IV. 1.1.4. Calibración del modelo

El modelo QUAL2K requiere determinar toda una serie de parámetros que afectan a la

cinética de las reacciones fisicoquímicas que intervienen en el modelo. La elección de

estos parámetros se ha llevado a cabo mediante el módulo de autocalibración de la

versión QUAL2Kw 5.1 del cual está dotado.

El módulo de calibración requiere, además de las mismas variables listadas hasta ahora

en el modelo extenso, los datos de dos estaciones de control de la cuenca, situadas una

aguas arriba y la otra aguas abajo del río principal. El modelo conceptual que se

construye de esta manera es de dimensiones reducidas respecto al modelo conceptual

original, porque considera que el inicio y el final del dominio del modelo coinciden con las

estaciones de control situadas los más aguas arriba y aguas abajo posible, y que los

afluentes son aportaciones puntuales. A los efectos de obtención de resultados, la unidad

que utiliza el QUAL2K para mostrarlos es cada una de las partes en que se haya dividido

la cuenca, es decir, el tramo. Los resultados obtenidos en la simulación de los tramos se

obtienen para cada uno de los indicadores con los cuales trabaja el modelo y que se han

detallado anteriormente.

La Figura IV–3 muestra el aspecto general de la tramificación resultante del proceso de

calibración:

Figura IV–3 Qual2K. Tramificación con módulo de autocalibración.

Como condiciones de contorno del modelo, el módulo de calibración requiere la

información de los caudales circulantes y de las características fisicoquímicas en el límite

aguas arriba del dominio del modelo conceptual (que en este caso necesariamente tiene


20

que coincidir con la estación de control). Adicionalmente, impone la calidad del agua en el

límite aguas abajo del dominio del modelo (coincidiendo con la estación de control

situada aguas abajo).

La información geomorfológica de cada uno de los tramos, así como la información

referente a los volúmenes de las captaciones, existencia o no de aportaciones (retorno de

regadío) y extracciones difusas, vertidos en el cauce, vertidos de EDAR, etc., es la misma

que la utilizada en el modelo original, con la única diferencia que el dominio del modelo

de calibración se ve delimitado por las dos estaciones de control escogidas. Los datos de

las estaciones de control tienen por fuente la web de la Agència Catalana de l’Aigua, y se

han escogido según la posición geográfica y la disponibilidad de datos según criterio

experto.

Para cada estación de control se ha utilizado la información periódica mensual referente

al estado fisicoquímico de las aguas de los puntos de control del periodo 2003-2007. Los

parámetros considerados en la calibración son los siguientes:

Temperatura Fósforo orgánicoConductividad Fósforo inorgánicoOxígeno disuelto DetritosSólidos en suspensión FitoplanctonDBO AlcalinidadNitrógeno orgánico AlgasAmonio pHNitrógeno en nitratos

Opcionalmente, el modelo permite incorporar las cualidades fisicoquímicas las 24 horas

del día. En este caso no se ha dispuesto de esta información horaria, de manera que se

han utilizado los mismos datos para todas las horas.

En la Figura IV–4 se muestra esquemáticamente la modelización realizada para la

calibración de la cuenca piloto de la Muga. El límite aguas arriba del modelo se sitúa

coincidiendo con la estación de control MU005J012 y con la estación de aforo de

Boadella d’Empordà, mientras que el límite aguas abajo coincide con la estación de

control MU025J052. A lo largo de este tramo principal se sitúan, en forma de aportación

puntual, los volúmenes aportados por los afluentes que se incorporan como un saldo neto

(aportaciones menos captaciones). En los casos en que se mezclan diferentes calidades

en una misma aportación puntual, la calidad introducida es el resultado de realizar la

mediana de las diferentes calidades ponderada por los volúmenes.


21

ESQUEMA TRAMOS

CUENCA PILOTO DE LA MUGA

Aportaciones de la Muga yArnera menos captaciones

CAPTACIÓN ETAP FIGUERES


CAPTACIÓN CONSORCI COSTA BRAVA

DERIVACIÓN CANAL DE LA DRETA

DERIVACIÓN CANAL DE L’ESQUERRA


DERIVACIÓN REC DEL MOLÍ

Aportaciones del Llobregat de la Muga y Anyet más

EDAR menos captaciones

Aportaciones del Manol y Alguema

Aportaciones de la Riera de Figueres más EDAR

Desembocadura

Figura IV–4 Esquema para la calibración de la cuenca piloto de la Muga. Fuente: elaboración propia.

El módulo de autocalibración trabaja a partir de un algoritmo genético llamado PIKAIA,

que maximiza la bondad del ajuste de los datos del modelo a partir de un cierto número

de iteraciones en la ejecución del mismo. En la dirección electrónica

http://www.hao.ucar.edu/Public/models/pikaia/pikaia.html (abril, 2009) se encuentra

información detallada de este algoritmo genético.

De acuerdo con la bibliografía y después de haber realizado un análisis de sensibilidad,

los parámetros seleccionados para la optimización mediante el algoritmo genético se

muestran en la Figura IV–5:


22

Random number seed 3177 seedModel runs in a population (<=512) 100 npGenerations in the evolution 200 ngenDigits to encode genotype (<=6) 5 ndCrossover mode (1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7) 5 icrossCrossover probability (0-1): 1 pcrossMutation mode (1, 2, 3, 4, 5, or 6) 2 imutInitial mutation rate (0-1): 0,005 pmutMinimum mutation rate (0-1): 0,0005 pmutmnMaximum mutation rate (0-1): 0,25 pmutmxRelative fitness differential (0-1): 1 fdifReproduction plan (1, 2, or 3): 1 irepElitism (0 or 1): 1 ieliteRestart from previous evolution (0 or 1): 0 irestart

Auto-calibration genetic algorithm control:

Figura IV–5 Qual2K. Parámetros seleccionados por el control del algoritmo genético.

Antes de ejecutar el proceso de autocalibración del modelo se introduce la fórmula de

ajuste de la bondad del modelo (fitness), comparando los resultados que éste

proporciona con los valores reales medidos en las estaciones de control. En este caso, el

indicador viene dado por la inversa de la raíz del error cuadrático medio, RMSE (root

mean squared error inverse). Por otra parte, se han modificado los factores de peso de

esta fórmula atribuyendo a todos los parámetros un valor igual a 1. La bondad del ajuste

de los datos obtenidos por el modelo con las reales aumenta con el inverso de la RMSE.

Con esta información, más los datos que de forma puntual o difusa puedan ser

modelables (aportaciones, captaciones y vertidos), el QUAL2K realiza el proceso de

autocalibración y proporciona como output las tasas (rates) relativas a la cinética de las

reacciones fisicoquímicas.

Las tasas cinéticas de los parámetros que se han seleccionado para incluir en el proceso

de optimización son las indicadas en la Figura IV–6, donde se han incluido todas las

tasas de los parámetros considerados con el rango de variación indicado.

En la Figura IV–6 se detalla un ejemplo de la pantalla de ratios obtenidos con el proceso

de autocalibración del modelo.


23

QUAL2K

Stream Water Quality Model Fitness: GAIÀ (1/15/2004) 8,77188 Global rate parameters Auto-calibration inputs Parameter Value Units Symbol Auto-cal Min value Max value Stoichiometry: Carbon 49,2884 gC gC Yes 30 50Nitrogen 8,6256 gN gN Yes 3 9Phosphorus 1,878288 gP gP Yes 0,4 2Dry weight 100 gD gD Yes 100 100Chlorophyll 0,884896 gA gA Yes 0,4 2Inorganic suspended solids: Settling velocity 0,04898 m/d vi Yes 0 2Oxygen: Reaeration model Internal f(u h) Temp correction 1,024 θa Reaeration wind effect None O2 for carbon oxidation 2,69 gO2/gC roc O2 for NH4 nitrification 4,57 gO2/gN ron Oxygen inhib model CBOD oxidation Exponential Oxygen inhib parameter CBOD oxidation 0,60 L/mgO2 Ksocf No 0,60 0,60Oxygen inhib model nitrification Exponential Oxygen inhib parameter nitrification 0,60 L/mgO2 Ksona No 0,60 0,60Oxygen enhance model denitrification Exponential Oxygen enhance parameter denitrification 0,60 L/mgO2 Ksodn No 0,60 0,60Oxygen inhib model phyto resp Exponential Oxygen inhib parameter phyto resp 0,60 L/mgO2 Ksop No 0,60 0,60Oxygen enhance model bot alg resp Exponential Oxygen enhance parameter bot alg resp 0,60 L/mgO2 Ksob No 0,60 0,60Slow CBOD: Hydrolysis rate 3,04895 /d khc Yes 0 5Temp correction 1,0326655 θhc Yes 1 1,07Oxidation rate 0,7144 /d kdcs Yes 0 5Temp correction 1,0072583 θdcs Yes 1 1,07Fast CBOD: Oxidation rate 4,9647 /d kdc Yes 0 5Temp correction 1,0304402 θdc Yes 1 1,07Organic N: Hydrolysis 0,28515 /d khn Yes 0 5Temp correction 1,0142058 θhn Yes 1 1,07Settling velocity 0,55998 m/d von Yes 0 2Ammonium: Nitrification 9,9506 /d kna Yes 0 10Temp correction 1,0008918 θna Yes 1 1,07Nitrate: Denitrification 0,04906 /d kdn Yes 0 2Temp correction 1,0569779 θdn Yes 1 1,07Sed denitrification transfer coeff 0,89841 m/d vdi Yes 0 1Temp correction 1,0008428 θdi Yes 1 1,07Organic P: Hydrolysis 4,36525 /d khp Yes 0 5Temp correction 1,0588616 θhp Yes 1 1,07Settling velocity 1,14356 m/d vop Yes 0 2Inorganic P: Settling velocity 0,68004 m/d vip Yes 0 2Sed P oxygen attenuation half sat constant 0,57024 mgO2/L kspi Yes 0 2

Figura IV–6 QUAL2k. Parámetros seleccionados y rates en el módulo de autocalibración.


24

ANEXO 1.1.5. Aplicación del QUALK2K en el DCFC y análisis de los impactos sobre el medio derivados de las presiones antrópicas en los diferentes escenarios considerados

Una vez caracterizado y calibrado el modelo QUAL2K a partir del procedimiento descrito

en los apartados anteriores, se han analizado los impactos que generan sobre el medio

hídrico las presiones antrópicas existentes actualmente en el DCFC.

El modelo QUAL2K ha permitido analizar, en cada uno de los tramos, cómo varían los

indicadores fisicoquímicos descritos, a medida que va fluyendo el río aguas abajo, y a

medida que se va encontrando con cada una de las presiones definidas. Comparando los

resultados del modelo con los objetivos de cantidad y calidad definidos como buen (o

muy buen) estado, se pueden analizar el cumplimiento o incumplimiento de cada una de

las masas de agua de la cuenca.

Como segundo paso, a partir de las presiones actuales y de la prognosis de crecimiento,

detalladas en el documento IMPRESS, tanto por lo que respecta al crecimiento

poblacional, como de la actividad industrial y de la agricultura, se han estimado las

presiones en términos de captaciones y vertidos que se prevén en el 2015, año de inicio

del cumplimiento de la DMA, y los impactos correspondientes, sin considerar las medidas

previstas para dar cumplimiento a los objetivos de la DMA.

Finalmente, una vez analizados los impactos que derivan de las presiones antrópicas

previstas en el año 2015 en el DCFC, se han planteado las medidas necesarias para

resolver estos impactos y lograr así el cumplimiento de los objetivos de la DMA en cada

una de las masas de agua.

Las medidas analizadas son:

1) Implantación del Programa de saneamiento de aguas residuales urbanas

(PSARU).

2) Implantación del Programa de reutilización de aguas de Catalunya (PRAC).

A partir de estas medidas y con el objetivo de evaluar diferentes posibilidades de

actuación, se han modelizado diferentes escenarios de optimización y otros escenarios

con supuestos diversos. Estos escenarios son:

1) Un escenario de tratamientos mínimos (escenario mínimo).

2) Tres escenarios de optimización (escenarios 1, 2 y 3).

3) Un escenario de tratamientos máximos (escenario máximo).


25

4) Un escenario de tratamientos máximos con reutilización (forzada) de las aguas

regeneradas.

El modelo QUAL2K permitió analizar en estos escenarios, de forma sistémica, cómo

mejoran los parámetros de cantidad y calidad de cada una de las masas de agua a

medida que se combinan sobre el territorio diferentes medidas, hasta lograr los objetivos

establecidos. La descripción de los escenarios y los resultados obtenidos de la aplicación

de estas medidas se detallan en el apartado de resultados del anexo IV.1.5.

A continuación se describen las medidas simuladas en el modelo para analizar

posteriormente cómo la aplicación de estas medidas permite reducir los impactos

previstos a partir de las presiones proyectadas en el 2015 y detalladas en el apartado

anterior.

ANEXO IV.1.2 Descripción de las medidas aplicadas

A continuación se describen las medidas aplicadas en el modelo.

ANEXO IV.1.2.1. Programa de saneamiento de aguas residuales urbanas (PSARU)

El Programa de saneamiento de aguas residuales urbanas (PSARU) es un instrumento

de planificación hidrológica que tiene como objetivo la definición de todas las actuaciones

destinadas a la reducción de la contaminación originada por el uso urbano en los

municipios de menos de 2.000 habitantes. Está concebido como un instrumento de

planificación dinámica, por tanto, las actuaciones programadas han estado objeto de

actualizaciones en función de las revisiones de las necesidades detectadas. La última

versión se realizó en mayo del 2009. Según esta actualización, se han previsto en total

1.955 actuaciones que se desarrollarán en dos escenarios (2006-2008 y 2009-2014).

Entre estas actuaciones, para aplicar el QUAL2K se han considerado estrictamente las

actuaciones previstas por el PSARU relativas a las cuencas modelizadas en el DCFC, es

decir, 1.280 actuaciones. De estas, 702 corresponden a actuaciones sobre EDAR

actualmente existentes y 578 a actuaciones que prevén la construcción de nuevas EDAR.

Aparte de las actuaciones previstas por el PSARU, el DCFC actualmente cuenta con 124

depuradoras en las que, en principio, no se prevén actuaciones del PSARU.

La localización física de las EDAR del PSARU en el modelo QUAL2K, se ha realizado a

partir de los datos facilitados por el propio PSARU. La localización del punto de vertido en


26

el medio, se ha estimado, a falta de más información, a partir de la red de drenaje

existente en el territorio.

El PSARU define de forma genérica la actuación que habrá que desarrollar en cada

sistema de saneamiento, pero no detalla la tipología de medida (procesos de

tratamiento). Este análisis es objeto de optimización de las medidas, según se describe

en el siguiente apartado. A pesar de ello, se ha predefinido el tratamiento mínimo que se

debe aplicar a cada una de ellas teniendo en cuenta dos condicionantes: el medio donde

vierte cada una de las EDAR, y la necesidad de dar cumplimiento a la Directiva 91/271

sobre tratamiento de las aguas residuales urbanas.

A continuación se describe cómo se ha estimado el tratamiento mínimo de cada EDAR.

Descripción del tratamiento mínimo

El tratamiento mínimo para cada EDAR se ha estimado considerando que cada

depuradora vierte a una masa de agua que debe cumplir, como mínimo, los siguientes

condicionantes:

■ Caudal de mantenimiento.

■ Objetivos de calidad correspondientes al buen (o muy buen) estado.

La concentración máxima que puede verter cada una de las EDAR se fija según los

objetivos del medio donde vierte y al caudal de diseño de la propia planta. Esta

concentración máxima viene definida por la siguiente ecuación:

oDMAiónObjetivConcentracCaudalEDAR

enimentoCaudalMantertidoEDARiónMáximaVConcentrac

RVertidoEDAciónMáxima*ConcentraCaudalEDARoDMAiónObjetivConcentracenimiento*CaudalMant

*=

=

Las concentraciones del vertido de las EDAR se han calculado por la totalidad de

parámetros que integra la simulación del QUAL2K, ya definidos en los apartados

anteriores: conductividad, sólidos inorgánicos, oxígeno disuelto, DBO (lento y rápido),

nitrógeno orgánico, nitrógeno en forma amoniacal, nitrógeno en forma de nitratos y

nitritos, fósforo orgánica, fósforo inorgánico, alcalinidad y pH.

El cálculo de las concentraciones máximas se ha realizado considerando cada una de las

EDAR del PSARU de forma individual, entendiendo ésta como un elemento aislado del

resto de la cuenca. Posteriormente, se han integrado en el modelo QUAL2K las


27

concentraciones máximas de cada EDAR, y se ha analizado cómo los vertidos descritos

afectan de forma sistémica la cuenca.

En el DCFC, en general, las EDAR del PSARU están pensadas para dar servicio a

pequeños núcleos poblacionales, lo que motiva que la carga contaminante y el caudal de

las EDAR sean reducidos en relación con los del río. Esta relación podría permitir en

algunos casos verter sin tratamiento previo, dado que las cargas vertidas, al diluirse con

el caudal de mantenimiento, conseguirían unas concentraciones que permitirían cumplir

los objetivos de la directiva.

Asimismo, permitir el vertido sin tratar no es posible a causa de la necesidad de cumplir

con la Directiva 91/271 CEE, de mayo de 1991, sobre tratamiento de las aguas residuales

urbanas (transpuesta por la Ley 11/1995, de 23 de diciembre), que determina que:

“...los estados miembros velarán porque el 31 de diciembre del año 2005, a

más tardar, las aguas residuales urbanas que entren en los sistemas de

colectores sean objeto de un tratamiento adecuado tal como se definen en el

punto 9.”

Asimismo, en el punto 9 se define un tratamiento adecuado como:

“Tratamiento adecuado: el tratamiento de las aguas residuales urbanas

mediante cualquier proceso y/o sistema de eliminación por el cual, después del

vertido de dichas aguas, las aguas receptoras cumplan los objetivos de calidad

y las disposiciones pertinentes de la presente y de las restantes directivas

comunitarias.”

Según establece la directiva, como mínimo se debe realizar un tratamiento adecuado en

cada uno de los vertidos, que en este caso sería, como mínimo, el tratamiento primario.

Por tanto, en los casos en que las concentraciones máximas de vertido sean superiores a

los de un núcleo municipal no conectado de media, se considera vertido de la EDAR la

concentración del vertido urbano en el cauce reducido mediante un tratamiento de

depuración primario.

Las concentraciones del vertido urbano en el cauce se han estimado a partir de los

parámetros detallados en el apartado anterior. Para el resto de EDAR, donde la

simulación ya pone de manifiesto que la concentración máxima de vertido de la EDAR

debe ser inferior a la concentración de un vertido directo al cauce, se ha determinado cuál

es el tratamiento de depuración (medida) que, aplicado a una concentración de vertido

urbano en el cauce, implica el cumplimiento de los objetivos de calidad.


28

El tratamiento de depuración necesario para que se cumpla la anterior condición se

convierte en el tratamiento mínimo de esta EDAR, de manera que ya no se trata

necesariamente de un tratamiento primario, sino que, como se verá a continuación, el

tratamiento mínimo puede llegar a ser, en caso extremo, un tratamiento avanzado. Para

determinar el tratamiento mínimo se ha considerado el tratamiento que cumple

simultáneamente con los objetivos de la DMA tanto desde un punto de vista temporal

como de parámetros, es decir, el tratamiento elegido ha sido aquel que garantiza el

cumplimiento de todos los parámetros fisicoquímicos en los doce meses del año.

En la Tabla IV–5 se presentan los tratamientos considerados y los valores de los

parámetros analizados en el modelo:

Tabla IV–5 Valores de los parámetros por tipos de tratamiento (mg/l). Fuente: elaboración propia.

Tratamiento Primario (1) Biológico

Nitrificación parcial (2),

(3) Elim. de

nitrógeno Elim. de

nitrógeno y fósforo

Elim. media de nitrógeno y fósforo

Elim. avanzada nitróge-

no y fósforo

(4)

DBO 220 25 25 25 25 25 25

DBO Slow 88 10 10 10 10 10 10

DBO Fast 132 15 15 15 15 15 15

DQO 450 125 125 125 125 125 125

MES 100 35 35 35 35 35 35

Nt 53 43 52 15 15 10 10

NKT 53 42 20 10 10 7 5

N-NH4 48 37 15 6 6 4 3

N-Norg 5 5 5 4 4 3 2

N-NO3 0 1 32 5 5 3 5

Pt 10 6 6 6 2 1 1

P inorgánico 7 5 5 4,8 1,6 0,8 0,8

P orgánico 3 1 1 1,2 0,4 0,2 0,2

(1) Cumple si la reducción de MES es igual o superior al 70%. (2) Cumple si la reducción de NKT es igual o superior al 70%. (3) En caso de optar por fangos activos, tomar Nt < 30. (4) Cumple si la reducción de NKT es igual o superior al 90%.


29

A partir de este análisis, y teniendo en cuenta la codificación de tratamientos detallada en

la Tabla IV–6, se han obtenido los tratamientos mínimos que se aplican a las EDAR del

PSARU en el DCFC.

Tabla IV–6 Codificación tratamientos. Fuente: elaboración propia.

Código Medida (tipos de tratamiento)

0 Primario

1 Biológico

2 Nitrificación parcial

3 Eliminación de nitrógeno

4 Eliminación de nitrógeno y fósforo

5 Eliminación media de nitrógeno y fósforo

6 Eliminación avanzada de nitrógeno y fósforo

ANEXO IV. 1.2.2. Programa de reutilización de aguas en Catalunya (PRAC)

El Programa de reutilización de aguas en Catalunya se enmarca en el contexto normativo

del Plan hidrológico de las cuencas internas de Catalunya, así como el Programa de

saneamiento, y forma parte del Plan de gestión que la DMA indica acabado a finales del

2009.

Uno de los objetivos del Programa de reutilización de aguas en Catalunya es promover

el uso del agua regenerada como una fuente sustitutiva de recursos para usos que no

requieren una calidad de agua potable, definiendo claramente los criterios de calidad del

agua según diferentes usos y estableciendo un marco normativo y de gestión que lo haga

posible.

El programa recoge una serie de actuaciones de reutilización que se deben llevar a cabo

en los próximos años, tanto las que promoverá la Agència Catalana de l’Aigua, en la

medida que son actuaciones consideradas de interés general, como las que impulsarán

entes privados (campos de golf y otros).

El Programa prevé que a largo plazo existan en Catalunya un total de 135 sistemas de

reutilización, frente a los 47 que están actualmente en servicio. Estos segundos, además,

se desarrollarán notablemente, ya sea mediante las mejoras de los tratamientos

existentes, como por extensión de sus redes de distribución. Para llegar a este escenario,

se prevé la necesidad de ejecutar un total de 117 actuaciones, entre terciarios,

infraestructuras o actuaciones conjuntas. De estas, se determina que 65 serán


30

promovidas por la Agència Catalana de l’Aigua en diferentes horizontes. Las otras 52

responden únicamente a usos de interés particular, y podrán ser desarrolladas por las

propias personas interesadas o por otras administraciones.

En el horizonte del programa, el 2025, se prevé llegar a los 191 hm3/año de agua

reutilizada, el 27% del caudal anual tratado en las depuradoras y el 50% del caudal

depurado en los meses de verano. Este volumen de reutilización se logrará como suma

de tres componentes: reutilizaciones ya en servicio, progresivo incremento del

aprovechamiento de las instalaciones de reutilización existentes y, finalmente, entrada en

servicio de las nuevas instalaciones previstas en este programa.

En la Tabla IV–7 se detallan los volúmenes previstos por el programa:

Tabla IV–7 Volúmenes de reutilización previstos por el programa. Fuente: elaboración propia.

Reutilización prevista en el 2025 Hm3/año

Reutilización actual (2006) 45

Incremento del aprovechamiento de las instalaciones existentes 16

Nuevas instalaciones previstas en el programa 141

Total 191

El coste de inversión previsto por el programa se detalla en la Tabla IV–8:

Tabla IV–8 Costes de inversión previstos para la aplicación del programa. Fuente: elaboración propia.

Inversión M€ Repercusión M€

Promoción prevista de la Agència Catalana de l’Aigua

161,9

Usuarios 15,4

ACA (beneficios de disponibilidad) 136,8

ACA (beneficios de calidad) 9,7

Promoción prevista por otros agentes 38,9 Usuarios 38,9

Total 200,8 Total 200,8

Para considerar la reutilización en la modelización de las cuencas y a efectos prácticos,

se han restado los volúmenes de agua reutilizada, según lo previsto en el programa, de

los vertidos realizados por las EDAR en la red hidrográfica de acuerdo con los diferentes

escenarios. En este sentido, es importante remarcar que durante el proceso de


31

optimización, la reutilización de los volúmenes previstos por el programa no se ha

forzado, es decir, sólo se ha considerado la reutilización de agua regenerada cuando esta

acción no perjudica a la calidad de las aguas en el río (la eliminación del vertido de agua

regenerada al río puede comportar un empeoramiento de sus características tanto

cualitativas como cuantitativas).

Optimización multiobjetivo

El modelo de optimización multiobjetivo es una herramienta que permite seleccionar la

combinación de medidas coste-eficaces considerando dos o más objetivos que pueden

ser de carácter fisicoquímico, hidromorfológico y económico. El análisis de programación

matemática multiobjetivo se puede resumir en tres pasos: primero, se definen los

objetivos de los parámetros de estudio y el catálogo de medidas correctoras; después,

mediante la herramienta de optimización, se encuentran las diferentes medidas que

configuran la frontera de Pareto de soluciones óptimas; y finalmente, se selecciona la

solución eficiente, es decir, aquella que implica llegar a los objetivos de calidad al menor

coste posible.

ANEXO IV. 1.2.3. Objetivos y medidas

Los objetivos deben cumplir con los límites propuestos por la DMA. El modelo de

optimización multiobjetivo tiene por objetivo maximizar el nivel de oxígeno disuelto,

minimizar el nivel de nitrógeno y de fósforo en las diferentes formas, minimizar el nivel de

DBO, TOC y salinidad, y mantener un rango que restringe el nivel de pH. Otro objetivo

deseable es minimizar el coste de las medidas.

En este análisis se han considerado dos grupos de medidas correctoras. Por una parte,

se prevé la construcción de nuevas depuradoras y, por otra, se considera la reutilización

de aguas residuales destinadas a sustituir el agua potable en aquellos usos que no

requieran de una alta calidad de recurso.

A cada depuradora se le tiene que asignar una opción de depuración entre las siete

alternativas planteadas anteriormente en la Tabla IV–8. La herramienta multiobjetivo nos

permite seleccionar cómo es el tratamiento óptimo de cada una de las depuradoras,

considerando el conjunto de la cuenca, ya que cada implantación tiene influencias aguas

abajo de su localización.

Los tratamientos de depuración considerados y los rendimientos respecto a cada

parámetro fisicoquímico son los que se han presentado en la Tabla IV–7.


32

Los costes también son una variable multiobjetivo. Cada una de las medidas definidas en

el apartado anterior implica unos costes de inversión y de explotación determinados. La

asignación de los costes de cada medida permitirá, como se verá en el siguiente

apartado, seleccionar aquellas combinaciones de medidas que, a parte de ser eficaces,

es decir, que permiten conseguir los objetivos de la DMA en cada uno de los tramos,

parámetros y meses del año, implican un menor coste y son coste-eficaces o eficientes.

Los costes de las medidas dependen del tipo de tratamiento previsto en cada una de

ellas. Por lo que respecta a las medidas simuladas en QUAL2K, los tratamientos para

aplicar son los definidos en la Tabla IV–8. Para cada tratamiento se han estimado los

costes de inversión, de explotación, y en el caso de reutilización, también se han añadido

los costes de transporte.

La Figura IV–7 y la Figura IV–8 detallan las funciones de costes consideradas para cada

tratamiento en función de los volúmenes tratados. Se ha de tener en cuenta que los

costes presentados corresponden al coste anual. Por lo que respecta a la inversión, el

coste anual se ha estimado como la dotación anual a la amortización, que se ha

calculado como la inversión prevista para la EDAR dividido por la vida útil estimada de la

instalación, que de forma media se ha estimado en 15 años. En el caso de la explotación,

el coste anual corresponde a los costes de explotación anuales.

Figura IV–7 Funciones de costes-inversión. Fuente: elaboración propia.


33

Figura IV–8 Funciones de costes-explotación. Fuente: elaboración propia.

En relación con los costes de la reutilización, se han tenido en cuenta tanto los costes de

generación del recurso para reutilizar (costes del tratamiento de depuración), como los

costes de transporte (caracterizados por la distancia entre el lugar de destino, la

diferencia de cotas y la capacidad de conducción). El coste anual de la inversión se ha

calculado considerando un periodo de amortización de 10 años para los equipos de

bombeo y 25 años para las conducciones.

ANEXO 1.2.4. Evaluación de las diferentes estrategias

Para seleccionar la combinación de medidas coste-eficaces, hay que tener en cuenta que

la cuenca es un sistema de flujos, es decir, que una medida en cualquier punto de la

cuenca condiciona las medidas en otros puntos. Por tanto, el análisis tiene que evaluar

múltiples combinaciones de medidas en cada uno de los puntos donde se tienen que

localizar las futuras EDAR y donde se pueden realizar reutilizaciones de agua.

El número de estrategias posibles depende del número de depuradoras y de los

tratamientos de depuración, el análisis resulta muy elevado en 7k combinaciones

posibles. Naturalmente, si k es elevado, el número de combinaciones resulta muy

complejo. La herramienta de optimización multiobjetivo busca, entre diferentes

soluciones, aquella que permite cumplir con todos los objetivos a un coste menor.


34

Si se presentan sobre unos ejes de coordenadas cada una de las posibles estrategias

(conjunto de medidas) que hay que considerar, utilizando el eje de las abscisas para

representar la calidad ambiental, y el eje de las ordenadas por el coste de la implantación

de una estrategia determinada de depuración, se obtienen representaciones como las de

la Figura IV-9.

Figura IV–9 Representación teórica de las estrategias. Fuente: elaboración propia.

La Figura IV-9 muestra de forma teórica la representación de las diferentes medidas en

función del grado de cumplimiento de los objetivos y del coste correspondiente. Las

combinaciones de medidas en el cuadrante derecho representan soluciones eficaces,

mientras que las combinaciones de medidas en el cuadrante izquierdo representan

medidas ineficaces, es decir, que presentan un incumplimiento en al menos un tramo y

un mes.

Con estos criterios, en la Figura IV-9 el punto A se correspondería con una estrategia que

supone una inversión económica en depuración similar a la del punto B, pero con la

estrategia B se consigue una mayor calidad ambiental que con la estrategia A. Así pues,

entre las dos soluciones es más adecuada la estrategia B. De la misma manera, entre la

B y la C, la primera es más económica que la segunda y con las dos se consiguen niveles

de calidad ambiental similares, por lo que, en este caso, la estrategia más conveniente

sería la B.

Este análisis ya no es evidente si se trata de la comparación entre los puntos B y D, ya

que con la estrategia B se consigue una mayor calidad ambiental respecto a la D, pero

eso supone una mayor inversión en medidas. No se puede decir que alguna de estas dos

estrategias sea mejor que la otra. A las estrategias (soluciones) que son mejores que

cualquier otra por alguno de los criterios considerados, se las llama soluciones óptimas, y

B

C

CUMPLIMIENTO INCUMPLIMIENTO -100% 100%

COSTE (€)

A

D

0


35

al conjunto de soluciones óptimas o no dominadas, se las llama frontera o conjunto de

Pareto, que es una de las bases de la aplicación de la metodología multiobjetivo. Cuando

se consideran más de dos objetivos, esta frontera se convierte en una superficie de

dimensión igual al número de objetivos, la visualización gráfica de la cual resulta mucho

más compleja.

Por esta razón, es lógica la aplicación de metodologías de optimización multiobjetivo ya

que se fundamentan en considerar simultáneamente todos los objetivos que sean

necesarios para realizar el proceso de optimización y decisión.

Métrica de incumplimientos

Otro de los puntos clave de esta metodología es la métrica de valoración y comparación

de la calidad de una estrategia (conjunto de soluciones) determinada, ya que por un

indicador concreto, por ejemplo el TOC, la valoración de la calidad en relación con este

contaminante no puede realizarse únicamente en un punto de la cuenca en un momento

determinado, sino que es necesario considerar todos los puntos de la cuenca a lo largo

del año. Esto es necesario porque la DMA exige el logro del buen estado ecológico de las

masas de agua en todos los puntos del río y todos los días del año. Así pues, la métrica

diseñada seguirá la siguiente formulación cuando una estrategia cumpla siempre con la

DMA respecto a alguno de los criterios (parámetros):

Donde,

nm: número de meses.

nt: número de tramos.

LDMij: límite permitido para la DMA para el tramo j de la cuenca el mes i.

VIij: valor del indicador para el tramo j de la cuenca el mes i.

Con esta métrica, si el límite permitido de TOC fuera de 3 mg/l para todos los tramos y

todo el año, y el valor del TOC en todos los tramos y durante todo el año fuera de 1 mg/l,

el nivel de cumplimiento global que daría la métrica sería del 66%, es decir, el estado de

la cuenca para el parámetro TOC es mejor, en un 66%, al umbral considerado por el

buen (o muy buen) estado.

Hay que señalar que siempre que el valor de la métrica sea positivo implica que se ha

cumplido, en todos los tramos y durante todos los meses, los límites establecidos por la


36

DMA. Un valor del 0% indicaría que el valor del indicador ha sido exactamente igual que

el límite para todos los meses del año y en todos los tramos.

Cuando se produce un incumplimiento en algún mes o algún tramo, la métrica planteada

ya no considera el resto de meses y tramos (en los que se podría dar cumplimiento) y

sólo considera este incumplimiento dándole un valor negativo de acuerdo con la siguiente

formulación:

Donde,

nm: número de meses.

nt: número de tramos.

nmi: número de meses con incumplimiento.

nti: número de tramos con incumplimiento.

Continuando con el ejemplo anterior, si para un mes determinado y un tramo concreto, el

valor TOC fuera de 5 mg/l (siendo el límite para el buen estado de 3 mg/l), implicaría que

se está generando un incumplimiento del 66% (-66%). Si el número de tramos

considerados para esta cuenca fuera de 50 (y sólo se incumpliera en este tramo), el

incumplimiento sería del 1,3% (-1,3%), y si se considerara la métrica para los 12 meses

(y en ningún otro momento hubiera incumplimiento), tendría un valor de 0,11% (-0,11%).

ANEXO IV. 1.2.5. Selección de la estrategia eficiente

El siguiente paso del análisis, una vez el sistema de optimización ha encontrado la

frontera de soluciones óptimas de acuerdo con todos los objetivos considerados (coste,

caudal de mantenimiento, amonio, nitratos, fosfatos, pH, oxígeno, TOC, conductividad),

consiste en seleccionar, entre todas las estrategias óptimas (o eficaces), la de menor

coste.

Aunque este proceso se realiza mediante herramientas específicas para el análisis y

visualización de resultados en más de dos dimensiones, para ilustrar de una manera

simplificada el proceso, se utiliza la Figura IV–10, en la que se muestra para tres

parámetros (nitratos, amonio y fosfatos) las soluciones eficientes comparando la

valoración de cada uno de los parámetros con el coste asociado a cada estrategia.


37

Figura IV–10 Inversión mínima que cumple la DMA. Fuente: elaboración propia.

De esta manera, cada punto corresponde a una estrategia dada (conjunto de medidas)

para las tres gráficas. Es decir, el punto A se corresponde a la misma estrategia (conjunto

de medidas de actuación ambiental) sobre las tres curvas (ya que se trata de la misma

estrategia con un coste de implantación determinado), aunque el nivel de calidad

conseguido respecto a uno de los indicadores es diferente.

En concreto, con la estrategia A hay incumplimiento en nitratos y amonio, y un

cumplimiento estricto en fosfatos. Las medidas que plantea la estrategia B (que requiere

una mayor inversión económica) consiguen el cumplimiento en nitratos, un exceso en el

cumplimiento en fosfatos, pero se siguen incumpliendo los límites permitidos de amonio.

La estrategia C comprende el conjunto de medidas que consiguen el mayor cumplimiento

en los tres indicadores, con la menor inversión. La estrategia D consigue una mayor

calidad en las aguas en relación con los tres indicadores que la estrategia C, pero tiene

un coste de implantación bastante superior, con lo cual es lógico seleccionar la

realización del conjunto de medidas correspondientes a la estrategia C.

Otra ventaja del análisis multiobjetivo es que, de forma implícita, aporta información

adicional respecto a las tasas de intercambio entre los criterios, o lo que es lo mismo, la

cantidad de logros de un criterio que se tiene que sacrificar para conseguir a cambio un

incremento unitario en otro criterio. De esta manera, comparando tasas de intercambio

entre puntos de funcionamiento, cuencas y periodos, se podrán realizar valoraciones

respecto al deterioro de la cuenca, el coste de recuperación y la efectividad de las

medidas planteadas.

Gráficamente, se pueden agrupar las curvas de estrategias óptimas para cada indicador

sobre una misma gráfica, según se muestra en la Figura IV–11, ya que tanto la escala

económica (€), como la de valoración de calidad, son iguales para todos los indicadores.


38

Figura IV–11 Curvas de estrategias eficientes. Fuente: elaboración propia.

ANNEX IV.1.3. Dispositivo para la visualización geográfica para la toma de

decisiones

Para una visualización fácil de los resultados obtenidos de las simulaciones de las

cuencas, los resultados de las modelizaciones con el QUAL2K y de la optimización

multiobjetivo se han representado de forma cartográfica mediante un sistema de

información geográfica (SIG). Esta herramienta permite visualizar de forma instantánea

cómo las presiones antrópicas se traducen en impactos sobre el medio y cómo la

reducción de estas presiones, a través de la aplicación de las medidas, permite la

reducción de los impactos. También permite realizar comparaciones entre las distintas

combinaciones de medidas de una manera práctica y de fácil visualización.

Resultados

Catalunya está constituida por tres tipos de cuencas hidrográficas, según la situación

geográfica: internacionales (Garona), intercomunitarias (Ebro y Xúquer), e internas

(Muga, Fluvià, Ter, Daró, Tordera, Besòs, Llobregat, Foix, Gaià, Francolí y rieras); estas

últimas, a excepción de las rieras, son las que se han incluido en el estudio.

El estudio tiene por objetivo determinar la estrategia (combinación de tratamientos de

depuración en cada una de las EDAR) que garantice un mejor estado fisicoquímico de las

masas de agua del DCFC en función de los parámetros objetivo.

Según se ha descrito en apartados anteriores, las masas de agua se encuentran

divididas en tramos. El total de masas de agua superficiales en Catalunya es de 367, de

(€)

100%-100%

C

AB

D

(€)

100%-100%

C

AB

D


39

las que 248 están en el DCFC. De estas 248 masas, 70 corresponden a rieras, torrentes

o barrancos que no llevan caudal en régimen continuo. Las aportaciones de estas rieras,

aunque no se han modelado, se han considerado como una aportación puntual en una

masa de agua. Las 178 masas de agua restantes se han incluido en el modelo.

La Tabla IV–9 divide en cuencas el número de masas y tramos.

