El agua y la ciudad: historia y desafíos hacia el futuro

Transcripción

1 Pontificia Universidad Católica de Chile Escuela de Ingeniería Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental El agua y la ciudad: historia y desafíos hacia el futuro Seminario Ciudades en crisis: Cambios urgentes y visiones de futuro Jorge Gironás y Josefina Herrera

2 Fuente: tapintoquality.com

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4 5TO PARADIGMA: SUSTENTABILIDAD Necesidades que motivaron un cambio: Agua disponible Infraestructura ciudades (Sist. obsoletos) Integridad ecológica de recursos de agua y cauces Población urbana Emisión gases invernaderos Eventos meteorológicos extremos Tecnología Recursos obtenidos de ALL y AR

5 5TO PARADIGMA: SUSTENTABILIDAD Trinidad de factores e impactos que determinan la sustentabilidad SOCIEDAD Población, estilo de vida, cultura, organización social III IV V I Sustentabilidad Permite entender la evolución de los paradigmas Actores importantes: sociedad civil gobierno movimientos sociales sector privado Integrated resources management (IRM) Agua, energía y transporte MEDIO AMBIENTE Atmósfera, suelo, hidrósfera, biota Recursos naturales Impactos ECONOMÍA Casas, industrias, transporte, servicios Adaptado de Novotny et al. (2010)

6 FLUJOS DE AGUA HACIA, EN Y DESDE LA CIUDAD Paterson et al. (2015)

7 5TO PARADIGMA SOBRE LA GESTIÓN DE AGUA IWRM TBL-LCA Integrated Water Resources Management Desarrollo y gestión coordinada del agua, suelo y recursos relacionados Búsqueda de la maximización del bienestar social y económico Sin compromiso de la sustentabilidad de ecosistemas Postula interdependencia de los recursos de agua Triple Bottom Line Life Cycle Assessment Incluye la dimensión social y económica en sustentabilidad Incorpora costo social y ambiental en costos totales de producción Considera beneficios sociales de preservar y mejorar el ecosistema y de proveer comodidades estéticas y recreacionales Las eco-ciudades consideran las siguientes aristas de la problemática: Precipitación y posibles inundaciones Escasez de agua Contaminación

8 Prácticas del sistema de gestión de agua urbana sustentable Considerar el agua como un recurso, no un residuo ni una amenaza Integrar conservación de agua, manejo de AALL, y disposición de AR en un sistema único gestionado según el balance hídrico de la cuenca Descentralizar esta gestión para minimizar el transporte por largas distancias Diseñar para reducir riesgos de catástrofes por eventos extremos Incorporar infraestructura verde que reduzcan uso de agua y escorrentía (LID, BMP, SDUS) Implementar drenaje de AALL superficial y diseño de paisajes con fines ecológicos e hidrológicos Preservar corredores verdes y azules para replicar estructuras naturales más allá de procesos Implementar infraestructura integrada e innovadora para recuperar y reutilizar efluentes tratados y AALL Incorporar tecnología para recuperar energía térmica y agua de refrigeración Recuperar energía utilizada en aguas usadas o residuales Incorporar energía renovable en sistema agua-energía: net zero GHG footprint Adaptada de Wingspread Workshop y su respectiva literatura (Novotny et al., 2010)

9 EJEMPLO: REUSO Y RECUPERACIÓN Efluentes de agua tratada son un recurso no un desperdicio wastewater used water Principales usos Riego - Inodoros - Lavado calles Recarga cauces y acuíferos - Enfriamiento The Solaire (NY) 2002 En base a guía de residencias ambientales Edificio de 293 departamentos ( ft) Certificación LEED Gold Incorpora Planta tratamiento A. grises y negras Inodoros y artefactos de bajo consumo Paneles fotovoltaicos Sist. de calefacción y ventilación eficientes Ventanas, paredes e iluminación eficientes Fuente: Epstein (2008)

10 EJEMPLO: REUSO Y RECUPERACIÓN Cubierta vegetal Almacena agua para riego Tratamiento aguas residuales Utiliza agua para inodoro y enfriamiento Resultados Recicla 95 m 3 /día Almacena hasta 45 m 3 escorrentía 55% menos en consumo AP 56% menos descarga AR Fuente: Epstein (2008)

11 EJEMPLO: RESTAURACIÓN DE CAUCES Medidas: Remoción concreto Control CSOs mediante BMP Incorporación de almacenamiento Creación humedales Remoción secciones limitantes Lincoln Creek Milwaukee Cauce urbano afectado por inundaciones y dañado por las descargas del sistema combinado Fuente: Novotny (2003)

