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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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:
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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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
EST. CONTROL MU025J052
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
21
ESQUEMA TRAMOS
CUENCA PILOTO DE LA MUGA
Aportaciones de la Muga yArnera menos captaciones
CAPTACIÓN ETAP FIGUERES
EST. CONTROL MU005J012
CAPTACIÓN CONSORCI COSTA BRAVA
DERIVACIÓN CANAL DE LA DRETA
DERIVACIÓN CANAL DE L’ESQUERRA
EST. CONTROL MU025J052
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:
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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%.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año)
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
62
Tabla IV–22 Coste unitario medio de las medidas con volumen máximo aportado por cada una. Fuente:
elaboración propia.
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
1
APÉNDICE DEL ANEXO IV
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
5
Cuenca del Fluvià
Tabla IV–2 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Fluvià.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año)
Explotación (M€/ año)
Coste total (M€/ año)
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-4,44 83,8 78,2 87,9 2,04 1,84 3,88
Escenario máximo con reutilización (D)
-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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
6
Cuenca del Ter
Tabla IV–3 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Ter.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año)
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
Escenario máximo (C)
-0,0877 85,5 -0,195 85,8 9,06 8,17 17,2
Escenario máximo con reutilización (D)
-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.
Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
7
Cuenca del Daró
Tabla IV–4 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Daró.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
89,5 95,4 92,2 -0,0648 1,36 1,56 2,92
Escenario máximo con reutilización (D)
89,5 95,4 92,2 -0,0648 1,36 1,56 2,92
Figura IV–4 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Daró. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Estrategia Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total (M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
92,3 96,2 95,8 -1,83 3,66 3,50 7,16
Escenario máximo con reutilización (D)
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
9
Cuenca del Besòs
Tabla IV–6 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Besòs.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-2,00 83,1 -0,00558 -0,119 8,14 5,12 13,3
Escenario máximo con reutilización (D)
-2,00 83,1 -0,00558 -0,119 8,14 5,12 13,3
Figura IV–6 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Besòs. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-2,53 87,5 -0,634 -0,0435 14,6 11,8 26,4
Escenario máximo con reutilización (D)
-2,09 87,5 -0,310 -0,00730 14,6 11,8 26,4
Figura IV–7 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Llobregat. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
11
Cuenca del Foix
Tabla IV–8 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Foix.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-0,918 73,8 92,5 83,4 1,02 0,923 1,94
Escenario máximo con reutilización (D)
-0,918 73,8 92,5 83,4 1,02 0,923 1,94
Figura IV–8 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Foix. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
12
Cuenca del Gaià
Tabla IV–9 Grado de incumplimiento y costes según estrategia y parámetros para la cuenca del Gaià.
Fuente: elaboración propia.
Estrategia
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-4,29 92,0 -1,11 -0,522 1,10 1,36 2,46
Escenario máximo con reutilización (D)
-3,32 92,0 -1,11 -0,522 1,10 1,36 2,46
Figura IV–9 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Gaià. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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
Parámetros Costes anuales
Amonio (%)
Nitratos (%)
Fosfatos (%)
TOC (%)
Inversión (M€/año )
Explotación (M€/año )
Coste total
(M€/año )
Escenario mínimo (A)
-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
Escenario máximo (C)
-50,2 -0,665 -6,53 -2,22 2,76 3,45 6,21
Escenario máximo con reutilización (D)
-50,0 -0,718 -6,51 -2,27 2,76 3,45 6,21
Figura IV–10 Curvas de coste y de cumplimiento-incumplimiento según estrategia para la cuenca del
Francolí. Fuente: elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
15
Mapa IV–1 Esquema de localización de la participación en la modernización de regadíos. Fuente:
elaboración propia.
Recuperación de pozos y acuíferos en el conjunto de Catalunya
Tabla IV–12 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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:
elaboración propia.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
17
Reutilizaciones (consideradas en el PRAC)
Tabla IV–13 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.
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).
Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen):
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.
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
18
Mapa IV–3 Esquema de localización de las reutilizaciones. Fuente: elaboración propia.
Desalinización
Tabla IV–14 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.
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).
Programa de medidas del Plan de gestión del distrito de cuenca fluvial de Catalunya
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.
Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen):
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).
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Mapa IV–4 Esquema de localización de la desalinización. Fuente: elaboración propia.
Trasvase del Roine
Tabla IV–15 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.
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).
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Años de amortización: 60 años
Gasto energético: 1,4 kWh/m3
Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen):
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.
Características técnicas:
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.
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Mapa IV–5 Esquema de localización del trasvase del Roine. Fuente: elaboración propia.
Reutilización Besòs-Ter
Tabla IV–16 Descripción general de la medida. Fuente: elaboración propia.
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).
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Coste de inversión: 660 M€, descompuestos en: 348 M€ de conducciones y obras especiales 312 M€ del tratamiento
Años de amortización: 60 años
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).
Coste de explotación (energía, mantenimiento, tratamiento y coste en origen):
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.
Características técnicas:
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).
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