Tabla IV–9 Número de masas de agua y tramos por cuenca. Fuente: elaboración propia.

Cuenca Masas de agua Nº tramos

Muga 10 54

Fluvià 8 15

Ter 34 37

Daró 3 8

Tordera 18 18

Besòs 24 24

Llobregat 51 54

Foix 8 11

Gaià 8 11

Francolí 14 19

Rieres 70 n.a1/

Total 248 251

1/. No aplica. Estas rieras no se han modelado porque no llevan caudal en régimen continuo.

Las estrategias utilizadas y sus características se describen en la Tabla IV–10.

Tabla IV–10 Definición de las estrategias analizadas. Fuente: elaboración propia.

Estrategia Descripción Horizonte

objetivo Escenario Identificación gráfica1/

Escenario mínimo A Tratamientos mínimos aplicados a las depuradoras

definidas en el PSARU 2015

Escenario 1 B

Optimización de los tratamientos de todas las depuradoras (EDAR planificadas en el PSARU y EDAR existentes que necesitan mejoras para permitir lograr los objetivos de la DMA)

2021

Escenario 2 B’ Simulación de los tratamientos de las depuradoras previstas en el PSARU a partir del escenario 1 2015

Escenario 3 B” Simulación a partir del escenario 2, suprimiendo las EDAR futuras previstas en el PSARU de menos de de 2.000 habitantes equivalentes

2015


40

Estrategia Descripción Horizonte

objetivo Escenario Identificación gráfica1/

Escenario máximo C Tratamientos máximos (máxima tecnología al abasto)

en todas las depuradoras 2/

Escenario máximo con reutilización

D Tratamientos máximos (máxima tecnología al abasto) en todas la depuradoras, teniendo en cuenta la reutilización

2/

1/. Letras que identifican los escenarios analizados en las gráficas de los apartados siguientes.

2/. No aplican. Estos escenarios se presentan como un punto de referencia para conocer cuál sería el estado de las

masas de agua aplicando la tecnología más avanzada hasta el momento.

ANEXO IV. 1.3.1. Incumplimientos y costes

Se presentan a continuación los resultados de la aplicación de las diferentes estrategias

para el conjunto del DCFC, en términos cualitativos de cumplimientos e incumplimientos,

y en términos cuantitativos de costes. A fin de ofrecer una visión más amplia sobre la

situación del DCFC, los resultados obtenidos se presentan bajo dos indicadores; el

primero realiza una ponderación de los resultados tanto de cumplimiento como de

incumplimiento, mientras que en el segundo caso sólo se tienen en cuenta los valores de

incumplimiento.

En referencia al apartado cuantitativo, hay que mencionar que los costes están

directamente relacionados con el tratamiento que se tendrá que aplicar en la depuradora,

y al mismo tiempo el tratamiento de la depuradora está directamente vinculado con el

objetivo que hay que lograr para conseguir el buen estado.

Resultados según cumplimientos e incumplimientos

En la Tabla IV–11 y en la Figura IV–12 se presentan de forma conjunta el grado de

incumplimiento y los costes de inversión y de explotación de las diferentes estrategias,

para el conjunto del distrito de la cuenca fluvial de Catalunya. Los resultados globales del

DCFC se han obtenido ponderando los valores de cumplimiento-incumplimiento de las

cuencas; el criterio de ponderación responde al cociente entre el número de tramos de

cada cuenca respecto al total de tramos del DCFC. En el apéndice de este documento se

adjuntan los resultados individualizados para cada una de las cuencas internas

enumeradas en la Tabla IV–11.


41

Tabla IV–11 Grado de cumplimiento-incumplimiento y costes según estrategia y parámetros. Fuente:

elaboración propia.

Estrategia

Parámetros Costes anuales

Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)

Inversión (M€/año)

Explotación (M€/año)

Coste total

(M€/año)

Escenario mínimo (A) -20,65 44,93 0,95 3,94 20,59 14,64 35,23

Escenario 1 (B) -6,17 69,07 3,04 28,15 31,44 23,61 55,05

Escenario 2 (B’) -15,83 69,28 2,26 25,00 24,07 21,06 45,13

Escenario 3 (B’’) -37,23 33,75 -3,28 -0,42 15,61 10,10 25,71

Escenario máximo (C) 3,19 81,18 14,78 28,44 45,44 40,91 86,36

Escenario máximo con reutilización (D) 3,40 78,09 14,96 31,60 45,44 41,97 87,40

Figura IV–12 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia. Fuente: elaboración

propia.

Los resultados de la tabla y la gráfica anteriores dan una visión general del estado global

de las masas de agua del DCFC según la estrategia aplicada.

En primera instancia, se puede observar que, hasta la aplicación de la estrategia

escenario 1 (B), la evolución es suave, pero a partir de este punto se produce un

repentino incremento de los costes, sin que repercuta con la misma intensidad en la

reducción de los incumplimientos, aunque se consigue lograr los objetivos. Asimismo, se


42

observa que los parámetros de nitratos, fosfatos y TOC superan la frontera de

incumplimiento cuando se aplica la estrategia de escenario mínimo (A), y los incrementos

de costes son relativamente bajos. Por lo que respecta al amonio, se observa que hasta

la aplicación de la estrategia de escenario máximo (C) no se consigue superar esta

frontera, y que requiere un elevado incremento del coste. Se observa que con la

aplicación de la estrategia escenario 1 (B) los incumplimientos de amonio son muy

próximos al cumplimiento de objetivos y experimentan una mejora muy sustancial

respecto a las estrategias inferiores (B’’, A y B’), sin la necesidad de incurrir en costes

excesivamente elevados. Por este motivo, se puede concluir que la estrategia que ofrece

una mejor alternativa es el escenario 1 (B).

Resultados según incumplimientos

Según la introducción de este apartado, en la Tabla IV–12 se presenta de forma conjunta

el grado de incumplimiento y los costes de inversión, explotación y reutilización para las

diferentes estrategias, por el conjunto del distrito de cuenca fluvial de Catalunya. En el

apéndice de este documento se adjuntan los resultados individualizados para cada una

de las cuencas internas enumeradas en la Tabla IV–12.

Tabla IV–12 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros. Fuente: elaboración propia.

Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)


Explotación (M€/año)

Coste total

(M€/año)

Escenario mínimo (A) -20,65 -1,30 -2,82 -0,43 20,59 14,64 35,23

Escenario 1 (B) -6,17 -1,22 -0,80 -0,30 31,44 23,61 55,05

Escenario 2 (B’) -15,83 -1,26 -1,43 -0,09 24,07 21,06 45,13

Escenario 3 (B’’) -37,23 -1,79 -3,28 -4,73 15,61 10,10 25,71

Escenario máximo (C) -4,77 -0,04 -0,80 -0,30 45,44 40,91 86,35

Escenario máximo con reutilización (D) -4,58 -0,05 -0,62 -0,29 45,44 41,97 87,40


43

La Figura IV–13 refleja los datos presentados en la Tabla IV–12.

Figura IV–13 Curvas de coste e incumplimiento según estrategia. Fuente: elaboración propia.

En este caso, por lo que respecta a la determinación cualitativa, se ha realizado según el

principio de la métrica enunciado en el anexo IV.1.3.2, teniendo en cuenta que cuando se

produce un incumplimiento en algún mes del año o en algún tramo, la métrica planteada

ya no considera el resto de meses y tramos (en los que se da cumplimiento), y sólo

considera este incumplimiento con un valor negativo. Así pues, en este caso se obtiene

un valor en tanto por ciento de incumplimientos.

En primer término, se observa que el amonio destaca por encima de los otros

parámetros, concretamente se puede constatar cómo mediante incrementos de coste se

producen mejoras de calidad. También se comprueba la existencia de un punto de

inflexión, la estrategia B, donde se produce un cambio en la pendiente de la curva, a

partir de la cual los costes aumentan considerablemente y no se consigue reducir en una

proporción similar el grado de incumplimiento. La Tabla IV–13 representa el nivel de

cumplimiento adicional y el incremento de coste correspondiente que implica pasar de

una estrategia a la siguiente por el caso del amonio. Como se puede observar, el

incremento de coste entre las estrategias B”, A, B’ y B, es relativamente proporcional al

nivel de cumplimiento adicional conseguido con cada estrategia. No obstante, el salto

entre la estrategia B y la C implica un incremento de cumplimiento adicional muy pequeño


44

y un coste adicional tres veces superior respecto a los saltos anteriores. Por este motivo,

el ratio entre el nivel de cumplimiento adicional y el aumento de coste correspondiente

obtenido por pasar de la estrategia B a la C es el más bajo de todos, lo que indica que no

es posible conseguir resultados mucho mejores con un incremento de coste aceptable.

Tabla IV–13 Relación entre el nivel de cumplimiento adicional y el aumento de coste relacionado en los saltos entre estrategias. Fuente: elaboración propia.

Unidad B” A A B’ B’ B B C C D

Nivel de cumplimiento adicional % 16,6 4,8 9,7 1,4 0,2

Aumento de coste € 9,5 9,9 9,9 31,3 1,1

% 27,0 28,1 28,2 88,8 3,0

Ratio - 0,61 0,17 0,34 0,02 0,06

Así pues, y según las observaciones anteriores, la estrategia óptima es la B.

Respecto a la evolución de las diferentes estrategias, se desprenden las siguientes

conclusiones: la estrategia B’’ es la menos favorable, porque, aunque presenta el menor

coste, también presenta el mayor grado de incumplimiento; seguidamente, la estrategia A

mejora de manera notable respecto a la anterior, pero sigue ofreciendo un elevado grado

de incumplimiento; la siguiente estrategia, la B’, presenta una mejora sustancial sobre la

segunda, aunque el incremento de coste es proporcionalmente superior al de la situación

descrita anteriormente; la estrategia B mejora respecto a la anterior, ofrece un menor

incumplimiento, no refleja un elevado coste y constituye también un punto de inflexión,

porque a partir de esta, las otras estrategias (C y D) requieren un aumento considerable y

no permiten lograr los objetivos.

Se puede observar que, a pesar de utilizar la tecnología más avanzada (estrategias C y

D), no es posible conseguir el buen estado marcado por el amonio y prácticamente se

logra para el resto de parámetros. Este resultado es porque la métrica tiene en cuenta

sólo los incumplimientos.

Cumplimientos e incumplimientos según las masas de agua

A fin de ofrecer una visión más general del efecto de las medidas sobre el medio, se

presenta como ejemplo la Tabla IV–14, en la que se pueden observar los resultados de

cumplimiento e incumplimiento de las masas de agua de cada una de las cuencas del

parámetro amonio que, como ya se ha evidenciado, es el que recoge mayores

incumplimientos.


45

Tabla IV–14 Estado de cumplimiento de las masas de agua por cuenca por el parámetro objetivo del amonio. Fuente: elaboración propia.

Cuenca Cumplimiento sin medidas

Cumplimiento con escenario 2

(B’)

Cumplimiento con escenario 1

(B) Incumplimiento

permanente Total

general

Muga 9 0 1 0 10

Fluvià 4 1 0 3 8

Ter 23 7 2 2 34

Daró 1 2 0 0 3

Tordera 10 5 3 0 18

Besòs 20 2 2 0 24

Llobregat 29 13 7 2 51

Foix 7 0 1 0 8

Gaià 5 1 1 1 8

Francolí 2 7 4 1 14

Rieras n.a1/ n.a1/ n.a1/ n.a1/ 70

Total 110 148 169 178 248

1/. No aplica. Estas rieras no se han modelado porque no aportan caudal en régimen continuo.

Teniendo en cuenta que el total de masas de agua modeladas es de 178, se puede

observar que aproximadamente el 62% de las masas de agua modeladas del DCFC

cumplen con el objetivo fijado por amonio sin necesidad de aplicar medidas. Las masas

de agua de las cuencas del Llobregat, Ter, Gaià, Besòs, Foix, Muga, Tordera y Fluvià

registran entre un 50% y un 90% de cumplimiento de objetivos sin la aplicación de

medidas. Por otra parte, el Francolí y Daró son los que registran un número más bajo de

cumplimiento sin medidas, éstas se encuentran en el intervalo situado entre el 15% y el

35%. El 21% de las masas de agua modeladas requieren la aplicación de las medidas

previstas para el año 2015 para cumplir con el objetivo. Con la aplicación del escenario 2,

la cuenca con más mejoras es la del Llobregat, con 13 masas. Adicionalmente, el 11,8%

del total de las masas modeladas requiere la aplicación de las medidas llamadas

complementarias, las cuales estaban previstas para el 2021.

Finalmente, hay un 5,1% de masas que, a pesar de aplicar la tecnología más avanzada al

abasto disponible, no logran el objetivo fijado.

Costes desagregados por cuencas

A continuación, en la Tabla IV–15, en la Figura IV–14, en la Figura IV–15 y en la Figura

IV–16, se presentan los costes por estrategia para cada cuenca.


46

Tabla IV–15 Costes por cuenca según estrategia. Fuente: elaboración propia.

ESCENARIO MÍNIMO (A) ESCENARIO 1 (B) ESCENARIO 2 (B’) ESCENARIO 3 (B’’) ESCENARIO MÁXIMO

(C) ESCENARIO MÁXIMO CON

REUT. (D)

CUENCA

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

Cos

tes

inve

rsió

n,

cole

ctor

y o

tros

(M€)

Cos

tes

expl

otac

ión

(M€/

año)

MUGA 32,2 0,8 38,7 1,2 37,1 1,1 29,2 0,4 49,7 2,1 49,7 2,1

FLUVIÀ 19,8 0,2 30,5 0,3 20,5 0,2 16,3 0,0 45,8 1,8 45,8 1,8

TER 63,1 1,4 110,2 4,3 83,3 3,5 59,9 1,5 163,3 8,2 163,3 8,4

DARÓ 13,9 0,9 17,3 1,1 14,3 1,1 3,4 0,0 22,0 1,6 22,0 1,6

TORDERA 29,3 1,5 43,5 2,1 34,0 1,9 27,8 1,4 64,2 3,5 64,2 3,7

BESÒS 85,9 1,5 115,4 2,8 81,0 2,0 77,3 1,6 144,2 5,1 144,2 5,1

LLOBREGAT 267,5 4,6 307,9 7,5 290,3 7,2 250,1 4,2 361,3 12,8 361,3 13,5

FOIX 13,5 0,4 15,3 0,5 14,3 0,5 8,7 0,0 23,9 0,9 23,9 0,9

GAIÀ 10,5 0,9 13,2 1,0 12,0 1,0 3,0 0,2 17,2 1,4 17,2 1,4

FRANCOLÍ 25,3 2,4 31,6 2,8 26,3 2,6 10,5 0,9 42,0 3,5 42,0 3,5

TOTAL 560,9 14,6 723,6 23,6 613,0 21,1 486,1 10,1 933,6 40,9 933,6 42,0


47

Figura IV–14 Costes de inversión, incluido el colector y otros, por cuenca y según estrategia. Fuente: elaboración propia.

Figura IV–15 Costes de explotación por cuenca y según estrategia. Fuente: elaboración propia.


48

Los costes más elevados se dan en los escenarios máximos, ya que corresponden a los

escenarios donde se aplican tratamientos avanzados en todas las EDAR. Los costes más

bajos se dan en el escenario mínimo, donde la estrategia se diseña para obtener el

mínimo tratamiento que permita cumplir con la Directiva 91/271; y en el escenario 3,

donde se eliminan de la optimización todas aquellas EDAR no consideradas en el

PSARU y las de menos de 2.000 habitantes equivalentes, reduciendo así los costes. Los

costes de los escenarios 1 y 2 están vinculados al número de EDAR consideradas en la

optimización: en el escenario 2 se consideran sólo las EDAR del PSARU (escenario de

actuación previsto para el año 2015), y en el escenario 1 se consideran las EDAR del

PSARU más todas aquellas EDAR existentes sobre las que el modelo indica que también

se debería de actuar (escenario de actuación previsto para el año 2021).

Considerando los escenarios 1 y 2, las cuencas con los costes más elevados son: el

Llobregat (con el 45% del total de los costes), el Besòs y el Ter (con el 15% cada una de

ellas del total de los costes).

Como caso excepcional, los costes de explotación en la cuenca del Fluvià para el

escenario 3 son nulos. Este hecho se explica por las características del escenario; no hay

ninguna EDAR futura de más de 2.000 habitantes equivalentes, ni tampoco previsión de

mejoras en las EDAR existentes.

ANEXO 1.3.2. Tratamientos de las EDAR según estrategia y habitantes equivalentes

Durante el estudio se han analizado 702 EDAR, que corresponden a las diez cuencas

descritas anteriormente. Quedan fuera del ámbito de estudio aquellas EDAR situadas en

rieras a causa de la estacionalidad de los caudales circulantes del medio donde vierten, y

aquellas que vierten directamente al mar, ya que no tienen una incidencia directa sobre

las masas de agua continentales superficiales.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el tratamiento de la EDAR está directamente

relacionado con la consecución o no del parámetro objetivo en el medio. Dependiendo de

la estrategia utilizada, a las EDAR se les asigna un tratamiento más o menos avanzado

tecnológicamente; los posibles tratamientos que se aplicarán y las capacidades de

depuración ya se han descrito en apartados anteriores.

Otro factor que influye en el tipo de tratamiento es la población equivalente por la cual se

ha diseñado el sistema de depuración.

Teniendo en cuenta los tres factores mencionados: estrategia, tratamiento y población

equivalente, se han elaborado las siguientes tablas, que muestran la distribución de las


49

EDAR en función de los parámetros citados. Se ha optado por presentar y comparar los

resultados de las estrategias de escenario mínimo y escenario 1, así se podrá observar el

efecto del modelo de optimización multiobjetivo.

La Tabla IV–16 muestra el número de EDAR según tratamiento y rango de población

equivalente aplicando el escenario mínimo.

Tabla IV–16 Número de EDAR según el tratamiento aplicado y el rango de población equivalente. Escenario mínimo. Fuente: elaboración propia.

Código trat. Tratamiento

Rango de población equivalente

<500 500 - 1.000

1.000 - 2.000

2.000 - 10.000

10.000 -

100.000 >100.000 Total

general

0 Primario 296 30 18 4 0 0 348

1 Biológico 38 12 13 41 4 1 109

2 Nitrificación parcial 35 16 6 20 5 0 82

3 Elim. de nitrógeno 14 6 7 6 0 0 33

4 Elim. de nitrógeno y fósforo 6 3 2 8 37 1 57

5 Elim. media de nitrógeno y fósforo 7 2 6 10 1 15 41

6 Elim. avanzada de nitrógeno y fósforo 6 4 13 8 1 0 32

Total general 402 73 65 97 48 17 702

En este escenario predominan los tratamientos básicos (primario, biológico y nitrificación

parcial). La mayoría de EDAR (402) se concentra en municipios con población

equivalente inferior a 500 heq, donde 296 tienen un tratamiento de tipo primario. Destaca

también el elevado número de EDAR con tratamiento biológico: 41, presentes en

municipios con un rango de población equivalente de 2.000 a 10.000 heq, representa el

42% del total de las EDAR destinadas a este rango. Otro aspecto que hay que remarcar

es que el tratamiento de eliminación medio de nitrógeno y fósforo toma especial

relevancia en el rango de población equivalente de 10.000 a 100.000 heq, porque este es

el tratamiento aplicado a 37 de las 48 EDAR que se prevén instalar para sanear este

rango poblacional.

A continuación, para observar los cambios en la repartición de los tratamientos de las

EDAR según el tipo de estrategia utilizada, se muestra la Tabla IV–17, donde se puede

ver el número de EDAR según tratamiento y rango de población equivalente aplicando el


50

escenario 1. Adicionalmente, el Mapa IV–2 muestra la distribución de las EDAR en el

DCFC y el correspondiente tratamiento asignado para el escenario 1.

Tabla IV–17 Número de EDAR según el tratamiento aplicado y rango de población equivalente. Escenario 1. Fuente: elaboración propia.

Código trat. Tratamiento

Rango de población equivalente

<500 500 - 1.000

1.000 - 2.000

2.000 - 10.000

10.000 -

100.000>100.000 Total

general

0 Primario 162 23 11 2 0 0 198

1 Biológico 36 8 7 15 1 0 67

2 Nitrificación parcial 47 4 4 5 2 0 62

3 Elim. de nitrógeno 38 9 9 13 0 1 70

4 Elim. de nitrógeno y fósforo 54 9 4 15 21 0 103

5 Elim. media de nitrógeno y fósforo 36 11 8 21 10 11 97

6 Elim. avanzada de nitrógeno y fósforo 29 9 22 26 14 5 105

Total general 402 73 65 97 48 17 702


51

Mapa IV–2 Distribución de las EDAR en el DCFC y tratamiento correspondiente asignado para el escenario 1. Fuente: elaboración propia.

En este escenario predominan los tratamientos tecnológicamente más avanzados

(eliminación media, alta y avanzada de nitrógeno y fósforo). De las 402 EDAR con

población equivalente inferior a 500 heq, y de los 296 tratamientos primarios del

escenario anterior, se pasa a 162, así que la diferencia se distribuye entre los

tratamientos más avanzados (4, 5 i 6). Destaca especialmente el elevado incremento del

número de EDAR con tratamiento de eliminación medio de nitrógeno y fósforo de este

escenario respecto al anterior, que pasa de 6 EDAR a 54. Otro aspecto relevante es la

disgregación de las 37 EDAR con tratamiento de eliminación medio de nitrógeno y

fósforo, por un rango de población equivalente de 10.000 a 100.000 heq del escenario


52

mínimo, a EDAR con tratamientos de eliminación alta de nitrógeno y fósforo, y

eliminación avanzada de nitrógeno y fósforo en el escenario 1.

Finalmente, y como se ha indicado en apartados anteriores, existe una relación directa

entre la estrategia aplicada y el tipo de tratamiento de las EDAR, que influye en los costes

(variable de decisión). Se pueden consultar las curvas que relacionan la capacidad del

tratamiento aplicado a la EDAR y los costes de inversión, en función del caudal diario

tratado (relación calidad-cantidad) en la Figura IV–7 y Figura IV–8 del apartado 1.3.1.

Se observa por tanto, que el modelo de optimización multiobjetivo tiende a asignar

tratamientos de nivel tecnológico más elevados a las EDAR y distribuirlas uniformemente,

en vez de concentrar la mayoría de EDAR en un único tratamiento. La Figura IV–16

muestra que este concepto se refleja en el escenario 1 (B).

10%

27%10%

9%

15% 14%

15%

Primario

Biológico

Nitrificación parcial

Elim. de nitrógeno

Elim. de nitrógeno y fósforo

Elim. media de nitrógeno yfósforo

Elim. avanzada de nitrógeno yfósforo

Figura IV–16 Distribución de los tratamientos entre las EDAR en el escenario 1 (B). Fuente: elaboración propia.

Adicionalmente, la Figura IV–17 muestra la asignación de los costes de inversión a los

diferentes tratamientos previstos para las EDAR en el escenario 1 (B). En este caso se

considera el presupuesto de 471,6 millones de euros estrictamente relacionados con los

tratamientos de las EDAR y sin considerar ni los costes de explotación, ni los costes

asociados a los colectores, ni a otros. Como es de esperar, los tratamientos a los que se

asignan, con diferencia, los costes más altos, son los correspondientes a los tratamientos

más avanzados (eliminación alta y avanzada de nitrógeno y fósforo).


53

17,742,756,5

183,8

154,6

8,87,5

Primario

Biológico

Nitrificación parcial

Elim. de nitrógeno

Elim. de nitrógeno y fósforo

Elim. media de nitrógeno yfósforo

Elim. avanzada de nitrógeno yfósforo

Figura IV–17 Distribución del coste de inversión (en millones de euros) entre los diferentes tratamientos previstos para las EDAR en el escenario 1 (B). Fuente: elaboración propia.

ANEXO IV. 1.3.3. Volumen de reutilización

Según se ha descrito en el anexo IV.1.2.2, el PRAC prevé un total de 135 sistemas de

reutilización en Catalunya, con un volumen total de 191 hm3/año. En el DCFC se han

destinado 71 actuaciones de reutilización que engloban 55,1 hm3/año. La cuenca que

tiene previsto un mayor volumen de reutilización es la del Llobregat, y representa el 61%

del volumen previsto en las actuaciones modeladas. En la Tabla IV–18 se muestra el

número de actuaciones, el volumen y el coste de reutilización para el DCFC.

Tabla IV–18 Número de sistemas, volumen y costes de reutilización según el PRAC. Fuente: elaboración propia.

Cuenca Número de actuaciones Volumen (m3/año) Coste (€)

Muga 5 9.820.500 5.399.600

Fluvià 0 n.a1/ n.a1/

Ter 13 646.607 6.482.800

Daró 3 924.755 890.200

Tordera 10 3.613.290 5.482.760

Besos 14 5.940.037 9.675.280

Llobregat 22 32.836.216 27.905.060

Foix 0 n.a1/ n.a1/

Gaia 0 n.a1/ n.a1/

Francolí 4 1.364.183 1.600.200

Total 71 55.145.588 57.435.900

1/. No aplican. Estas cuencas no tienen previsto ninguna actuación de reutilización.


54

El modelo de optimización multiobjetivo evalúa cada una de las actuaciones de

reutilización y considera como óptimo sólo el volumen que no perjudique ni la calidad ni el

medio receptor, ni los objetivos de cantidad. Asimismo, el modelo de optimización

considera que el volumen tratado por la EDAR sea en cualquier caso más grande que la

demanda prevista para reutilizar, ya que, en caso contrario, sólo se permitirá reutilizar el

volumen efluente de la EDAR. La Tabla IV–19 presenta los volúmenes óptimos a

reutilizar según el modelo de optimización.

Tabla IV–19 Número de sistemas, depuradoras y volumen óptimo para reutilizar según el modelo. Fuente: elaboración propia.

Cuenca Número de actuaciones Núm. EDAR Volumen (m3/año)

Muga 5 3 3.208.881

Fluvià 0 0 n.a1/

Ter 13 9 620.051

Daró 3 3 643.404

Tordera 10 7 2.725.795

Besos 14 9 5.741.498

Llobregat 22 9 32.623.604

Foix 0 0 n.a1/

Gaia 0 0 n.a1/

Francolí 4 4 1.364.183

Total 71 44 46.927.416

1/. No aplican. Estas cuencas no tienen previsto ninguna actuación de reutilización.

En las cuencas modeladas, hay 182 EDAR existentes. De estas EDAR se prevé que las

71 actuaciones de reutilización provengan de 44 depuradoras existentes. Como se puede

observar en la Tabla IV–19, el volumen óptimo para reutilizar es de 46,9 hm3/año, 8,2

hm3/año menos que el volumen propuesto en el PRAC.

ANEXO IV.1.4. Conclusiones

El análisis coste-eficacia se ha realizado acoplando un modelo de calidad de las aguas

(modelo presiones impactos), una herramienta de optimización (modelo de optimización

multiobjetivo), y una herramienta de visualización geográfica (sistema de información

geográfica). Esta metodología ha permitido evaluar cuál es la mejor combinación de

medidas en términos de eficiencia, entre el conjunto de las medidas evaluadas. La

combinación óptima es la propuesta para el escenario 1. Para lograr el buen estado


55

fisicoquímico de las masas de agua se prevé que en el horizonte del 2021 se apliquen

todas las cantidades propuestas de saneamiento y reutilización.

Las actuaciones previstas se pueden dividir en dos, las prioritarias y las complementarias.

En el 2015 se prevé que se implementen las actuaciones prioritarias, que se han

denominado actuaciones del escenario 2. Como estas actuaciones no son suficientes

para conseguir el buen estado fisicoquímico de las masas de agua, se prevé que en el

periodo 2015-2021 se implementen las actuaciones menos prioritarias o

complementarias, que se han denominado actuaciones del escenario 1.

ANEXO IV.2. Análisis coste-eficacia de las medidas de gestión de la

demanda y de gestión de los recursos hídricos

Uno de los objetivos principales de la planificación hidrológica es garantizar la

disponibilidad de agua necesaria para satisfacer las demandas que se deriven de los

usos actuales y futuros, dentro de un régimen de explotación sostenible de los ríos y de

los acuíferos. Con esta finalidad, el Programa de medidas prevé un volumen de inversión

para el total de Catalunya en el periodo 2006-2015 de 3.872 millones de euros5, de los

cuales 3.567 millones corresponden al distrito de cuenca fluvial de Catalunya y los 305

restantes a las cuencas intercomunitarias.

Una parte importante de estas inversiones (2.650 M€) se destina a la mejora de las

infraestructuras de regulación, tratamiento y distribución de agua. Se incluyen cerca de

un centenar de actuaciones de diferentes tipologías entre las cuales se encuentra, por

ejemplo, las mejoras en las potabilizadoras, necesarias para garantizar la continuidad del

cumplimiento de la normativa de aguas potables, o la construcción de nuevas redes de

abastecimiento supramunicipales que resuelvan la falta de abastecimientos de

numerosos núcleos rurales. Estas actuaciones no se incluyen en el análisis coste-

eficacia, porque en general no existen alternativas estratégicas, por lo que respecta a la

planificación. El objetivo de estas actuaciones no es generar nuevos recursos, sino

mejorar la calidad y el aprovechamiento de los existentes (mejora que se evalúa en unos

55 hm3/año).

La parte restante (1.222 M€), que corresponde a actuaciones destinadas a generar

nuevos recursos hídricos, es la que trata en este análisis. En este caso sí existen

5 El total de inversión a promover por la ACA y ATL es de 2.928 millones de euros.


56

alternativas estratégicas (reutilización, trasvases, desalinización, etc.). Además, estas

actuaciones tienen una gran relevancia económica, que va más allá de la inversión inicial,

asociada a los significativos costes de explotación que tendrán en el futuro las

infraestructuras que ahora se planifican.

En este apartado se describe, por tanto, el análisis coste-eficacia realizado para la

selección de las medidas de aportación de nuevos recursos hídricos que han sido

incorporados en el Programa de medidas para garantizar la disponibilidad de agua.

ANEXO IV.2.1. Caracterización técnica de las medidas consideradas

Las diferentes medidas consideradas en el análisis coste-eficacia son:

■ Recuperación de pozos y acuíferos en el conjunto de Catalunya. Las

tecnologías actuales de potabilización permiten recuperar, a un coste

razonable, la explotación de captaciones subterráneas que, en el pasado, se

tuvieron que abandonar por problemas de contaminación. Es el caso, por

ejemplo, de los acuíferos del río Besòs. El potencial de recuperación se estima

en una aportación máxima anual de 43 hm3/año. La mayor parte de las

actuaciones previstas han sido avanzadas durante la sequía del 2007-2008.

■ Participación en la modernización de regadíos en el distrito de cuenca fluvial

de Catalunya. La modernización de regadíos puede permitir una disminución

de los caudales derivados por riego, manteniendo la producción agraria actual.

La legislación vigente prevé que las inversiones en modernización se financien

de manera compartida entre las administraciones y los usuarios. Dentro de

esta medida se propone la adopción de una financiación adicional a cargo de

la administración (valorado en un máximo de 41 M€), condicionado a librarse

de una parte de los caudales usados en el regadío, que pasarían a

incrementar la disponibilidad de agua de la cuenca. En el distrito de cuenca

fluvial de Catalunya se estima que la modernización de los regadíos

tradicionales puede librar 16 hm3/año.

■ Reutilizaciones. Infraestructuras de reutilización incluidas en el Programa de

reutilización de agua en Catalunya (PRAC) como actuaciones de interés

general. Se basan en tratamientos de regeneración y conducciones de

transporte (en general, en un radio de menos de 20 km de las depuradoras).

Se destinan principalmente a sustituir recursos utilizados por usuarios

agrícolas o industriales, y a recargar acuíferos. Se prevén 124 nuevas


57

instalaciones de regeneración en Catalunya. Estas actuaciones permitirán

incrementar la utilización directa de agua regenerada en 153 hm3/año, de los

cuales 101 hm3/año corresponden a una ganancia efectiva de recurso, al

aprovecharse caudales que hasta ahora se vertían al mar sin utilización

posterior. El resto (52 hm3/año) corresponde a un mejor tratamiento de

caudales que ahora ya se están utilizando de manera indirecta.

■ Desalinización. Incluye la ampliación de la planta existente (Tordera I) y la

construcción de las nuevas desalinizadoras de Tordera II, Llobregat y Foix. En

la Tabla IV–20 se presentan los caudales previstos para cada una de ellas,

con una aportación total de 190 hm3/año:

Tabla IV–20 Descripción de las actuaciones de desalinización. Fuente: elaboración propia.

ITAM Caudal diseño

Ampliación Tordera I 10 hm3/año

Tordera II 60 hm3/año

Llobregat 60 hm3/año

Foix 60 hm3/año

■ Trasvase del Roine. Captación de agua del río Roine en el Canal de Bas-

Rhône Languedoc (BRL) en Montpeller y transporte hasta la ETAP de

Cardedeu, que se debería de ampliar. La conducción tendría una longitud de

315 km. En este análisis se plantea un diseño para un caudal de 6 m3/s

(equivalente a una aportación máxima anual de 190 hm3/año). Se construiría

en tubería en el tramo francés (diámetro de 2.200 mm), y en túnel en la parte

catalana (diámetro de 3.500 mm, mínimo por razones constructivas).

■ Reutilización Besòs-Ter. Correspondería a un aprovechamiento completo de

los caudales depurados en la EDAR de Sant Adrià del Besòs. Comportaría la

regeneración de la totalidad del caudal depurado, para obtener un caudal de 3

m3/s de agua osmotizada, equivalente a una aportación anual máxima de 95

hm3/año. En situaciones de sequía, este caudal se conduciría hasta el

embalse de Sau, lo cual contribuiría a incrementar las reservas. El bombeo

debería superar la divisoria de la cuenca, situada en una cota de 600 m.s.n.m.,

pero una parte de la altura de impulsión se podría recuperar turbinando en la

llegada (120 m).


58

Otra medida posible desde un punto de vista técnico y económico, que podría ser una

transferencia de auxilio desde la cuenca del Segre asociada a la modernización de los

regadíos de este ámbito, no se ha incluido en el análisis, ya que precisaría de un proceso

previo de concertación social, además del necesario desarrollo legal, que hace que no se

pueda plantear dentro del periodo de planificación de este programa (2009-2015).

En el caso de la posible conexión CAT-ATL, las limitaciones para aprovechar los actuales

excedentes del CAT (que a medio plazo se pueden reducir significativamente y agotar)

impiden considerar esta actuación como una alternativa a la desalinización.

En la Tabla IV–21 se caracterizan económicamente las medidas definidas.

Tabla IV–21 Caracterización de las medidas definidas. Fuente: elaboración propia.

Medida Aportación

anual máxima

(hm3/año)

Inversión (M€)

Periodo amort. (años)

Coste explotación fijo (€/m3)

Coste explotación

variable (€/m3)

Coste de

compra (€/m3)

Gasto energético (kWh/m3)

Recup. acuíferos 41 75 30 0,09 0,09 - 0,80

Modern. regadíos 16 41 60 - - - -

Reutilización 101 368 40 0,03 0,12 - 0,40

Desaliniza-ción 190 779 30 0,14 0,28 - 3,40

Trans. Roine 190 1.950 60 0,06 0,10 0,12 1,40

Reut. Besòs-Ter 95 660 40 0,10 0,44 - 3,80

En el apéndice IV.2 se presenta una ficha detallada para cada una de las medidas

consideradas.

ANEXO IV.2.2. Descripción del análisis coste-eficacia realizado

El análisis coste-eficacia de las medidas para garantizar el abastecimiento de agua se ha

basado en la comparación de los flujos proyectados de los costes de cada una de las

medidas definidas, considerando como horizonte de estudio económico el año 2045.

Las inversiones correspondientes a cada medida se han establecido en periodos en

función de del número de años de duración prevista de las obras. La entrada en

funcionamiento, y por tanto la explotación, se inicia el año siguiente a la finalización de la

obra. Para todas las medidas (excepto para el trasvase del Roine, que tiene una vida útil


59

de 60 años, y por tanto, es posterior al horizonte del estudio) se ha considerado que, al

finalizar su vida útil, se tendrán que reponer parcialmente. El importe de reinversión se ha

estimado en el 80% de la inversión inicial. Tanto los periodos de las inversiones como

reinversiones se han visto incrementadas con una tasa anual de crecimiento del 2%.

Los costes de explotación se han dividido en costes de explotación fijos, costes de

explotación variables y coste de compra (sólo aplicable para el caso del trasvase del

Roine). Este coste de compra se ha determinado según las cifras que aparecen el

anteproyecto de 1997, y se han actualizado con la tasa de crecimiento de los precios en

Francia.

Los costes unitarios utilizados son los que se han definido en la Tabla IV–21 y los costes

totales se han calculado en función de los caudales de aportación previstos. Estas

aportaciones se han limitado considerando tres escenarios de régimen de funcionamiento

de las medidas, correspondientes al 80%, al 50% y al 25% de las aportaciones máximas

indicadas en la tabla anterior. Estos regímenes pueden corresponder, respectivamente, a

un año hidrológico seco, medio o húmedo.

Los costes de explotación fijos se han incrementado con una tasa anual de crecimiento

del 2%. Por lo que respecta a los costes variables, más sensibles a la variación del gasto

energético, se han incrementado teniendo en cuenta la coyuntura energética de los

últimos años y el largo horizonte de estudio. Por este motivo, la inflación se ha dividido en

dos periodos: entre 2010 y 2030 se establece una tasa de crecimiento anual del 5%

(aunque la variación media del IPC en España entre el 2002 y el 2008 ha sido del 3,19%,

el contexto energético actual puede llevar a incrementos superiores durante los próximos

años, por este motivo la tasa de crecimiento utilizada en el análisis para este primer

periodo se ha establecido en el 5%). Para el segundo periodo, del 2030 hasta el final del

análisis, se ha estimado que el aumento de los precios de la energía quedaría

estabilizado entorno al 2% anual. Por lo que respecta al coste de compra de agua, la

evolución de los costes vendrá determinada por el contrato firmado entre las partes, pero

a falta de mayor información se ha estimado un incremento anual del 1%.

La Figura IV–18 muestra gráficamente un ejemplo de los flujos proyectados para una de

las medidas (desalinización de agua de mar).


60

Proyección flujos inversión y costes para la medida de desalinización

( Hipótesis régimen funcionamiento de 50%)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

2027

2028

2029

2030

2031

2032

2033

2034

2035

2036

2037

2038

2039

2040

2041

2042

2043

2044

2045

M€

Inversión Costes explotación fijos Costes explotación variables

Figura IV–18 Proyección de los flujos de inversión para la medida de desalinización. Fuente: elaboración propia.

Una vez proyectados los costes de cada una de las actuaciones, el criterio de

comparación utilizado ha sido el coste unitario medio, calculado como el ratio entre el

valor actual neto de los caudales previstos6. La red de descuento utilizada ha sido del

4,80% correspondiente al tipo de interés a 30 años de los bonos del Estado7.

ANEXO IV.2.3. Resultados del análisis coste-eficacia

En la Figura IV–19 se presentan los costes unitarios medios de cada una de las medidas

teniendo en cuenta los tres escenarios de régimen de funcionamiento.

6 ∑(costes(t)/(1+d)^t = ∑(costes unitarios (t)*caudales (t))/(1+d)^t

7 Fuente: Banco de España, indicadores económicos, mayo del 2009.


61

Coste unitario promedio

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

Modernización C. Int.

Acuíferos

Reutilización

Desalinización 6m3/s

Tras. Ródano 6m3/s

Reut. Besòs‐Ter

€/m

3

80% 50% 25%

Figura IV–19 Coste unitario medio de las medidas. Fuente: elaboración propia.

Como se aprecia en la Figura IV–19, las medidas que tienen un menor coste unitario son:

la modernización de regadíos, la recuperación de acuíferos y la reutilización. Estas tres

medidas permitirían generar una aportación anual máxima de 158 hm3/año que, como se

observa a continuación, no es suficiente para lograr los objetivos de la planificación y por

lo tanto debe ser completada.

Las dos siguientes medidas en orden de coste son: la desalinización y el trasvase del

Roine, que permiten generar 6 m3/s cada una de ellas. La medida con mayor coste

unitario es la reutilización Besòs-Ter, con una aportación máxima de 3 m3/s.

En la Tabla IV–22 se detallan los volúmenes máximos aportados por las diferentes

alternativas, así como los costes unitarios.


62

Tabla IV–22 Coste unitario medio de las medidas con volumen máximo aportado por cada una. Fuente:


Medidas Volúmenes máximos aportados (hm3/año)

Coste unitario

80% 50% 25%

Modernización de regadíos, recuperación de acuíferos y reutilización

158 0,44 0,61 1,05

Desalinización 190 0,99 1,29 2,10

Trasvase del Roine 190 1,00 1,45 2,65

Reutilización Besòs-Ter 95 1,39 1,76 2,75

De acuerdo con este análisis, por tanto, se puede incorporar a la planificación este primer

conjunto de medidas integrado por la modernización de regadíos, la recuperación de

acuíferos y la reutilización. Una vez adaptadas estas medidas, que de ahora en adelante

llamaremos medidas de base, hay que determinar cuál es el caudal complementario

necesario para lograr los objetivos de disponibilidad adoptados en este programa. Este

cálculo se realiza mediante un modelo de simulación hidrológica, que reproduce el

funcionamiento del sistema durante un ciclo hidrológico de 68 años (1940-2008). Las

simulaciones se hacen adoptando siempre como condición de partida el cumplimiento del

Plan sectorial de caudales de mantenimiento aprobado por el Gobierno de la Generalitat

en el año 2006. Para el cálculo del refuerzo necesario hay que definir unos objetivos de

garantía, para los que se consideran dos opciones: una inferior (consistente en evitar, en

cualquier situación climática conocida, la entrada del sistema en emergencia) y otra de

superior (consistente en evitar también la entrada en excepcionalidad). La primera

garantiza plenamente los usos prioritarios (abastecimiento urbano) pero admite

restricciones significativas, en los años más secos, a los usos menos prioritarios (riego).

La segunda, en cambio, prácticamente elimina las afecciones a todos los usos.

Una vez incorporadas en el modelo las medidas de base, los resultados indican (véase la

Figura IV–20) que en el sistema Ter-Llobregat aún es necesaria una aportación adicional

de entre 2,5 m3/s y 3,5 m3/s para garantizar una disponibilidad adecuada en la situación

actual. En el horizonte 2027, el crecimiento demográfico podría incrementar esta

necesidad de refuerzo hasta un total de 5-6 m3/s.


63

Aportación complementaria necesaria según modelo de simulación hidrológica

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

2009 2015 2021 2027

m3 /s

Escenario simulación inferior Escenario simulación superior

Figura IV–20 Aportación complementaria necesaria según la simulación hidrológica. Fuente: elaboración propia.

Como resultado del análisis hidrológico se adopta, como objetivo para la definición de

medidas de disponibilidad, la obtención de un caudal adicional de 6 m3/s, que como se ha

observado es suficiente para lograr una garantía adecuada hasta el año 2027. Para poder

aportar este caudal adicional, y siguiendo con el análisis de la Tabla IV–22, se dispone de

dos alternativas: desalinización o trasvase del Roine. La medida de reutilización Besòs-

Ter, con una aportación máxima inferior a las necesidades (3 m3/s) y con unos costes

más elevados, quedaría descartada.

La desalinización tiene unos costes inferiores al trasvase del Roine, y por tanto, bajo un

riguroso análisis coste-eficacia, sería seleccionada en primer lugar. Asimismo, hay otros

argumentos de peso estratégico que hacen más favorable la desalinización respecto al

trasvase del Roine:

■ Modularidad en la implantación, que permite adaptarla a la evolución de las demandas.

■ Menores plazos de construcción, y menores incertidumbres, al depender únicamente de las decisiones que tome el Gobierno de la Generalitat. El trasvase del Roine, en cambio, requeriría de un acuerdo internacional, y difícilmente podría estar en servicio en menos de doce años.

■ Mayor seguridad en el suministro, al no depender de factores ajenos, como los que puedan derivar de la relación entre dos estados.


64

■ Mayor aceptación social, en especial por las tensiones que el trasvase del Roine pudiera generar en territorio francés.

ANEXO IV.2.4. Conclusiones del análisis coste-eficacia

Del análisis coste-eficacia realizado, se desprende que las medidas que corresponde

incluir en el Programa de medidas son:

■ Recuperación de pozos y acuíferos del conjunto de Catalunya (41 hm3/año).

■ Participación en la modernización de regadíos en el distrito de cuenca fluvial de Catalunya (16 hm3/año).

■ Reutilización (101 hm3/año).

■ Desalinización (190 hm3/año).

Estas medidas garantizan una disponibilidad de agua adecuada en el distrito de cuenca

fluvial de Catalunya mucho más allá del horizonte del programa (2015), hasta el año

2027, siempre de acuerdo con la serie climática histórica. En un horizonte tan lejano hay

que tener presente la posibilidad de una reducción de los recursos naturales por efecto

del cambio climático, reducción que podría comportar una disminución de la garantía

respecto a la situación aquí presentada. Estos aspectos, que actualmente ya son objeto

de análisis, se podrán confirmar en el Plan de gestión del año 2015, momento en que se

dispondrá de más información sobre los posibles efectos de este cambio climático. En

esta reevaluación se incluirán en la planificación, si procede, las medidas de

disponibilidad adicionales que puedan ser necesarias en el periodo 2015-2027.


1

APÉNDICE DEL ANEXO IV


2


3

APÉNDICE IV. RESULTADOS DETALLADOS DEL ANÁLISIS COSTE-EFICACIA

APÉNDICE IV.1. Resultados por cuencas

En las páginas siguientes se presentan, de acuerdo con los argumentos expuestos en el

apartado del anexo IV.1.5.2, los resultados obtenidos del análisis coste-eficacia aplicado

al DCFC analizados. Se presentan las tablas y las gráficas del grado de incumplimiento y

los costes de inversión y explotación para las diferentes estrategias y para las diferentes

cuencas.


4

Cuenca de la Muga

Tabla IV–1 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca de la

Muga. Fuente: elaboración propia.

Estrategia Parámetros Costes anuales

Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%) TOC (%) Inversión

(M€/año) Explotación

(M€/año) Coste total (M€/año)

Escenario mínimo (A)

-28,7 -0,334 -14,8 -0,312 1,37 0,846 2,21

Escenario 1 (B)

-3,47 82,2 -1,84 -0,0216 1,80 1,18 2,98

Escenario 2 (B’)

-10,4 80,1 -2,98 -0,0661 1,70 1,13 2,83

Escenario 3 (B’’)

-13,2 -0,626 -3,13 -1,32 1,17 0,445 1,61

Escenario máximo (C)

-2,01 85,8 -1,72 -0,0209 2,45 2,05 4,50

Escenario máximo con reutilización (D)

-2,42 -0,166 -0,172 86,8 2,45 2,05 4,50

Figura IV–1 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca de la

Muga. Fuente: elaboración propia.


5

Cuenca del Fluvià

Tabla IV–2 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Fluvià.

Fuente: elaboración propia.


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)


Explotación (M€/ año)

Coste total (M€/ año)


-23,6 83,6 74,9 87,1 0,302 0,160 0,462

Escenario 1 (B) -7,17 83,8 76,38 87,2 1,02 0,318 1,34

Escenario 2 (B’) -23,3 83,5 75,0 87,1 0,348 0,223 0,57

Escenario 3 (B’’) -25,1 83,5 -0,0312 85,8 0,0708 0,000 0,0708


-4,44 83,8 78,2 87,9 2,04 1,84 3,88


-4,44 83,8 78,2 87,9 2,04 1,84 3,88

Figura IV–2 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del

Fluvià. Fuente: elaboración propia.


6

Cuenca del Ter

Tabla IV–3 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Ter.



Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)


Explotación (M€/ año)

Coste total (M€/ año)

Escenario mínimo (A) -1,18 -0,0329 -1,14

-

0,000837 2,38 1,351 3,73

Escenario 1 (B) -0,129 80,9 -0,342 84,8 5,52 4,26 9,78

Escenario 2 (B’) -0,702 82,9 -0,933 84,7 3,73 3,48 7,20

Escenario 3 (B’’) -1,87 81,0 -1,05 -0,0546 2,17 1,32 3,49


-0,0877 85,5 -0,195 85,8 9,06 8,17 17,2


-0,0876 85,5 -0,194 85,9 9,06 8,17 17,2

Figura IV–3 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del Ter.



7

Cuenca del Daró

Tabla IV–4 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Daró.


Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)

Inversión (M€/año )

Explotación (M€/año )

Coste total

(M€/año )


-15,4 92,2 -1,09 -1,48 0,818 0,941 1,76

Escenario 1 (B) -0,564 94,7 -0,00412 -0,621 1,04 1,09 2,13

Escenario 2 (B’) -0,638 94,7 -2,87 -0,622 0,85 1,07 1,92

Escenario 3 (B’’) -185 92,0 -9,73 -27,5 0,121 0,0243 0,145


89,5 95,4 92,2 -0,0648 1,36 1,56 2,92


89,5 95,4 92,2 -0,0648 1,36 1,56 2,92


Daró. Fuente: elaboración propia.


8

Cuenca de la Tordera

Tabla IV–5 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca de la

Tordera. Fuente: elaboración propia.


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total (M€/año )


-3,46 94,3 -0,907 -1,93 1,33 1,51 2,84

Escenario 1 (B) -0,0196 95,7 -0,0696 -1,85 2,28 2,12 4,40

Escenario 2 (B’) -0,989 95,2 -0,0696 -1,86 1,64 1,94 3,58

Escenario 3 (B’’) -1,35 94,9 -0,0170 -2,31 1,23 1,37 2,60


92,3 96,2 95,8 -1,83 3,66 3,50 7,16


92,7 96,3 95,9 -1,82 3,66 3,50 7,16

Figura IV–5 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca de la

Tordera. Fuente: elaboración propia.


9

Cuenca del Besòs

Tabla IV–6 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Besòs.


Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total

(M€/año )


-25,6 -0,00885 -0,0904 -0,125 4,26 1,52 5,78

Escenario 1 (B) -2,90 -0,00886 -0,00638 -0,120 6,22 2,80 9,02

Escenario 2 (B’) -54,4 -0,00879 -2,08 -0,120 3,93 1,98 5,91

Escenario 3 (B’’) -56,2 -0,00903 -2,10 -0,144 3,68 1,57 5,25


-2,00 83,1 -0,00558 -0,119 8,14 5,12 13,3


-2,00 83,1 -0,00558 -0,119 8,14 5,12 13,3


Besòs. Fuente: elaboración propia.


10

Cuenca del Llobregat

Tabla IV–7 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del

Llobregat. Fuente: elaboración propia.

Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total

(M€/año )


-25,9 85,1 -1,74 -0,102 7,505 4,58 12,08

Escenario 1 (B) -3,35 87,0 -0,435 -0,00721 10,2 6,70 16,9

Escenario 2 (B’) -12,4 86,6 -1,00 -0,0247 9,02 6,41 15,4

Escenario 3 (B’’) -35,7 -0,156 -1,96 -2,45 6,64 3,05 9,68


-2,53 87,5 -0,634 -0,0435 14,6 11,8 26,4


-2,09 87,5 -0,310 -0,00730 14,6 11,8 26,4


Llobregat. Fuente: elaboración propia.


11

Cuenca del Foix

Tabla IV–8 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Foix.


Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total

(M€/año )


-17,6 -33,5 -0,119 -0,876 0,326 0,411 0,737

Escenario 1 (B) -13,1 -32,1 -0,119 83,6 0,447 0,496 0,943

Escenario 2 (B’) -17,5 -33,0 -0,119 -0,877 0,377 0,467 0,844

Escenario 3 (B’’)

-161 -44,9 -8,60 -51,5 0,00640 0,00330 0,00969


-0,918 73,8 92,5 83,4 1,02 0,923 1,94


-0,918 73,8 92,5 83,4 1,02 0,923 1,94


Foix. Fuente: elaboración propia.


12

Cuenca del Gaià

Tabla IV–9 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Gaià.


Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total

(M€/año )


-21,2 85,0 -20,2 -0,605 0,655 0,894 1,55

Escenario 1 (B) -8,31 90,8 -1,13 -0,519 0,838 1,001 1,84

Escenario 2 (B’) -9,22 91,6 -1,47 -0,523 0,755 0,968 1,72

Escenario 3 (B’’) -57,5 84,0 -21,0 -20,0 0,158 0,172 0,330


-4,29 92,0 -1,11 -0,522 1,10 1,36 2,46


-3,32 92,0 -1,11 -0,522 1,10 1,36 2,46


Gaià. Fuente: elaboración propia.


13

Cuenca del Francolí

Tabla IV–10 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del

Francolí. Fuente: elaboración propia.

Estrategia


Amonio (%)

Nitratos (%)

Fosfatos (%)

TOC (%)



Coste total

(M€/año )


-73,2 -0,729 -8,36 -2,60 1,65 2,370 4,02

Escenario 1 (B) -53,5 -0,672 -6,86 -2,25 2,07 2,754 4,82

Escenario 2 (B’) -66,1 -0,689 -7,84 -2,43 1,717 2,567 4,28

Escenario 3 (B’’) -71,6 -0,886 -10,6 -4,12 0,658 0,886 1,54


-50,2 -0,665 -6,53 -2,22 2,76 3,45 6,21


-50,0 -0,718 -6,51 -2,27 2,76 3,45 6,21


Francolí. Fuente: elaboración propia.


14

APÉNDICE IV.2. Catálogo de medidas para garantizar el abastecimiento de agua

Participación en la modernización de regadíos en el DCFC

Tabla IV–11 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.

Descripción general: Ahorro de agua conseguido mediante las modernizaciones de regadíos previstas en el Plan de regadíos de Catalunya 2008-2020 en el DCFC.

Caudal de diseño: 0,5 m3/s de reducción de consumos en los puntos de captación.

Aportación máxima anual: 16 hm3/año de reducción de consumos en los puntos de captación.

Garantía de disponibilidad: Buena

Calidad del agua:

Coste de inversión:

41 M€ El coste total de las modernizaciones es de 103 M€, de los que un 40% sería a cargo de los regantes según el DL 3/2003. Se plantea aquí la opción que una parte de esta cantidad (hasta 41 M€) fuera asumida también por la Administracióna cambio de librarse de estos recursos.

Años de amortización: 60 años

Gasto energético: No valorado, dado que la modernización se haría en cualquier caso de acuerdo con el Plan de regadíos.

Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen):

No se valora, por el mismo motivo que en el caso anterior.

Coste unitario total: 0,18 €/m3 para un funcionamiento del 80% 0,29 €/m3 para un funcionamiento del 50% 0,57 €/m3 para un funcionamiento del 25%

Plazo de ejecución: De acuerdo con el Plan de regadíos, las modernizaciones se desarrollarían hasta el año 2020.


15

Mapa IV–1 Esquema de localización de la participación en la modernización de regadíos. Fuente:


Recuperación de pozos y acuíferos en el conjunto de Catalunya


Descripción general y observaciones:

Se trata, en gran parte, de actuaciones avanzadas durante la sequía 2007-2008 (más de un centenar de proyectos). En el futuro se consideran prácticamente agotadas las posibilidades de recuperación de acuíferos, de manera que las mejoras futuras pasarán por actuaciones de recarga artificial, contabilizadas como reutilizaciones.

Caudal de diseño: El conjunto de actuaciones suma hasta unos 3,0 m3/s.

Aportación máxima anual: Hasta 43 hm3/año, en conjunto.

Garantía de disponibilidad: Alta, gracias a la regularidad frente a las sequías.

Calidad del agua: Buena (una vez realizados los tratamientos en los casos en que sean necesarios).


16

Coste de inversión: 75 M€, en conjunto

Años de amortización: 30 años (considerando que la media entre la obra civil y los equipos, algunos de ellos altamente tecnificados y que difícilmente llegan a los 20 años).

Gasto energético: 0,80 kWh/m3, de media, aunque es muy variable en función del tipo de tratamiento que se precise.

Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen, si es necesario):

0,09 €/m3 de parte fija 0,09 €/m3 de parte variable

Coste unitario total: 0,49 €/m3 para un funcionamiento del 80% 0,67 €/m3 para un funcionamiento del 50% 1,17 €/m3 para un funcionamiento del 25%

Plazo de ejecución: La mayor parte de las inversiones (89%) están ya ejecutadas.

Otras consideraciones: Proximidad a las demandas y a los abastecimientos locales.

Mapa IV–2 Esquema de localización de la recuperación de pozos y acuíferos en Catalunya. Fuente:



17

Reutilizaciones (consideradas en el PRAC)


Descripción general:

Infraestructuras de reutilización, incluidas en el Programa de reutilización de agua en Catalunya como actuaciones de interés general. Consisten en tratamientos de regeneración y conducciones de transporte (en general, en un radio de menos de 20 km de las depuradoras). Se destinan principalmente a sustituir recursos utilizados por usuarios agrícolas o industriales, y a recargar acuíferos.

Caudal de diseño: 7,6 m3/s (incluida la aportación en el río Llobregat de 2 m3/s).

Aportación máxima anual:

101 hm3/año como ganancia de recurso. Una vez ejecutadas todas las actuaciones previstas se producirán en Catalunya 204 hm3/año de agua regenerada, lo cual representa un incremento de 153 hm3/año respecto a la situación actual (2008). De estos, 101 hm3/año se consideran ganancia de recurso, mientras que los restantes 52 hm3/año corresponden a mejoras del aprovechamiento en caudales que ya se reutilizan actualmente de manera indirecta aguas abajo del vertido a un río.

Garantía de disponibilidad:

Buena (los caudales estarán disponibles con la misma garantía que los caudales suministrados a las redes urbanas).

Calidad del agua: Adecuada a cada uso. En muchos casos supone una mejora respecto al agua que se sustituye.

Coste de inversión: 368 M€, en conjunto

Años de amortización: 40 años (de media entre la obra civil y los equipos).

Gasto energético: 0,40 kWh/m3 (de media, de las diferentes actuaciones).


0,03 €/m3 de parte fija 0,12 €/m3 de parte variable

Coste unitario total 0,54 €/m3 para un funcionamiento del 80% 0,73 €/m3 para un funcionamiento del 50% 1,23 €/m3 para un funcionamiento del 25%

Plazo de ejecución:

La mayor parte hasta el 2015, de acuerdo con la programación del PRAC. Algunas actuaciones, que en el PRAC se consideran como “candidatas”, se podrían aplazar al siguiente horizonte de planificación (2021) si no se concretasen antes los acuerdos de sustitución previstos.

Características técnicas:

El número de instalaciones de regeneración en Catalunya se incrementará hasta un total de 124.


18

Mapa IV–3 Esquema de localización de las reutilizaciones. Fuente: elaboración propia.

Desalinización


Descripción general: Construcción de 3 centros de desalinización: Tordera (I y II), Llobregat y Foix. La posibilidad de desarrollo por fases permite estudiar diferentes escenarios de producción.

Caudal de diseño: 6 m3/s, pero se han estudiado también dos escenarios inferiores (3 m3/s y 4 m3/s).


19

Aportación máxima anual:

Un incremento de 190 hm3/año, que añadido a los 10 hm3/año ya en servicio enTordera, configura un total de 200 hm3/año. Se distribuyen entre Tordera (80 hm3/año), Llobregat (60 hm3/año) y Foix (60 hm3/año). En los dos escenarios inferiores se llega a un total de 100 hm3/año (20+60+20, respectivamente) o de 130 hm3/año (50+60+20, respectivamente).

Garantía de disponibilidad: Completa

Calidad del agua: Buena

Coste de inversión: 779 M€, en conjunto, incluidas las conducciones de conexión a las redes en alta. Los dos escenarios inferiores quedarían en 543 M€ y 647 M€.

Años de amortización: 30 años (una media de 20 años para los equipos y 40 años para la obra civil).

Gasto energético:

3,4 kWh/m3, para la desalinización (incluidos 3,0 kWh/m3 en la ósmosis y 0,40 kWh/m3 en captación y pretratamiento). Si se incluyen también los consumos asociados al transporte hasta los puntos de conexión a la red en alta, el total es de 4,30 kWh/m3.


0,14 €/m3 de parte fija. 0,28 €/m3 de parte variable (incluidos los bombeos de transporte del agua desalinizada).

Coste total (incluye amortización técnica):

Para el caso de un incremento de 190 hm3/año: 0,99 €/m3 para un funcionamiento al 80% 1,29 €/m3, para un funcionamiento al 50% 2,10 €/m3, para un funcionamiento al 25%

Plazo de ejecución: 4-5 años.

Otras consideraciones:Posibilidad de desarrollo por fases. Flexibilidad en el punto de conexión para la distribución. Seguridad en la implantación (sin dependencias externas).


20

Mapa IV–4 Esquema de localización de la desalinización. Fuente: elaboración propia.

Trasvase del Roine


Descripción general: Captación de agua del río Roine en el Canal de BRL, en Montpellier, y transporte hasta la ETAP de Cardedeu, que se ampliaría.

Caudal de diseño: 6 m3/s

Aportación máxima anual: 190 hm3/año

Garantía de disponibilidad: Completa desde un punto de vista técnico.

Calidad del agua: Buena

Coste de inversión: 1.950 M€ (incluida una ampliación de la ETAP de Cardedeu).


21


Gasto energético: 1,4 kWh/m3


0,06 €/m3 de parte fija. 0,10 €/m3 de parte variable. Incluye 0,03 €/m3 de coste marginal de potabilización en la ETAP de Cardedeu. 0,12 €/m3 de coste de compra, incluyendo la utilización del canal de BRL e impuestos. Se considera repartido entre fijo y variable, a partes iguales.

Coste total (incluyendo amortización técnica):

1,00 €/m3 para un funcionamiento del 80% 1,45 €/m3 para un funcionamiento del 50% 2,65 €/m3 para un funcionamiento del 25%

Plazo de ejecución: Probablemente de 12 a 15 años, si bien la obra en si podría hacerse en unos siete años.

Otros: El 65% de las inversiones y el 90% de los costes de explotación estarían en Francia. Complejidad e incertidumbres administrativas.


315 km de conducción total, construidos en una cañería enterrada en el tramo francés, y en un túnel en la parte catalana. Las cañerías adoptadas en el lado francés son de 2200 mm de diámetro. En Catalunya, la parte en túnel se tendría que hacer, en todo caso, con un diámetro de 3500 (diámetro mínimo para la tuneladora). Para este caudal, solución de 6 m3/s, podría ser más económica la solución íntegramente en cañería (con un ahorro de unos 174 M€), pero en el tramo catalán la coincidencia con el trazado del AVE y la autopista pone en duda su viabilidad.


22

Mapa IV–5 Esquema de localización del trasvase del Roine. Fuente: elaboración propia.

Reutilización Besòs-Ter


Descripción general:

Consistiría en un aprovechamiento completo de los caudales depurados en la EDAR de Sant Adrià del Besòs. Se regeneraría la totalidad del caudal, y se obtendría un caudal 3 m3/s de agua osmotizada. En situaciones de sequía, este caudal se conduciría hasta el embalse de Sau, lo que contribuiría a incrementar las reservas.

Caudal de diseño: 3 m3/s

Aportación máxima anual: 95 hm3/año

Garantía de disponibilidad: Buena

Calidad del agua: Buena (agua osmotizada).


23

Coste de inversión: 660 M€, descompuestos en: 348 M€ de conducciones y obras especiales 312 M€ del tratamiento


Gasto energético: 3,80 kWh/m3, incluyendo el tratamiento (1,30 kWh/m3) y la impulsión del agua regenerada hasta Sau (2,50 kWh/m3).


0,10 €/m3 de parte fija. 0,44 €/m3 de parte variable.

Coste total (incluyendo amortización técnica):

1,39 €/m3 para un funcionamiento del 80% 1,76 €/m3 para un funcionamiento del 50% 2,75 €/m3 para un funcionamiento del 25%

Plazo de ejecución: 5 años

Otras consideraciones:

Coste de explotación alto. Evidentes dificultades de aceptación social y territorial. Se podrían plantear dudas sanitarias, aunque la osmotización de todo el caudal debería ser una garantía.


Se plantea un tratamiento de regeneración con reducción de nutrientes y ósmosisinversa. Dado las limitaciones de espacio en el entorno de la depuradora, se tendría que ubicar lejos, a unos 7 km de distancia. El rechazo del tratamiento se retornaría a la EDAR. El agua regenerada se conduciría hasta el embalse de SAU, en el río Ter, siguiendo los cursos de los ríos Besòs, Congost y Gurri, con una conducción que, en la mayor parte del trazado, tendría un diámetro de 1700 mm. El último tramo(indicado con línea discontinua en la figura) se podría eliminar si el agua se dejara bajar por el río Gurri, pero la calidad podría empeorar. El bombeo tendría que superar la divisoria de la cuenca, situada en una cota de600 metros sobre el nivel del mar, pero una parte de la altura de impulsión se podría recuperar turbinando a la llegada (120 m).


24

Mapa IV–6 Esquema de localización de la reutilización Besòs-Ter. Fuente: elaboración propia.

programa de medidas del plan de gestión del distrito de...

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