La ETAP de Sant Joan Despí
El abastecimiento de agua abundante y de calidad a la ciudad de Barcelona es un reto permanente. Una de las piezas clave de ese sistema de abastecimiento lo constituye la ETAP de Sant Joan Despí en la que se combinan tratamientos tradicionales y las más modernas tecnologías de membranas.
[Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA). Universidad Rey Juan Carlos]
La rivalidad urbana entre Madrid y Barcelona es mucho menos antigua de lo que podría pensarse dado que la Villa de Madrid, pese a su condición de asentamiento permanente de la corte de los reyes de España por deseo de Felipe II, fue siempre muy inferior a la ciudad condal en cuanto a historia, población o pujanza económica. No fue hasta bien entrado el siglo XX cuando el colosal crecimiento de Madrid amenazó la supremacía nacional de Barcelona hasta llegar a la situación actual en la que las tornas se han invertido y Madrid es, para bien o para mal, una potencia urbana muy superior a Barcelona.
Sin embargo, incluso en los tiempos en los que Madrid era despectivamente tildado de “poblachón manchego”, siempre destacó por dos grandes cualidades: la pureza de su aire fresco y limpio procedente del Guadarrama y la calidad de sus aguas. Todavía hoy, y confiemos en que por mucho tiempo, la calidad del agua de Madrid es excelente. Sin embargo, su rival del nordeste no podía presumir de buenas aguas. La razón viene dada por la situación geográfica de la capital catalana, constreñida entre la sierra de Collserola, muy pobre en recursos hídricos, y el mar. Al norte y sur, dos ríos de marcadísima estacionalidad, el Besós y el Llobregat, constituyen la principal fuente de agua de la ciudad, no tanto por su caudal como por los acuíferos que alimentan.
De hecho, a mediados del siglo XX, Barcelona y sus alrededores se abastecían casi exclusivamente con aguas subterráneas procedentes de pozos situados junto a los ríos antes citados. También había antiguas captaciones en Dosrius y el Vallés que aportaban un exiguo caudal mediante pequeños acueductos. Como resultado del crecimiento de la demanda que tuvo lugar desde los años cuarenta, en 1954 se llegaron a distribuir 275 000 m3 diarios lo que alertó sobre la sobrexplotación de los acuíferos. Es esta una cuestión de gravísimas consecuencias en Barcelona, dado que el descenso del nivel freático provoca la intrusión de aguas saladas procedentes del vecino mar Mediterráneo y la consiguiente degradación de la calidad del agua, ya de suyo no especialmente apetecible.
Plano de la ciudad de Barcelona y localidades colindantes. A la izquierda, en el centro, se encuentra Sant Joan Despí, junto al río Llobregat (imagen procedente de Netmaps).
En consecuencia, se plantearon diversas alternativas para aumentar la producción de agua potable sin recurrir a la sobrexplotación de los acuíferos de los ríos Llobregat y Besós. Las soluciones fueron, por este orden histórico:
– Aprovechar las aguas superficiales del río Llobregat (desde 1954).
– Traer aguas superficiales procedentes de otras cuencas, especialmente del Ter (1968).
– Instalar una planta desalinizadora (julio de 2009).
A la izquierda, la planta de Sant Joan Despí en plena construcción (1954). A la derecha, fuentes de abastecimiento de Barcelona su entorno (imágenes procedentes de Aigües de Barcelona).
Desde su inauguración en 1955, la ETAP de Sant Joan Despí constituye una pieza clave en el abastecimiento de agua a la ciudad de Barcelona y su entorno. Aunque ha sufrido múltiples obras de mejora y ampliación, podemos decir que la ETAP funciona sobre la base de dos líneas de tratamiento independientes que producen aguas de diferentes calidades. Estas aguas, junto con las procedentes de las captaciones subterráneas, se pueden combinan posteriormente en las proporciones necesarias.
Captación del río Llobregat y pretratamiento.
El primer paso en el funcionamiento y la razón de ser original de la ETAP es la captación de las aguas superficiales del río Llobregat, que discurre junto a la estación, por medio de un minúsculo azud y un sistema de rejas en el lecho del río. Bajo las rejas, unas galerías excavadas conducen el agua captada al interior de la ETAP. Es importante dejar claro desde el principio que las aguas superficiales del río son de peor calidad que las procedentes de su acuífero subterráneo. Dentro de la ETAP, las aguas captadas al río siguen los siguientes tratamientos:
– Desarenado (eliminación de gravas y arenas gruesas).
– Primer bombeo para conseguir la circulación por gravedad en el pretratamiento.
– Dosificación de reactivos (coagulantes basados en sales de aluminio).
– Adición de ClO2 (desinfección, oxidación de materia orgánica y metales).
– Sedimentación y decantación.
– Filtración en lechos de arena abiertos.
A la izquierda, captación de aguas en el río Llobregat; en el centro, detalle de las rejas. A la derecha, canales de
dosificación (imágenes procedentes de Aigües de Barcelona).
Captación de agua subterránea, mezcla y afinado
A la salida de los filtros de arena, el agua superficial ya pretratada se mezcla o puede mezclarse con el agua procedente del acuífero captada por medio de 25 pozos. En función de la demanda y de la producción de cada recurso hídrico, la proporción de la mezcla varía considerablemente. Incluso, en momentos de excedente de agua potable de origen superficial, se procede a la recarga artificial del acuífero, especialmente para combatir intrusión salina. Para ello se dispone de 12 pozos de recarga. La mezcla de las dos aguas sufre un segundo bombeo o bombeo intermedio por medio de tornillos de Arquímedes que proporcionan la energía suficiente para garantizar la circulación por gravedad del agua hacia los siguientes tratamientos. En este punto, desde el año 2009, el agua se reparte en dos líneas independientes. La tradicional conduce a las secciones de la ETAP en donde tiene lugar la mejora o afinado del agua antes de llevarla a la etapa final. La novedosa consiste en tratar una parte del caudal mediante un sistema en línea de membranas, primero ultrafiltración y luego ósmosis inversa.
Estación de bombeo intermedio; se aprecian los cuatro tornillos e Arquímedes (imagen procedente de Aigües de Barcelona).
En la línea de tratamiento tradicional, que está permanente en funcionamiento, la mejora de las condiciones organolépticas del
agua (color, sabor, olor) se realiza en dos pasos:
– Ozonización (6 m3/s de caudal máximo a tratar).
– Filtración por carbón activo granular (20 filtros dobles de 1,5 m de espesor).
Línea de tratamiento de membrana.
Para mejorar la calidad del agua producida en la ETAP, tanto por sus condiciones organolépticas como por los requerimientos legales (presentes y futuros) de presencia de microcontaminantes, una fracción del agua procedente del bombeo intermedio es llevada a la línea de membranas. Antes de llegar a las mismas, se acidifica previamente el agua con ácido sulfúrico para conseguir el pH que hace máxima la eficacia de las membranas de ultrafiltración (UF) para retener las especies alumínicas. Las membranas UF trabajan permanentemente sumergidas y funcionan por aspiración del agua hacia su interior. Suponen una barrera total contra las bacterias, aunque no son eficaces contra los virus. Además eliminan la materia en suspensión que impediría el correcto funcionamiento de la etapa de ósmosis inversa (OI).
– Irradiación con luz ultravioleta con efectos biocidas.
– Adición de reactivos para evitar precipitaciones (ajuste del pH, eliminación de oxidantes, dispersantes que dificultan la cristalización, etc.).
– Filtración de seguridad con cartuchos de 5 mm de corte.
– Nueva irradiación con luz ultravioleta para eliminar los agentes biológicos que se desarrollan en los filtros de seguridad.
Finalmente, el agua pretratada alcanza la línea de ósmosis inversa que elimina totalmente bacterias y virus, así como la práctica
totalidad de compuestos orgánicos e inorgánicos. La ósmosis inversa se realiza en tres etapas. Las dos primeras, consecutivas, requieren un enérgico bombeo (8-16 bar) y producen un rechazo concentrado de sales que tras un nuevo bombeo va a la tercera etapa OI. De esta forma, el índice recuperación del agua con las tres etapas OI es del 90%. El 10% restante es una salmuera que se hace llegar al colector de salmueras del río Llobregat desde donde se vierte al mar.
Sala de bombas para alimentar la etapa de ósmosis inversa (imagen procedente de Aigües de Barcelona).
Tratamientos finales
El agua que resulta de la ósmosis inversa o “agua osmotizada” requiere una mineralización posterior para asegurar que no sea
agresiva ni incrustante. La remineralización suele llevarse a cabo en lechos de calcita (carbonato cálcico). Esta agua, osmotizada y remineralizada, se lleva a las cámaras de mezcla donde se agrega en la proporción adecuada al agua procedente del tratamiento convencional. De allí se traslada al depósito de cloración que garantiza la desinfección total del agua y la liminación del amonio residual tras la ozonización-filtración del agua tratada convencionalmente. Finalmente, el agua se conduce al depósito de estabilización y poscloración y ya está lista para ser bombeada a la red de distribución.
Es destacable que la ETAP de Sant Joan Despí trata todos los lodos generados en los diferentes procesos que hemos mencionado (decantadores, filtros, lechos, etc.). Los diferentes fangos se acumulan en un depósito de homogeneización y siguen un tratamiento en seis etapas: bombeo primario, desbaste, espesamiento, deshidratación, fluidización y atomización. El sobrenadante saliente se recicla e incorpora al tratamiento del agua superficial, mientras que el fango atomizado se gestiona conforme a normativa y se valoriza como materia prima de uso en cementeras.
Línea de tratamiento de lodos y fangos (imagen procedente de Aigües de Barcelona).