12 EJEMPLO: RESTAURACIÓN DE CAUCES Beneficios Aumentó capacidad de flujo y almacenamiento 1600 hogares fuera de las zona inundable Mejor calidad agua estabilizó la erosión de bancos Restablecimiento del hábitat y retornaron los peces Mayores actividades de recreación Fuente: Novotny (2003)

13 EJEMPLO: RESTAURACIÓN DE CAUCES Cauce Las Uvas, California (Kondolf, 2006)

14 EJEMPLO: CONTROL DE ESCORRENTÍA Y CONTAMINANTES Street Edge Alternative (SEA) Seattle El diseño único de SEA Street gestiona naturalmente las aguas lluvias mientras reduce velocidades de tráfico y proporciona un sentido al lugar Wong y Stewart (2008), Seattle Fuente: Wong and Stewart (2008)

15 CONTROL DE ESCORRENTÍA Y CONTAMINANTES

16 CONTROL DE ESCORRENTÍA Y CONTAMINANTES 2001: Motivado por la pérdida de árboles y el aumento de escorrentía Proyecto piloto: Departamento de Servicios Públicos de Seattle + University of Washington + comunidad local Sistema de drenaje natural (NDS) Calle tiene un 11% menos de impermeabilidad Zanjas y depresiones con vegetación (right plant, right place) Resultados (3 años) Reducción de escorrentía > 98% Imágenes de Seattle P-I Fuente: Wong and Stewart (2008) Otros beneficios Menor tráfico vehicular y aumentó número de peatones Mayor participación y cuidado de la ciudadanía (s. de pertenencia) Ejemplo para otros sectores de la ciudad

17 CONTROL DE ESCORRENTÍA Y CONTAMINANTES

18 LA CIUDAD DEL FUTURO? Sistema de abastecimiento a la ciudad con agua natural Tratamiento de agua potable comunal o local P G T B Agua natural al sistema contra incendios P G T B Agua Gris Tratamiento Almacenamiento Beneficios Ahorro de agua Reducción de aguas servidas Integridad de cauces Eficiencia energética Mejor agua potable Mejor disposición de aguas lluvias Infrestructura más económica Sistema de Aguas lluvias Tratamiento P G T B Riego Tratamiento de agua servida comunal o local anaeróbico Energía para consumo local Cuerpos receptores

19 Pontificia Universidad Católica de Chile Escuela de Ingeniería Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental El agua y la ciudad: historia y desafíos hacia el futuro Seminario Ciudades en crisis: Cambios urgentes y visiones de futuro Jorge Gironás y Josefina Herrera

20 I Paradigmas en Gestión de las Aguas Urbanas Periodo Características Calidad de agua AC hasta edad media - Pozos y agua superficial para abastecer agua y lavar Calles drenan AALL y AR Disposición fecales de animales y personas en las calles Letrinas para aguas negras Mayoría de calles (semi)permeables, techos cubiertos Río grandes y medios: excelente Pobre durante lluvias Contaminantes: patógenos por las fecas de animales II Antigua Creta hasta la Revolución industrial Pozos y acueductos para fuentes públicas Algunos baños en castillos y villas (Roma) Cierto grado de tratamiento de AP Alcantarillas y drenaje superficial para ALL Algunos inodoros con descarga a la alcantarilla No hay tratamiento de AR Excelente en ríos grandes Pobre en cauces urbanos que reciben escorrentía Comienzan epidemias Cont: patógenos, BOD por escorrentía III Mitad S. XIX hasta mitad S. XX (aún persiste) Pozos y acueductos para abastecimiento de agua Tratamiento de AP por sedimentación e infiltración Comienza implementación de sistema combinado Conversión de caudales urbanos a conductos subterráneos Tratamiento primario de AR y comienza tratamiento secundario Pavimentación de superficies urbanas Pobre en todos los ríos que reciben AR no tratadas, escorrentía. Ríos déficit oxígeno Disminuyen epidemias por tratamiento AP Cont: BOD, DO, lodo, pat IV Mitad S. XX hasta ahora Restricciones ambientales da paso a tratamiento secundario Reconocimiento del gran problema de contaminación difusa Conciencia de contaminación por escorrentía urbana Aumenta implementación de BMP Énfasis en remoción de nutrientes fuentes puntuales y difusas Comienzo de restauración de cauces Mejora calidad por control de fuentes puntuales Disminuyen sedimentos, nutrientes, patógenos Aumenta eutroficación y cyanobacteria

21 Notas: