e-book segundo año apostando por la ingeniería del agua

2015
Raúl Herrero
www.eselagua.com
Segundo año apostando
por la ingeniería del agua

Segundo año apostando por la ingeniería del agua
w w w . e s e l a g u a . c o m Página 1
Segundo año apostando por
la ingeniería del agua
Por Raúl Herrero
www.eselagua.com
1ª Edición, noviembre de 2015 – Revisión 1

Tras el lanzamiento y la buena acogida del primer e-book “Un año con la ingeniería del
agua” algunas personas se han interesado y me han preguntado por la continuidad en la
publicación anual de los post del blog www.eselagua.com a modo de compendio.
Así que he decidido proceder a la difusión de un segundo documento electrónico que
recoge los artículos que se han publicado en el citado blog.
Durante un evento que tuvo lugar este año un funcionario del Estado me preguntó
“Raúl, en los tiempos que corren, ¿cómo sobrevives como autónomo en España?” Y yo
le respondí que con dificultad, pero que es posible, que no hay que rendirse, sino que se
ha de perseverar y confiar que en este país la ingeniería del agua tiene muchas cosas
por hacer.
Al tratarse de un camino largo, a modo de carrera de fondo, un buen acompañante está
siendo el blog, una referencia, una herramienta, llámese de marketing si se quiere, a
través de la cual se llega a personas que pueden estar lejos, pero con las que se puede
llegar a establecer alguna colaboración en el futuro.
Escribir un post es como lanzar una botella en el mar de internet donde nunca sabes a
quien puede llegar, a quien puede interesar el contenido,… pero ese mensaje que es
importante para ti, también puede ser de interés para otra persona, y de ahí puede
surgir una idea, un contacto, un proyecto, un trabajo, una colaboración,…
Me gustaría dedicar esta publicación a mi familia, por su apoyo incondicional, en
especial a mi mujer y a mi hijo.
También me gustaría agradecer a las empresas y organismos que me han dado trabajo
durante este año.
Y por último agradecer a los colaboradores, a los subscriptores y a los lectores del blog
www.eselagua.com por su interés, por sus aportaciones, sugerencias y comentarios. Su
participación es fundamental para el enriquecimiento y la mejora del recurso.
Mi firme intención es continuar aprendiendo y compartiendo conocimiento en los
próximos años, sobre el apasionante mundo de la ingeniería del agua.
Un abrazo
Raúl.

ÍNDICE DE CONTENIDOS
La revisión del PATRICOVA. Peligrosidad, vulnerabilidad y riesgo de
inundación………………………………………………………………………………………………4
El Nuevo Ciclo de Planificación Hidrológica 2015-2021 en la Cuenca del
Segura……………………………………………………………………………………………………13
La cuenca del Segura: fuente de agua y sedimentos……………………………………..22
El precio del agua superficial para riego y su impacto en el consumo……………29
Planning and management of droughts in the Segura river basin…………………39
Transitorios hidráulicos en tuberías…………………………………………………………..50
Hacer un uso sostenible del agua ¿utopía o realidad?.........................................61
¿Esta presa es segura? Valores umbrales de las deformaciones y
filtraciones………………………………………………………………………………………………68
La eliminación de obstáculos en los ríos, ¿un tema de futuro?...........................79
Impulsiones. Diámetro económico. Punto de funcionamiento. Golpe de ariete.
Protecciones…………………………………………………………………………………………….89
La Jornada sobre las inundaciones en España y los interrogantes que se
derivan…………………………………………………………………………………………………105
Sequías, Directiva, Planificación y Gestión…………………………………………………116
¿Es necesario proteger este encauzamiento?.....................................................125

LA REVISIÓN DEL PATRICOVA. PELIGROSIDAD,
VULNERABILIDAD Y RIESGO DE INUNDACIÓN
Rambla del Poyo aguas arriba del cruce con la autovía A-3 en Valencia
1. INTRODUCCIÓN
Han transcurrido más de 11 años desde la puesta en marcha del Plan de Acción
Territorial de carácter sectorial sobre prevención del Riesgo de Inundación en la
Comunidad Valenciana (PATRICOVA) en enero de 2003, y desde entonces han
sucedido cambios significativos en materia de inundaciones.
En cuanto a nueva normativa destaca la Directiva 2007/60/CE, del Parlamento
Europeo y del Consejo, de 23 de octubre de 2007, relativa a la evaluación y
gestión de los riesgos de inundación, cuya transposición al ordenamiento
jurídico español se materializó en el Real Decreto 903/2010, de 9 de julio, de
evaluación y gestión de riesgos de inundación. Y la Resolución de 2 de agosto de
2011, por la que se publica el Acuerdo del Consejo de Ministros de 29 de julio de
2011, por el que se aprueba el Plan Estatal de Protección Civil ante el riesgo de
inundaciones.

También han ocurrido cambios en el territorio en cuanto a usos del suelo, ha
aumentado la población, se han producido avances tecnológicos en la
cartografía y han aparecido nuevas zonas de riesgo resultantes de la aprobación
de los estudios de inundabilidad realizados. Además la normativa del Plan
inicial especificaba que a los 10 años debía revisarse. Todo ello motivó su
revisión en el año 2013, para adaptarlo a las directivas europeas, incorporando
nuevos criterios de delimitación del riesgo de inundación e incorporando
cartografía actualizada y más detallada.
El Plan revisado contiene información sobre riesgo de inundación a escala
regional en el ámbito de la Comunidad Valenciana, y se puede acceder al mismo
desde el enlace siguiente:
http://www.citma.gva.es/web/planificacion-territorial-e-infraestructura-
verde/patricova-plan-de-accion-territorial-de-caracter-sectorial-sobre-
prevencion-del-riesgo-de-inundacion-en-la-comunitat-valenciana-
2. DATOS DE INTERÉS DEL PLAN REVISADO
Un dato de interés viene dado por el hecho de que la Comunidad Valenciana
representa aproximadamente el 5% del territorio nacional, pero soporta, al
menos, el 20% de los episodios de inundaciones acaecidas en los últimos 500
años.
La elaboración de una cartografía de peligrosidad detallada ha permitido acotar
las zonas de mayor riesgo de inundación a un 6% del territorio de la Comunidad
Valenciana.
El Plan revisado identifica 25 municipios con riesgo alto y muy alto de
inundación, que tienen prioridad en la realización de obras de defensa frente a
inundaciones, que aún están pendientes de ejecución, y en los que se debe
extremar la precaución en los nuevos crecimientos urbanísticos.
Según este documento redactado por la Conselleria de Infraestructuras,
Territorio y Medio Ambiente (CITMA) el riesgo de inundación afecta a 442
municipios, de un total de 542 que existen en la Comunidad Valenciana y a una
población de 600.000 habitantes.

Las poblaciones de Algemesí, Alzira, Carcaixent, Castelló, Almoradí y Orihuela
se incluyen en el denominado máximo nivel de riesgo global integrado (Nivel
IV) porque pueden sufrir daños de consideración elevada con los criterios
analizados, desde el punto de vista económico, social y medioambiental.
Entre los municipios que han presentado alegaciones al Plan revisado destaca el
Ayuntamiento de Requena. Y algunos municipios como el de Oliva han
solicitado que el término municipal sea declarado como zona de especial riesgo
de inundación al igual que Alzira, Orihuela, etc. fueron declarados en 2003.
Además de identificar a los municipios afectados por el riesgo de inundación, el
Plan proporciona el detalle del tipo de suelo (residencial, industrial, rural), de
los equipamientos y dotaciones (centros de salud, parques de bomberos,
ayuntamientos, subestaciones eléctricas, etc.), de las infraestructuras y de las
instalaciones que, en el caso de verse afectadas por una inundación, podrían
causar una catástrofe medioambiental, tales como gasolineras, industrias, etc.
3. IMPORTANCIA DE LA COORDINACIÓN ENTRE
ADMINISTRACIONES
Conviene recordar que por exigencia de la Directiva Europea sobre
Inundaciones y su transposición al ordenamiento jurídico español, antes del 22
de diciembre de 2015 deben aprobarse los planes de gestión del riesgo de
inundación para las zonas de mayor riesgo, que deben ser redactados por las
confederaciones hidrográficas en coordinación con los gobiernos autonómicos y
los ayuntamientos.
Por lo tanto es necesaria la coordinación entre las distintas administraciones
para llevar a cabo una gestión adecuada de los riesgos de inundación. El Plan
revisado establece las zonas con riesgo de inundación y se debe complementar
con la nueva cartografía de zonas inundables elaborada por las Confederaciones
Hidrográficas (Júcar, Segura y Ebro).
Uno de los objetivos del PATRICOVA es lograr una actuación coordinada de
todas las Administraciones Públicas y los agentes sociales para reducir las
consecuencias negativas de las inundaciones sobre la salud de las personas y los
bienes, el medio ambiente, el patrimonio cultural, el paisaje, la actividad
económica y los equipamientos e infraestructuras.

La supervisión de la ejecución de las actuaciones previstas en el Plan revisado
corresponde a la Conselleria competente en ordenación del territorio, en
coordinación con los Organismos de Cuenca. Mientras que la supervisión de
actuaciones incluidas en estudios de inundabilidad que acompañan a
instrumentos de planeamiento, corresponderá a los ayuntamientos. Y los
ayuntamientos deben notificar a la Conselleria la finalización de las actuaciones
previstas a efectos de comprobar que se ajustan a las determinaciones de los
estudios de inundabilidad aprobados.
Con la finalidad de disminuir el riesgo de inundación en la actualidad y
reducir daños en el futuro el Plan revisado establece seis líneas de actuación
principales, tal y como muestra la tabla siguiente:
Tabla 1. Líneas de actuación principales de la revisión del PATRICOVA. Año 2013
(*) Según el Real Decreto 903/2010 estas zonas necesitan un plan de gestión que deberá estar aprobado
antes del 22 de diciembre de 2015. Estos Planes permitirán concretar con detalle un conjunto de
actuaciones que den solución a los problemas de inundación que sufra un ámbito territorial a una escala de
cuenca o subcuenca.

4. INCORPORACIONES CON LA REVISIÓN DEL PLAN
La revisión del Plan incorpora los siguientes aspectos de interés:
1) El PATRICOVA original se desarrolló tomando como base la cartografía
regional elaborada por la COPUT en 1997, sin embargo, para la revisión del Plan
se ha tomado de base la actualización existente de planeamiento urbanístico a
fecha enero de 2013, y que se encuentra disponible en el Portal del Territorio
Terrasit, en la dirección web siguiente:
http://terrasit.gva.es/
El uso de herramientas GIS y de una cartografía más actualizada y detallada ha
facilitado que la revisión se desarrolle a escala 1:25.000.
2) La parte normativa del Plan se ha actualizado con la finalidad de adaptarse al
marco legal europeo que ha ido evolucionando en este campo tal y como se ha
comentado en la introducción.
3) Se han revisado los niveles de peligrosidad y se ha introducido el criterio
geomorfológico mediante la elaboración de un mapa geomorfológico a escala
1:10.000 en el que se han distinguido diversas unidades morfológicas asociadas
a diferentes procesos de inundación (llanuras, abanicos aluviales, glacis, lóbulos
de derrame, etc.) En consecuencia aparece un nuevo nivel de peligrosidad que
se denomina nivel de peligrosidad geomorfológica.
4) Se han considerado las inundaciones urbanas y las inundaciones costeras,
introduciendo la inundación marina como posible riesgo.
5) Se comienza a tener en consideración el aporte de sedimentos y la
contaminación.
6) Y además de los costes económicos y los costes sociales asociados a las
inundaciones, también se incluyen los costes medioambientales.

5. NIVELES DE PELIGROSIDAD DE INUNDACIÓN
La revisión del Plan conserva los 6 niveles de peligrosidad que se establecían en
el PATRICOVA original, teniendo en cuenta la frecuencia o probabilidad de
ocurrencia y la variable hidráulica calado, y se incorpora un nuevo nivel de
peligrosidad adicional denominado geomorfológico.
Tabla 2. Niveles de peligrosidad de inundación. Año 2013
Figura 1. Mapa con niveles de peligrosidad de inundación y clasificación del suelo

6. EL RIESGO DE INUNDACIÓN
El PATRICOVA establece recomendaciones y restricciones del uso del suelo
basadas en el riesgo de inundación. El riesgo de inundación se define como la
combinación de peligrosidad y vulnerabilidad.
La peligrosidad evalúa la frecuencia y la magnitud (a través del calado) con que
se produce el fenómeno de inundación y la vulnerabilidad cuantifica la
magnitud de los daños que se pueden producir y que están asociados al suceso
de inundación.
Figura 2. Esquema de obtención del riesgo de inundación en la revisión del Plan
La revisión del PATRICOVA propone 5 niveles de riesgo de inundación,
teniendo en cuenta los daños ocasionados por unidad de superficie.
Tabla 3. Niveles de riesgo de inundación. Año 2013

Figura 3. Mapa con niveles de riesgo de inundación y clasificación del suelo
Una vez definido el nivel de riesgo relativo que afecta a cada municipio, para los
diferentes criterios considerados, se procede a la integración de los mismos,
para determinar el Riesgo Global Integrado (RGI). Este concepto tiene la
finalidad de establecer una jerarquía de municipios basada en los niveles de
riesgo asociados a cada uno de los criterios analizados, es decir, criterios
económicos, sociales y medioambientales.
7. CONCLUSIONES Y NUEVOS INTERROGANTES
La aplicación del PATRICOVA revisado proporcionará un conocimiento y una
evaluación de los riesgos de inundación adecuados en el territorio de la
Comunidad Valenciana.
La cartografía asociada es muy útil para los ayuntamientos a la hora de realizar
los Planes Generales de Ordenación Urbana (PGOU), las ordenanzas
municipales y los planes de emergencia. Con esta cartografía se pretende dar
soporte a los ayuntamientos y analizar su situación frente al riesgo.

Se ha aprovechado la revisión para incorporar a la Normativa Valenciana la
Directiva Europea de prevención del riesgo de inundación. De esta forma se
potencia la Ordenación del Territorio y la Infraestructura Verde, y se tiene en
consideración la influencia de los cambios de usos del suelo.
En las zonas afectadas por el nuevo nivel de peligrosidad geomorfológica se
puede formular una consulta a la Conselleria competente en materia de
ordenación del territorio sobre la necesidad de realizar un estudio de
inundabilidad.
En la metodología desarrollada en la revisión del PATRICOVA se han
introducido los aspectos ambientales que establecen los nuevos marcos
legislativos europeos orientados a la evaluación de los costes de las
inundaciones.
Finalmente y a modo de reflexión, considerar que en la actualidad existen
sectores que no se veían afectados por riesgo de inundación alguno con el
PATRICOVA de 2003 y sin embargo, con la revisión del Plan de 2013 pasan a
tener un cierto nivel de peligrosidad de inundación y un cierto nivel de riesgo de
inundación ¿Será necesario comprobar estos nuevos niveles de peligrosidad y de
riesgo de inundación mediante los correspondientes estudios de inundabilidad
de detalle?
Y entonces, en aquellas zonas en las que ha aumentado el perímetro de afección
por riesgo de inundación en la revisión con respecto al Plan inicial ¿Se va a
recalificar el suelo? ¿Se va a indemnizar a los propietarios que llevan pagando
años por suelo urbanizable y que ahora puede dejar de serlo?

EL NUEVO CICLO DE PLANIFICACIÓN
HIDROLÓGICA 2015-2021 EN LA CUENCA DEL
SEGURA
Manantial de aguas en Benizar (Moratalla)
1. INTRODUCCIÓN
En la Demarcación Hidrográfica del Segura los recursos hídricos son
fundamentales para el abastecimiento humano, el desarrollo y mantenimiento
de la biodiversidad, la actividad agroalimentaria y la actividad industrial. En
esta cuenca es especialmente difícil satisfacer las demandas de agua asociadas a
los distintos usos, tanto en cantidad como en calidad.
Según la Directiva Marco del Agua (DMA), la nueva planificación debe actuar
sobre la gestión de la demanda, promoviendo la eficiencia y el ahorro de agua.
De esta manera se favorecerá el buen estado de las masas de agua en la
Demarcación.
La coordinación entre las distintas partes de la sociedad involucradas para
armonizar los intereses generales de la Demarcación Hidrográfica es cada vez
más necesaria.

En cada uno de los apartados siguientes se tratan aspectos destacables del Plan
Hidrológico de la Demarcación.
2. CAUDALES ECOLÓGICOS
Según el marco normativo vigente el régimen de caudales ambientales adecuado
es aquel que contribuye a alcanzar el buen estado o buen potencial ecológico en
los ríos y aguas de transición y mantiene como mínimo la vida piscícola que de
manera natural habitaría o pudiera habitar en el río, así como su vegetación de
ribera.
Los valores finalmente propuestos en el Plan de la Demarcación configuran un
régimen de caudales mínimos escasos. El Plan propone regímenes de caudales
ecológicos calculados con una base científica que está pendiente de revisión y
mejora en los próximos años. Los regímenes de caudales propuestos reproducen
débilmente la variabilidad natural de los caudales históricos dentro del año
hidrológico, respondiendo más al régimen alterado que impone la elevada
regulación existente en el río.
3. SOBREEXPLOTACIÓN DE ACUÍFEROS
Se trata de masas de agua subterráneas que no alcanzan el buen estado tal y
como consta en el Esquema de Temas Importantes.
En el Plan Hidrológico se ha realizado el inventario de presiones para las masas
de agua superficiales, pero no para las aguas de transición y aguas costeras ni
tampoco para las masas de agua subterráneas. Este tema hay que abordarlo
para no incumplir la DMA, y para no invalidar las previsiones del Programa de
Medidas.

Por lo tanto queda mucho por hacer en materia de diagnóstico sobre los
recursos subterráneos disponibles, tanto en cantidad como en calidad, en esta
Demarcación Hidrográfica. Por ejemplo, se necesita realizar un diagnóstico
sobre los caudales de los acuíferos a través de manantiales, presiones a que
están sometidos y medidas para su protección y recuperación. Hay que tener en
cuenta que una parte importante de los manantiales y humedales asociados a las
aguas subterráneas de la cuenca del Segura han sufrido procesos de desecación,
reducción de caudales y degradación general de sus condiciones ambientales.
En definitiva, es necesario potenciar el mantenimiento de fuentes y manantiales
ya que tienen una importante función ambiental y social.
También es necesario que el ciudadano de a pie pueda acceder sin dificultad a
información (tanto en el Plan, como a través de internet) que permita verificar
la situación jurídica de los pozos y puntos de extracción, con la finalidad de
detectar y denunciar situaciones irregulares.
4. SEQUÍAS
En materia de sequías, es posible trabajar para acoplar el Plan de la
Demarcación con el Plan Especial frente a la Sequía (PES). De esta manera, si se
incorporan las restricciones al suministro que contempla el PES la
cuantificación del déficit medio interanual se reduciría significativamente en
periodos de sequía. Es necesario revisar y aplicar el PES para lo cual es
necesario disponer de recursos presupuestarios.
La planificación debe ser flexible y debe adaptarse a la realidad del año
hidrológico. De esta manera las demandas ya no se consideran fijas, sino que
existe un margen de maniobra. En años secos tiene que aplicarse el PES, lo que
supone una reducción de las demandas.
Este es un tema que debería dejar muy claro la “futura” Directiva Europea sobre
Sequías.

Ante situaciones de emergencia por sequía, el PES de la Cuenca del Segura
establece como acuíferos prioritarios para la apertura y entrada en
funcionamiento de los "pozos de sequía" a los acuíferos que están en equilibrio y
que todavía mantienen manantiales y ecosistemas asociados en buen estado.
Pero ¿por qué las extracciones de agua subterránea necesarias en situación de
emergencia no se realizan sobre alguno de los acuíferos ya sobreexplotados, en
los que la funcionalidad ambiental de sus reservas es menor?
En el Plan de la Demarcación se presenta por una parte los recursos estimados
según la serie hidrológica larga y por otra parte los recursos disponibles
estimados en la actualidad. Para la incorporación de las previsiones del cambio
climático, el Plan adopta los valores mínimos aplicables de reducción esperable
de recursos según la Instrucción de Planificación Hidrológica. No se aplican las
previsiones procedentes de estudios científicos específicos y actualizados para el
ámbito de la Demarcación del Segura. Por tanto, no se tiene en cuenta que el
cambio climático continuará reduciendo la cantidad de recursos hídricos
disponibles en el largo plazo. Sería interesante incorporar e integrar esta
reducción en los diagnósticos y en las disposiciones del Plan.
5. INUNDACIONES
Es necesario coordinar e integrar adecuadamente en este nuevo ciclo el Plan
Hidrológico de la Demarcación con el Plan de Gestión del Riesgo de
Inundaciones. El presente ciclo de planificación se desarrolla en paralelo con la
elaboración del Plan de Gestión del Riesgo de Inundaciones, en cumplimiento
de la Directiva Europea de Inundaciones, lo que exige una coordinación
adecuada de ambos planes. Esto implica coordinación entre las unidades de
Planificación Hidrológica, Dirección Técnica y Comisaría de Aguas de la
Confederación Hidrográfica del Segura, y de este Organismo de cuenca con
Protección Civil.

La evolución previsible de los daños por inundaciones es incierta, debido a los
efectos del cambio climático. Todavía existen incógnitas que no permiten
establecer conclusiones firmes sobre fenómenos extremos como las
inundaciones, al contrario de lo que ocurre con las tendencias medias. En
general se estima, tal y como viene sucediendo a nivel global y en especial en
Europa, que los daños por inundaciones se incrementarán en el futuro, según la
Agencia Europea de Medio Ambiente. La adecuada elaboración del Plan de
Gestión del Riesgo de Inundación y su correcta aplicación permitirá reducir los
daños causados por las inundaciones.
6. USO INTENSIVO DE LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA
DEMARCACIÓN PARA REGADÍO
Para cuantificar adecuadamente el consumo de agua en los usos agrícolas es
necesario disponer de datos e información relativa a los perímetros de riego
(ubicación, superficie, situación jurídica y consumo real). Los perímetros
reconocidos oficialmente suelen ser superiores a la superficie regada total
permitida dentro de los mismos, por lo que es necesario realizar un control
parcelario que evite el crecimiento irregular del regadío.
El Plan Hidrológico sigue utilizando el concepto de Unidad de Demanda Agraria
(UDA), que no tiene correspondencia en la DMA. Las UDAs mezclan tipos de
regadío y recursos hídricos de diferente naturaleza. Se trata de clasificar y medir
los consumos reales de agua superficial, de agua subterránea, etc.
El Plan debe realizar un diagnóstico de los Planes de Modernización de
Regadíos ejecutados. Se deben evaluar los resultados de dichos planes
detallando:
- Superficie total cubierta,
- Coste final,
- Porcentaje de subvención pública total recibida,
- Consumo hídrico real tras la ejecución del Plan,
- Ahorro de agua real,
- Destino del volumen de agua ahorrado.

¿El volumen de agua ahorrado se está utilizando en mejorar el medio ambiente
a través de caudales ecológicos adecuados o se está destinando a ampliar
superficies de regadío?
En septiembre de 2007 la Administración Estatal reconoció que no se había
revisado ninguna concesión de agua en la cuenca del Segura, a pesar de los
proyectos de modernización ejecutados. Es preciso realizar una importante
labor de regularización concesional de los usuarios afectados.
¿Se tiene previsto llevar a cabo una revisión exhaustiva de las citadas
concesiones?
Y un tema muy importante que también está pendiente es la contaminación
difusa de origen agrario. Este asunto es de vital importancia para asegurar el
buen estado de las masas de agua. El Plan demuestra la existencia de un
problema de contaminación por fenoles y plaguicidas, con cifras muy superiores
a los límites establecidos en la Directiva de Aguas Subterráneas, en las masas de
agua subterránea de Taibilla, Anticlinal de Socovos y Campo de Cartagena.
7. RECUPERACIÓN DE COSTES Y RÉGIMEN TARIFARIO
La gestión integrada de recursos hídricos ha de contar con unas tarifas y
cánones que permitan una recuperación de costes adecuada, tanto de los costes
de los servicios, como de los costes ambientales. Además los precios del agua
deben ser compatibles con las actividades socioeconómicas relacionadas, en un
marco legal y económico-financiero adecuado.
En el nuevo ciclo de planificación se debe trabajar para establecer el nivel de
garantía de suministro de cada uso atendiendo a consideraciones técnicas y de
sostenibilidad, considerando los costes de los servicios y los costes ambientales
asociados, para garantizar la recuperación de costes.
En cuanto a la fuente alternativa que constituye la desalación, una propuesta
interesante consistiría en modificar el régimen concesional del agua desalada
dotándole de mayor flexibilidad para su utilización en el regadío y en establecer
un régimen tarifario en instalaciones de desalación compatibles con el uso
agrícola.
Y en cuanto a las infraestructuras hidráulicas, las presas españolas necesitan
unas labores de mantenimiento y conservación considerables. Algunos autores

estiman que el coste anual de estas labores rondaría el 1% del valor de la
inversión.
¿Por cuánto sería necesario multiplicar el canon de regulación y la tarifa de
utilización del agua en la actualidad para cubrir los costes anuales de
mantenimiento y conservación de las presas?
8. MEJORAR LA CALIDAD DE LOS DATOS
En la Demarcación del Segura existe una carencia de datos importante sobre
aguas subterráneas. Es necesario mejorar los datos de calidad y niveles
piezométricos con el objetivo de conocer más sobre el comportamiento de los
acuíferos, tanto a nivel espacial como a nivel temporal. Una vez que se disponga
de esos datos, será el momento de plantearse la modelación de los acuíferos
mediante modelos 3D.
En cuanto a las aguas superficiales y la escasez de control foronómico del
Sistema Segura como Tema Importante, incidir en que sería necesario potenciar
el mantenimiento de las estaciones de aforos existentes, lo cual redundaría en
una mejora de la calidad de las series de caudales.
Cuando mejore el tema presupuestario será preciso destinar recursos a nuevas
tecnologías para efectuar mediciones fiables, formar a personal técnico
cualificado que realice el análisis y el seguimiento de la información, mantener
las infraestructuras hidráulicas en condiciones óptimas para realizar las
medidas y aprovechar mejor las potencialidades de los Sistemas Automáticos de
Información Hidrológica (SAIH).

Temas de interés que deben ser abordados en el nuevo ciclo de planificación
hidrológica
9. CONCLUSIONES
Entre los temas que deben ser abordados en el nuevo ciclo de planificación
hidrológica y que suponen un riesgo para alcanzar los objetivos
medioambientales en la Demarcación Hidrográfica del Segura destacan:
A) El cumplimiento de un régimen de caudales ecológicos adecuado.
B) La sobreexplotación de acuíferos.
C) El acoplamiento del Plan de la Demarcación con el Plan Especial frente a la
Sequía.
D) Las inundaciones y el cambio climático.
E) El uso intensivo de los recursos hídricos de la demarcación para regadío.
F) La recuperación de costes y el régimen tarifario.
G) La mejora de la calidad de los datos.

10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Comité de Expertos en Sequía. 2007. La sequía en España. Directrices para
minimizar su impacto. Ministerio de Medio Ambiente.
Comunicación de la Comisión 414/2007, de 18 de julio. Afrontar el desafío de la
escasez de agua y la sequía en la UE.
Herrero, R. 2014. La nueva planificación hidrológica y los regímenes de
caudales ambientales en los ríos. Tecnoaqua. Volumen 5. 94-100.
Maestu, J. et al. 2007. Precios y costes de los servicios de agua en España.
Informe integrado de recuperación de costes de los servicios de agua en España.
Artículo 5 y Anejo III de la Directiva Marco de Agua. Ministerio de Medio
Ambiente.
Observatorio de las Políticas del Agua, 2014. Evaluación del primer ciclo de
planificación hidrológica en España en aplicación de la Directiva Marco del
Agua. Fundación Nueva Cultura del Agua.
Observatorio de las Políticas del Agua, 2014. Evaluación del primer ciclo de
planificación. Demarcación Hidrográfica del Segura. Fundación Nueva Cultura
del Agua.

LA CUENCA DEL SEGURA: FUENTE DE AGUA Y
SEDIMENTOS
“Nuestro saber acerca de los ríos es eminentemente empírico y aún falta
mucho para conocer las leyes fundamentales del comportamiento completo de
los cauces naturales y acerca de la interacción entre las obras que construimos
en ellos y que los afectan, y la respuesta veraz sobre los efectos que los ríos
ocasionan en esas obras con el paso del tiempo.”
Prof. José Antonio Maza-Álvarez
Figura 1. Estación de aforos de Rojales en el encauzamiento del río Segura.
1. INTRODUCCIÓN
A comienzos del siglo XX las aguas del río Segura eran fluyentes y el río estaba
muy poco regulado. Se disponía de azudes de derivación como el de
Contraparada y en la cuenca los embalses se contaban con los dedos de una
mano (Valdeinfierno y tercera presa de Puentes).

En cien años, en España se han construido casi 1200 presas y la capacidad de
embalse ha pasado de ser prácticamente inapreciable, a ser de unos 56000 hm3.
Actualmente, la cuenca del Segura tiene una capacidad de almacenamiento de
unos 1140 hm3.
Hoy día, el río Segura presenta una elevada regulación para uso agrícola y en la
cuenca tiene lugar una movilización masiva de recursos subterráneos. En
consecuencia se ha originado una alteración intensa en el régimen fluvial del
río, existiendo gran dificultad para el establecimiento y cumplimiento de un
régimen de caudales ecológicos adecuado, que no sólo consta de agua sino que
también de sedimentos.
2. EVOLUCIÓN DEL RÉGIMEN HIDROLÓGICO DEL RÍO SEGURA
EN LAS PROXIMIDADES DE LA DESEMBOCADURA
El régimen hidrológico del río Segura aguas arriba de la desembocadura
presenta consideraciones de interés a lo largo del tiempo, que se muestran a
través de las medidas de caudales diarios registrados en la estación de aforos de
Rojales, perteneciente a la Red Oficial de Estaciones de Aforo (ROEA).
A continuación se distinguen cuatro periodos en correspondencia con el Gráfico
1:
1) 1925-1931: la etapa anterior a 1932 se caracterizó porque el río Segura apenas
estaba regulado, ya que todavía no había entrado en funcionamiento el embalse
de Fuensanta, y el río acostumbraba a presentar sus crecidas y sus estiajes.
2) 1943*-1959: desde que entra en funcionamiento el embalse de la Fuensanta
(1933) y antes de la puesta en marcha de los embalses de Cenajo y Camarillas
(1960), el régimen del río presenta más regularidad, pero no varía
significativamente respecto al periodo anterior.
3) 1960-1977: a partir de la entrada en explotación del Cenajo y del Camarillas la
regulación en el río Segura comienza a ser importante.

4) 1978-1990: con la entrada en funcionamiento del Azud de Ojós y de los
canales del Post Trasvase (1979) el régimen de caudales del río Segura cambia
drásticamente, pasando a ser un régimen intensamente regulado, tal y como se
observa en la curva correspondiente del gráfico siguiente:
Gráfico 1. Envolventes máximas de caudales diarios clasificados en la estación de
aforos de Rojales.
(*) Durante el periodo 1932-1942 no se dispone de datos. Todos los datos de
caudales se han obtenido del Sistema de Información del Anuario de Aforos del
MAGRAMA:
http://www.magrama.gob.es/es/agua/temas/evaluacion-de-los-recursos-
hidricos/sistema-informacion-anuario-aforos/
3. EL PROBLEMA DE LA EROSIÓN EN LA CUENCA
Durante la riada de Santa Teresa en octubre de 1879 se estimó un caudal
máximo del Segura en Murcia de 1890 m3/s. En algunas zonas de Nonduermas
el calado del agua alcanzó 2,50 m. Y después de la retirada de las aguas se halló
un enorme depósito aluvial. La arena dejó dibujado sobre el terreno el cono de
deyección del río Guadalentín, formando en algunos parajes bancos de 1,50 m
de espesor. Y los tarquines alcanzaron 0,50 m en algunos puntos.

En 1977 se redactó el “Proyecto de restauración hidrológico forestal de la
Cuenca de la Rambla de Nogalte” con el objetivo de reparar los graves daños
ocasionados por la avenida de 1973, reducir la erosión de la cuenca y controlar
futuras avenidas.
Los ingenieros autores de este proyecto mostraron gran interés por el cálculo de
las elevadas pendientes y su influencia en la velocidad del agua y en la capacidad
erosiva.
En el Proyecto se hace un análisis del periodo 1955-1974 y se realizan los
cálculos durante los episodios de tormentas, ya que los ingenieros sostienen que
existe una fuerte correlación entre las toneladas de suelo erosionado y la
cantidad de precipitación y su distribución espacio temporal. De esta forma
obtienen para el año 1969, que fue el año más lluvioso de la serie, una tasa de
erosión de 71 T/Ha/año y para 1973, año de la catastrófica avenida, 45
T/Ha/año.
En otras fuentes se cita que las tasas de erosión en la Región de Murcia, en áreas
en las que se produce piping, y episodios de lluvias torrenciales pueden elevarse
a más de 100 T/Ha/año.
Incluso hay autores que hablan de tasas de erosión en zonas de cárcavas muy
superiores a los descritos anteriormente (Vanderkerkhove et al. 2003).
El Centro de Estudios Hidrográficos, en un informe confeccionado a raíz de la
avenida de 1973 en la Rambla de Nogalte aportó unos valores de caudal sólido
de 813 m3/s frente a los 1974 m3/s del caudal total estimado, lo que suponía un
41 % del total.
4. EL APORTE DE SEDIMENTOS AL MAR
Las presas construidas en la cuenca del río Segura y la disminución del caudal
fluvial a lo largo del tiempo han originado una reducción de los aportes de
sedimentos.

Tanto en el caso del río Nilo con la presa de Assuan, como en el caso del río Ebro
con la presa de Mequinenza, ambas cerca de la desembocadura de estos dos
ríos, la reducción de los aportes sedimentarios al mar ha sido superior al 95%.
En los ríos mediterráneos más de un 90% de los aportes sedimentarios
descargados al mar son transportados en suspensión (Emmett, 1984).
Estudios realizados en ríos mediterráneos, con sus campañas de recogida de
datos asociadas, demuestran que a principios del siglo XX las concentraciones
medias de sedimentos en suspensión rondaban los 1000 mg/l, y durante las
épocas de avenidas las concentraciones podían ascender a un orden de
magnitud superior, es decir 10000 mg/l.
Asumiendo una concentración media de sedimento de 1 g/l y con los caudales
medios de los periodos analizados en la estación de aforos de Rojales, se puede
estimar la cantidad de sedimentos en suspensión que el río Segura aportaba al
mar Mediterráneo en media, tal y como muestra la tabla siguiente:
Tabla 1. Caudales medios y estimación de cantidad y volumen de sedimentos
anuales aportados por el río Segura al mar Mediterráneo.
El volumen de sedimentos se ha obtenido admitiendo un peso específico medio
de las partículas de γs = 2,65 T/m3.
La curva de la evolución de los aportes sedimentarios del río Segura al mar
Mediterráneo se puede ver en el siguiente gráfico:

Gráfico 2. Evolución de la cantidad de sedimentos aportados por el río Segura al
mar Mediterráneo.
A la vista de la curva anterior, es evidente que los 2 millones de toneladas de
sedimentos, o lo que es equivalente 0,8 hm3 de sedimentos que se deberían
aportar al mar cada año, se quedan retenidos en los embalses de la cuenca.
Hay estudios que hacen uso de las batimetrías de los embalses y que realizan
estimaciones indirectas de la erosión en la cuenca del Segura, obteniendo
valores de 2 hm3/año de sedimentos acumulados en dichos embalses (López
Bermúdez y Gutiérrez Escudero, 1982).
5. CONCLUSIONES
En cuencas semiáridas como la del Segura la tasa global de erosión depende
especialmente de la intensidad de la precipitación, de la escorrentía y del uso del
suelo.
Desde principios de los ochenta los embalses de la cuenca del Segura han
acumulado, al menos, 70 hm3 de sedimentos, lo que supone una pérdida de
capacidad de almacenamiento superior al 6%.

Actualizar las batimetrías en los embalses y realizar medidas de los caudales
sólidos movilizados en algunos puntos estratégicos de la cuenca ayudaría a
conocer más su funcionamiento y el origen de los sedimentos. Esto permitiría
proponer medidas útiles para la reducción de la erosión y para el
mantenimiento de la capacidad de almacenamiento de los embalses.
Masachs Alavedra V., 1948. El régimen de los ríos peninsulares. Consejo
Superior de Investigaciones Científicas.
Couchoud R., 1965. Hidrología histórica del Segura. Centro de Estudios
Hidrográficos.
López Bermúdez F., Gutiérrez Escudero J. D., 1982. Estimación de la erosión y
aterramientos de embalses en la cuenca hidrográfica del río Segura. Cuadernos
de investigación geográfica. Tomo VIII, 3-18.
Martín Vide J. P., 2002. Ingeniería de ríos. Edicions UPC.
Gil Olcina A., 2004. Alteración de los regímenes fluviales peninsulares.
Fundación Cajamurcia.
Romero Díaz A., Ruiz Sinoga J. D., Belmonte Serrato F., 2011. Tasas de erosión
hídrica en la Región de Murcia. Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles
56, 129-153.

EL PRECIO DEL AGUA SUPERFICIAL PARA RIEGO
Y SU IMPACTO EN EL CONSUMO
Figura 1. Noria Grande en Abarán al servicio del riego tradicional.
1. INTRODUCCIÓN
El precio del agua afecta significativamente a su consumo. Una de las cosas que
más nos duele a las personas es que nos toquen el bolsillo.
Ante la pregunta ¿Es posible reducir las presiones sobre el medio hídrico y
mantener el crecimiento económico? La Unión Europea propone encontrar una
respuesta en el precio real del agua.
El Libro Blanco del Agua (1998) reconocía que la administración hidráulica
española no ha tenido en cuenta el precio del agua de forma adecuada.

El principal consumidor de recursos hídricos en España es el sector agrícola. Es
una realidad que este gran consumidor de recursos hídricos no está sometido al
mismo nivel de control que los usuarios de abastecimiento urbano. Se trata de
una asignatura pendiente en todas las cuencas hidrográficas españolas. Es
importante tener en cuenta que en los últimos cien años, la superficie de regadío
se ha triplicado en España.
Gráfico 1. Evolución de la superficie de regadío en España.
Los precios bajos del agua superficial para riego en España no reflejan la escasez
del recurso y no incentivan el ahorro del agua, ni la eficiencia agrícola. España
es un país donde son frecuentes las situaciones de sequía, donde existen unos
altos niveles de demanda de agua que se traducen en presión sobre los recursos
hídricos y el medio natural y en donde se dan situaciones de mala gobernanza
en materia de gestión del agua. Y todo ello agravado por un escenario de cambio
climático.
En el año 2002 Francia pagaba el agua de riego a 0,25 €/m3, en España el
precio medio del agua superficial para riego era de 0,02 €/m3 ¿este precio
favorece el desarrollo de una agricultura eficiente que ahorra agua? Desde mi
punto de vista no.

Entonces a mí me gustaría lanzar un reto a los economistas ambientales para
que respondan a esta pregunta, ¿cuál debería ser el precio real del agua
superficial para regar en España en €/m3? Y otra pregunta al resto de
economistas ¿cuánto deberían bajar los intermediarios sus márgenes de
beneficio para que los agricultores pudieran vender su producción a unos
precios dignos y asumir el coste real del agua?
La variabilidad de los precios del agua es verdaderamente asombrosa, por
ejemplo, en la cuenca del Segura el coste puede variar desde valores cercanos a
0,01 €/m3 (agua superficial) hasta valores de 0,40 €/m3 (agua subterránea). Y
el caso límite serían aquellas parcelas, que se sabe de su existencia, con pozos
para regar en las que el precio del agua se reduce al coste energético del
bombeo.
2. LA DIRECTIVA MARCO Y EL PRECIO DEL AGUA
Hasta hace pocos años, el análisis de costes y de la recuperación de costes de los
servicios del ciclo integral del agua era un aspecto novedoso en la planificación
hidrológica de una cuenca.
El artículo 9 de la Directiva Marco del Agua (DMA) considera la necesidad de
tener en cuenta el principio de recuperación de costes y que los precios sirvan
como incentivo para mejorar la eficiencia en el uso del agua y así ayudar a
conseguir los objetivos ambientales.
Los precios deben permitir recuperar los costes que supone poner el recurso a
disposición de los usuarios, reflejando la escasez y los costes de reponer y
garantizar la calidad ambiental del medio hídrico.
A la hora de establecer las tarifas del agua, la administración hidráulica
española debe tener en cuenta el artículo 9 de la DMA Recuperación de los
costes de los servicios relacionados con el agua:
“…Los Estados miembros garantizarán, a más tardar en 2010:
- que la política de precios del agua proporcione incentivos adecuados para
que los usuarios utilicen de forma eficiente los recursos hídricos y, por tanto,
contribuyan a los objetivos medioambientales de la presente Directiva,

- una contribución adecuada de los diversos usos del agua, desglosados, al
menos, en industria, hogares y agricultura, a la recuperación de los costes de
los servicios relacionados con el agua, basada en el análisis económico
efectuado con arreglo al anexo III y teniendo en cuenta el principio de que
quien contamina paga.”
Para poder aplicar el principio de recuperación de costes de la DMA es necesario
mejorar la transparencia en la información sobre:
- Los costes reales de la prestación de los servicios de agua,
- Los pagos realizados por parte de los usuarios,
- Los consumos reales de agua,
- Ayudas y subvenciones recibidas,
- Estructuras tarifarias.
Con esta información se debe realizar un diagnóstico sobre los problemas que se
detecten y así poder tomar medidas para mejorar la situación. La tendencia
debería ser un pacto nacional para asumir los costes reales del agua. El precio
del agua debe ser un instrumento de gestión y no se debe usar políticamente. Se
necesitan unas normas a escala nacional, es decir, un marco legal realista y que
se aplique con independencia de criterio.
3. LOS COSTES AMBIENTALES
Según la Guía Wateco (2002) los costes ambientales hacen referencia a “los
costes del daño que los usos del agua imponen sobre el medio ambiente y los
ecosistemas y sobre aquellos que usan el medio ambiente”.
Los costes ambientales en el contexto de la DMA se pueden considerar como:
- Costes de las medidas adoptadas para evitar, prevenir o reparar daños a
los ecosistemas derivados del uso del agua. Se trata de pagar por las medidas de
protección y mejora de los ecosistemas, y por recuperar la calidad ambiental de
los ríos, acuíferos, aguas de transición y costeras, además de pagar por los
servicios de agua. En definitiva, considerar el coste de las medidas que permiten
mantener o alcanzar el buen estado de las masas de agua requerido por la DMA.

- Costes de escasez asociados a los costes de oportunidad a la que se renuncia
cuando un recurso escaso es asignado a un uso en lugar de a otros posibles. Es
decir, hay competencia por el agua y hay usos del agua alternativos que generan
un valor económico o ambiental mayor que el uso presente o previsto para el
futuro. Puede haber distintas razones por las que esto se produce como los
derechos históricos en el uso del agua (Brouwer, 2004). La eficiencia en la
gestión del recurso exige que se conozcan e incorporen los costes de
oportunidad del recurso en las decisiones.
Dos son los componentes que hay que analizar:
1. Físico o de disponibilidad de agua en el espacio y en el tiempo.
2. Económico, de demandas económicas para su uso y demandas
ambientales.
Se trata de determinar el valor económico de las “oportunidades” perdidas por
los usos económicos y la mejora en la eficiencia económica en la asignación del
recurso como un instrumento con el que reducir las presiones sobre el medio
hídrico y mantener el crecimiento económico.
Todo esto significa incluir no solo los daños generados, que pueden estar
valorados por el mercado, como la repercusión de la sobreexplotación de
acuíferos sobre los márgenes de los regantes o el aumento del coste de
potabilización por la contaminación por nitratos; sino también otros no
valorados por el mercado como los ecosistemas, los usos recreativos, etc.
La valoración ambiental en España lleva asociadas numerosas dificultades
derivadas del hecho de que existen pocos estudios de valoración, que son
además parciales y dependientes del contexto en el que se apliquen.
4. LOS COSTES DE LOS SERVICIOS DE AGUA
Se ha estimado que el valor de los servicios prestados por los diferentes agentes
en el sector del agua en España en 2002 ha sido de 6330 millones de euros, de
los cuales, 1266 millones de euros se destinaron a servicios de distribución de
agua de riego, tal y como muestra la tabla siguiente:

Tabla 1. Coste de los servicios del agua en España 2002
Un aspecto destacable es el valor bajo de los servicios en “alta” (Captación,
extracción, embalse y transporte) ya que estos sólo representan un 7% del total,
en aguas superficiales, y un 8% del total, en aguas subterráneas. Este hecho ha
empezado a variar en los últimos años, ya que se utilizan fuentes de agua más
caras como la desalación y la reutilización.
5. PROPUESTA DE FORMULACIÓN PARA ESTABLECER EL PRECIO
DEL AGUA SUPERFICIAL PARA RIEGO
Siguiendo los argumentos de la DMA, se propone una formulación sencilla para
estimar el precio del agua superficial para riego. La fórmula que se propone
consta de dos sumandos, el primero recoge los costes del servicio asociados a la
distribución del agua, el mantenimiento, la conservación y la amortización de
las obras hidráulicas; estos costes serían proporcionales a la superficie puesta en
regadío y al volumen de agua real consumido y medido en campo. El segundo
sumando representa a los costes ambientales que deben incluir el coste de las
medidas que permiten mantener o alcanzar el buen estado de las masas de agua
requerido por la DMA y los costes de escasez asociados a los costes de
oportunidad.
P = C*K*V + I
Siendo:
P = Precio del agua superficial para riego (€/m3),
C = Coeficiente de los costes del servicio, que depende del coste de distribución
de agua de riego, del coste de mantenimiento y conservación de las
infraestructuras y de la amortización de las obras,

K = Función variable con la superficie a regar (*),
(*) K = 0,8 + 0,325*Ln(A + 1)
A = Superficie de riego (ha),
V = Volumen de agua real consumido y medido en el terreno en (m3/ha/año),
I = Costes ambientales que incluyen costes de las medidas y costes de escasez
(€/m3)
En esta formulación el tipo de cultivo se tiene en cuenta de forma indirecta a
través del volumen de agua real consumido.
La formulación es mejorable obviamente, y tiene tres objetivos fundamentales:
1) Tomar conciencia de la necesidad de medir bien el consumo real de agua
superficial para riego.
2) Incentivar el ahorro de agua, ya que pagará menos el que sea más eficiente.
3) Respetar el medio ambiente y concienciar de que hay que pagar por
contaminar.
Pasamos a ilustrar con un par de ejemplos la formulación propuesta.
Supongamos que en una cuenca hidrográfica española hay cinco agricultores
que pertenecen a una misma comunidad de regantes, y que se deciden por
plantar el mismo cultivo de frutales para los próximos años.
Tras realizar los estudios económicos correspondientes se llegó a la conclusión
que el coeficiente a aplicar a los costes del servicio de agua para riego en esa
comunidad era de 0,000002.
Por otra parte, los economistas ambientales han valorado los costes ambientales
que incluyen los costes de las medidas para mantener el buen estado del
acuífero subyacente (que recibe nitratos) y los costes de oportunidad, estimando
un precio de 0,02 €/m3.

Los agricultores tienen en producción las siguientes superficies de regadío:
Tabla 2. Superficies de regadío.
En este primer ejemplo todos los agricultores están consumiendo el mismo
volumen de agua, que se ha medido y que es de 6000 m3/ha/año.
Los valores del coeficiente K, para cada superficie de riego son:
Tabla 3. Valores del coeficiente K para cada superficie.
Aplicando la fórmula propuesta, el precio del agua que tendría que pagar cada
agricultor sería el siguiente:
Tabla 4. Precio del agua en el primer año.
Y por lo tanto, el coste del agua de todo el año sería:
Tabla 5. Gasto anual en agua en el primer año.
Tras la experiencia de este primer año, los agricultores 3, 4 y 5 deciden invertir
en eficiencia y ahorrar más agua y consiguen rebajar el consumo a 4500
m3/ha/año.

En consecuencia, este segundo año el coste del agua ha sido:
Tabla 6. Precio del agua y gasto anual en el segundo año.
Comparando gráficamente los resultados obtenidos se aprecia cómo influye el
ahorro del agua en el coste anual:
Gráfico 2. Gasto anual en agua superficial de riego en función de la superficie y del
consumo.
6. CONCLUSIONES
El principal consumidor de recursos hídricos en España es el sector agrícola. En
los últimos cien años, la superficie de regadío se ha triplicado.
Es posible incentivar el ahorro del agua y la eficiencia agrícola estableciendo
unos precios reales del agua en un marco legal regulatorio y económico-
financiero estable e independiente, al margen de las presiones políticas.

Se ha planteado una formulación sencilla para estimar el precio del agua,
teniendo en cuenta no sólo los costes del servicio que supone poner el recurso a
disposición de los usuarios, sino que también los costes de escasez y los costes
de reponer y garantizar la calidad ambiental del medio hídrico. Para estimar los
costes ambientales se necesitan realizar estudios con rigor por economistas y
ambientalistas en España.
La formulación propuesta tiene tres objetivos fundamentales:
1) Tomar conciencia de la necesidad de medir bien el consumo real de agua
superficial para riego.
2) Incentivar el ahorro de agua, ya que pagará menos el que sea más eficiente.
3) Respetar el medio ambiente y concienciar de que hay que pagar por
contaminar.
1) Maestu, J. et al. 2007. Precios y costes de los servicios de agua en España.
Informe integrado de recuperación de costes de los servicios de agua en España.
Artículo 5 y Anejo III de la Directiva Marco de Agua. Ministerio de Medio
Ambiente.
2) Observatorio de las Políticas del Agua, 2014. Evaluación del primer ciclo de
planificación hidrológica en España en aplicación de la Directiva Marco del
Agua. Fundación Nueva Cultura del Agua.

PLANNING AND MANAGEMENT OF DROUGHTS
IN THE SEGURA RIVER BASIN
Cenajo reservoir downstream
ABSTRACT: The severe drought in period 1990-1995 triggered the inclusion of
droughts on water resources planning. The Segura River Basin Management
Plan (2014) proposes environmental flow regimes calculated with a scientific
basis which is under review and improvement in the coming years. The flow
regimes do not reproduce the natural variability of historic flows. And this is a
consequence of the altered regimen imposed due to the high regulation in the
Segura River. The Segura Drought Management Plan (2007) aims towards
surface water supply re-strictions, but the Plan does not consider any indicator
of the groundwater. This paper proposes: 1) A methodology based on the
analysis of droughts in Segura River in order to find new minimum flow regimes
that will represent the natural variability of the river at a monthly scale, during
periods of drought. 2) The consideration of an indicator to tackle groundwater
abstraction during periods of drought.

1. INTRODUCTION
This paper describes a methodology based on the analysis of droughts in Segura
River to find new minimum flow regimes that will represent the natural
variability of the river at a monthly scale, during periods of drought. Besides,
the contribution introduces an indicator to tackle groundwater abstraction
during periods of drought.
At present there is an increasing social demand for respect and preserve the
environment. This fact is conditioning water planning at European level, so that
the rivers must drive, at least, environmental flows during droughts. Such
reality appears strongly in regions where rivers are highly regulated. And this is
the case of Segura River.
The implementation of environmental flow regimes in Segura River is a
challenge for the coming years, because it is necessary to understand that some
of the water of the river shouldn't be available for consumption. So it is essential
the participation of the stakeholders.
The performances in drought situations must respond to a planned
management and not just emergency actions involving high costs for the society.
During periods of drought the supply of irrigation for a large part of Segura
River Basin depend on groundwater. A significant proportion of wetlands and
rivers are also dependent on groundwater.
Good status of groundwater is critical to achieving environmental and socio-
economics objectives of the EU. On the other hand, over-abstraction leads to
groundwater depletion, with consequences like deterioration of water quality
(e.g. saline water intrusion), loss of habitats (e.g. wetlands) and modification of
river/aquifer interactions.
Reduced groundwater levels can be a result of groundwater abstractions,
reduced precipitation... So the groundwater level indicator has great relevance
along drought periods.

2. DROUGHTS IN THE SEGURA RIVER BASIN
During the drought period 1990-1995, in the Segura River Basin, reductions of
rainfall higher than 45% was happened, in the hydrological years 1993/94 and
1994/95, compared to the average of the period 1940/41 to 1994/95. These
rainfall reductions triggered declines higher than 70% of the average annual
inflow. The shortage in rainfall in the Segura River Basin led to greater
shortages in rivers flows.
The rainfall-runoff relationship is not linear, and reductions of precipitation
usually produce more pronounced reductions in runoff. And this physical
phenomenon is considerate in the Equation (1).
(1)
Where I = inflow; R = rainfall; and PET = potential evapotranspiration.
In the equation, all units are in millimeters (mm).
In the Figure 1 is represented Budyko law (Témez 2004). It can be checked the
fit of the curve (PET 900 mm) with rainfall and inflows values from different
periods of drought: 1941-1945, 1979-1983, 1990-1995 and 2004-2008. These
values are shown in the Table 1.

Figure 1. Rainfall-inflow relationship in the Segura River Basin with PET 900 mm.
Values from periods of drought 1941-1945, 1979-1983, 1990-1995 and 2004-2008.
Table 1. Rainfall-inflow values during periods of drought.
3. MINIMUM FLOW REGIMES BETWEEN OJÓS DAM AND ARCHENA
In the last years, the methods for calculating the environmental flow regimes
have undergone significant development, in order to achieve an objective
environmental status for each river reach. This paper describes a methodology
based on the analysis of droughts in Segura River to find new minimum flow
regimes that will represent the natural variability of the river at a monthly scale,
during periods of drought.

The methodology is applied on the reach of the river between Ojós and Archena,
using preceding data at the entry into operation of major reservoirs in
headwater basin.
3.1. Input data
It will be used the average daily flows that were recorded at station of Archena,
in the period between 1920/21 and 1930/31. These data were obtained from the
Gauging Yearbook of the Ministry of Agriculture, Food and Environment
(MAGRAMA 2012).
With the average daily flows it was calculated average monthly flows for each
year, as shown in the Table 2:
Table 2. Average monthly flows at station of Archena in the period between
1920/21 and 1930/31.
3.2. Classification of hydrological years
With the results of annual circulating volume (Tab. 3) it is proposed to classify
the hydrological years in normal, wet or dry, with the following criteria:
- If volume is fewer than 300 Hm3 then it considers dry year.
- If volume is greater than 300 Hm3 and fewer than 700 Hm3 then it considers
normal year.
- If volume is greater than 700 Hm3 then it considers wet year.
According to this classification, in the period under review, there's one dry year
(1930/31), five normal years and five wet years.

Table 3. Annual volume at station of Archena in the period between 1920/21 and
1930/31.
3.3. Flow distribution depending on the type of year
It is proposed the following average monthly flow distributions: for dry years
the distribution of the year 1930/31. For normal and wet years the distribution
corresponding to average values. The results obtained are shown in the Table 4.
Table 4. Average monthly flow distributions depending on the type of year.
The average monthly flows in natural regimen show variability along the
hydrological year. The regimen of the river at that time was linked to
meteorological variability of the basin. The low rainfall in summer originated
severe droughts.
Therefore, accused droughts are observed in dry years. On July 8 th 1931 a daily
average flow of 0.32 m3/s was recorded in station of Archena.
3.4. New monthly minimum flow regimes
The Segura River Basin Management Plan (2014) establishes the environmental
flow regimen, during droughts, which can be seen in the Table 5:
Table 5. Environmental flow regimen in the Segura River between Ojós and
Archena, during droughts.
But this flow regimen does not reproduce the natural variability of historic flows
along hydrological year. These flows respond to the altered flow regimen that
imposes the high regulation existing in the Segura River Basin.

Then the new monthly flow regimen in situations of drought is calculated as
follows:
Between October and March the regimen would be 15% of average monthly
flows for the normal year.
From April to September the regimen would be 50% of the monthly flows for
the dry year.
Table 6. Monthly flow regimen in situations of drought.
Montana method recommended flow rates calculated as a percentage of average
annual flow restored to natural regimen in the wet season and dry season
(Tennant 1976). According this methodology, if more than 90% of the average
annual flow is abstracted, it could trigger the beginning of the damage in the
river and its biodiversity. Therefore, 10% of the average annual flow should be a
reference threshold.
Table 7. Average flow distribution in the period between 1920/21 and 1930/31.
The Figure 2 shows that the proposed flow regimen is close to the 10% of the
average monthly flow in the period 1920/21 to 1930/31.

Figure 2. Minimum flow regimes on drought situation. Segura River. Ojós-
Archena.
4. THE GROUNDWATER INDICATOR
Low groundwater levels may be caused by periods of low rainfall during the
period of recharge (generally in autumn and winter), but the effects can be
prolonged or made worse by abstraction at critical periods.
In the Segura River Basin during droughts, groundwater is placed under even
greater pressure due to different users (agriculture, industry...) pump out too
much water.
As the different water bodies (rivers, lakes, aquifers, wetlands) are hydraulically
connected, groundwater level reduction will result in reduction of water
resources, imbalance in the hydrologic water cycle and can lead to serious water
stress and scarcity conditions.

Figure 3. Evolution of the relative depth in the year 2008/09. Piezometer "Pozos
de Torres".
Figure 3 shows the evolution of the relative depth in Oro-Ricote hydrogeological
unit during the year 2008/09 with an example of lower threshold.
For each piezometer, thresholds would be established in order to know the state
of the aquifer in the influence area.
The groundwater level indicator can be presented on a map of the Segura River
Basin. The map would show the situation of groundwater level every month, for
each aquifer.

5. CONCLUSIONS
In the Segura River Basin the reduction of rainfall leads to more pronounced
reductions in rivers flows. Besides, the Segura River is strongly regulated.
Therefore, it’s not easy reproducing the natural variability of historic flows and
it’s difficult respecting the environmental conditions in the river, especially
during droughts.
This paper describes a methodology based on the analysis of low flows in a
reach of the Segura River, which uses historical data of natural flows. It has
been proposed a new minimum flow regimen between Ojós and Archena. The
new regimen obtained is representative of the natural variability of the river
during droughts.
The implementation and monitoring of the minimum flows in the Automatic
Hydrological Information Systems at Water Authorities would be a useful
control tool.
The consideration of a groundwater level indicator has great relevance during
periods of drought.
The groundwater indicator can be used to assess hydrological drought and if it is
combined with other indicators, it can be used for water policy (restriction of
water use, management at local level, awareness raising purposes...)
Finally, this little paper aims the thinking on the need for European Drought
Directive that homogenizes criteria about environmental flows and groundwater
abstraction.
6. REFERENCES
Comité de Expertos en Sequía. 2007. La sequía en España. Directrices para
minimizar su impacto. Ministerio de Medio Ambiente.
European Environment Agency, 2012. Towards efficient use of water resources
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Ferreras, C. 2004. Inundaciones y sequías en la cuenca del Río Segura.
Comunidad Autónoma de la Región de Murcia. Consejería de Agricultura, Agua
y Medio Ambiente.

Herrero, R. 2014. The last water resources planning and the environmental
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Schmidt, G. et al. 2012. Environmental flows in the EU. Discussion paper. Draft
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Tennant, D. L. 1976. Instream Flow Regimens for Fish, Wildlife, Recreation and
Related Environmental Resources. Procs. on Instream flow needs Symp. 326-
327.

TRANSITORIOS HIDRÁULICOS EN TUBERÍAS
1. INTRODUCCIÓN
Con este post se inaugura una nueva categoría denominada “flujo en presión” en
el blog de www.eselagua.com y trata sobre los transitorios hidráulicos que
tienen lugar en las tuberías a presión.
En concreto, se va a efectuar un análisis del golpe de ariete que aparece en la
tubería forzada de un sistema hidroeléctrico tras el cierre, parcial o total, de la
válvula de alimentación a la turbina, y la oscilación en masa que, como
consecuencia del mencionado cierre, se establece entre la chimenea de
equilibrio y el embalse a través de la galería de conducción.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Consideremos un sistema hidroeléctrico constituido por una presa con un nivel
de embalse de explotación normal a la cota Z1 = 1530 m. Desde el embalse
arranca una galería de conducción de sección circular de 2 m de diámetro, cuyo
eje en la embocadura está a la cota Z2 = 1500 m. La galería de conducción tiene
una longitud de 1550 m.
Figura 1. Esquema del sistema hidroeléctrico analizado.

Al final de la galería de conducción y sobre el punto de entronque con la tubería
forzada se ha dispuesto una chimenea de equilibrio de 10 m de diámetro
interior. La tubería forzada tiene 800 m de longitud, es de fundición dúctil de 2
m de diámetro y tiene un espesor de 0,0315 m. La tubería parte de la cota Z3 =
1498 m y desciende hasta la cota Z4 = 849 m donde se encuentra el conjunto
válvula en línea y válvula de seguridad que regula la entrada de caudal a la
turbina de la central hidroeléctrica existente.
El golpe de ariete aparece en la tubería forzada del sistema hidroeléctrico tras el
cierre, parcial o total, de la válvula. Mientras que entre la chimenea de equilibrio
y el embalse se produce una oscilación en masa, a lo largo de la galería de
conducción.
En el caso planteado existen tres contornos: el inicio de la galería de conducción
en el lado del embalse, el final de la tubería forzada a la llegada a la válvula de
cierre (que controla el caudal de alimentación a la turbina) y el punto de unión
de la galería y de la tubería, donde se encuentra la chimenea de equilibrio.
Los datos de la instalación se reflejan en la tabla siguiente:
Tabla 1. Datos de la galería de conducción y de la tubería forzada.
La chimenea de equilibrio tiene un diámetro interior de 10 m y por lo tanto el
área es de 78,54 m2.
La válvula es de mariposa de 2 m de diámetro con un coeficiente de caudal Kvo
de 76000 m3/h.
Para la ley de cierre de la válvula se plantea un cierre lineal con apertura inicial
al 100% y apertura final de cero (cierre total) en 120 segundos.

Se estudiará un primer escenario donde no se considera el efecto de la chimenea
de equilibrio y posteriormente un segundo escenario considerando el efecto de
la chimenea de equilibrio.
3. MODELACIÓN DEL PROBLEMA
Cuando los cambios de presión y velocidad se producen con gran rapidez, hay
que contar con la compresibilidad del agua y con la elasticidad de la tubería, y
resolver el sistema de ecuaciones diferenciales no lineal en derivadas parciales
de tipo hiperbólico que gobierna el fenómeno hidráulico que tiene lugar.
Generalmente se recurre al método de las características, que proporciona una
solución numérica de las funciones caudal Q = Q(x,t) y altura piezométrica H =
H(x,t), que describen el comportamiento del sistema, como respuesta a unas
determinadas condiciones de contorno, en este caso el cierre de una válvula que
controla la alimentación de caudal a la turbina.
Para realizar la modelación del sistema se ha empleado el software Dyagats 2.0,
Diseño y Análisis del Golpe de Ariete en Tubería Simple, desarrollado por la
Unidad Docente de Mecánica de Fluidos de la Universidad Politécnica de
Valencia (1993) que es aplicable a una tubería simple y que proporciona las
envolventes de alturas piezométricas máximas y mínimas, tras resolver las
ecuaciones que gobiernan el fenómeno del golpe de ariete. La versión gratuita
del programa se puede descargar en la siguiente dirección web:
http://fluing.upv.es/dyagats.php
El programa no simula cavitaciones. No debe aparecer cavitación en el sistema
ya que la rotura de la columna líquida no se contempla en la resolución
analítica. El hecho de que la línea de piezométricas sobrepase (por debajo) la
línea de cavitación significa que la instalación no funcionaría correctamente y
hay que proceder a modificar el diseño.
Al realizar el cálculo del régimen permanente se obtienen los siguientes
resultados:

Tabla 2. Resultados del cálculo en régimen permanente.
Figura 2. Línea piezométrica de la instalación en régimen permanente.
En la figura siguiente se muestran los valores iniciales (instante t = 0) de la
altura y del caudal en la chimenea de equilibrio, así como la apertura y el caudal
de la válvula de regulación:

Figura 3. Valores iniciales (t = 0) para el cálculo del régimen transitorio.
Los parámetros de cálculo utilizados son un intervalo de discretización temporal
de 0,18229 s y un número de puntos de cálculo total de 13 en la galería y en la
tubería.
Obsérvese que aunque el cierre de la válvula es lineal a lo largo de los 120 s que
dura la maniobra, el desagüe de caudal no es lineal. Por ejemplo, cuando se ha
cerrado un 50% de la válvula, transcurrido el primer minuto, el caudal de salida
se ha reducido en tres cuartas partes, tal y como se aprecia en el gráfico
siguiente.

Gráfico 1. Apertura de válvula y caudal de salida hacia turbina.
4. ESCENARIO 1 SIN CHIMENEA DE EQUILIBRIO
En la galería de conducción las máximas sobrepresiones se producen en las
inmediaciones del entronque con la tubería forzada (nodo 9, tramo 1) y tienen
lugar durante el primer minuto. Recordemos que en los primeros 60 segundos
la válvula se cerraba al 50% y el caudal de salida se reducía a un cuarto respecto
al valor de régimen permanente.
La presión máxima en la galería de conducción sería de 47,267 m.c.a y la
presión mínima sería de 17,152 m.c.a. El incremento de presión respecto al
régimen permanente sería de 30,115 m.c.a.

Gráfico 2. Presiones a lo largo de la galería de conducción.
En la tubería forzada las máximas sobrepresiones se producen en las
inmediaciones de la válvula (nodo 5, tramo 2) y tienen lugar durante el primer
minuto.
La presión máxima en la tubería forzada sería de 703,774 m.c.a y la presión
mínima sería de 658,489 m.c.a. El incremento de presión respecto al régimen
permanente sería de 45,285 m.c.a.

Gráfico 3. Presiones a lo largo de la tubería forzada.
5. ESCENARIO 2 CON LA CHIMENEA DE EQUILIBRIO
Inicialmente la chimenea tiene una altura de agua que coincide con la altura
piezométrica del régimen permanente, es decir, 17,152 m. La altura máxima se
alcanza a los 196 segundos con un valor de 40,049 m. Conforme se amortigua el
fenómeno, con el paso del tiempo, la altura de agua en la chimenea tiende a 32
m, coincidiendo con el nivel de explotación del embalse (1530 m), y el caudal de
entrada y salida a la chimenea tiende a cero, ya que la válvula se ha cerrado por
completo.

Gráfico 4. Altura y caudal de entrada y salida a chimenea de equilibrio durante la
oscilación en masa en la galería de conducción.
Las leyes de presiones se han suavizado por el efecto de la chimenea de
equilibrio. La presión máxima en la galería de conducción sería de 40,049 m.c.a
y la presión mínima sería de 17,152 m.c.a. El incremento de presión respecto al
régimen permanente sería de 22,897 m.c.a.
Gráfico 5. Presiones a lo largo de la galería de conducción con la chimenea.

La presión máxima en la tubería forzada sería de 690,243 m.c.a y la presión
mínima sería de 658,489 m.c.a. El incremento de presión respecto al régimen
permanente sería de 31,754 m.c.a.
Gráfico 6. Presiones a lo largo de la tubería forzada con la chimenea.
6. CONCLUSIONES
Se ha realizado el análisis del golpe de ariete que aparece en la tubería forzada
de un sistema hidroeléctrico tras el cierre, parcial o total, de la válvula de
alimentación a la turbina, y la oscilación en masa que, como consecuencia del
mencionado cierre, se establece entre la chimenea de equilibrio y el embalse a
través de la galería de conducción.
Se ha comprobado la eficacia de la chimenea de equilibrio para amortiguar las
sobrepresiones en la galería de conducción. Es interesante observar la evolución
de los valores de la presión durante el transitorio en la galería.
También se ha comprobado que las máximas sobrepresiones se alcanzan en los
primeros segundos del transitorio.

Fullana Serra, V., Cabrera Marcet, E. 1977. Análisis simultáneo de las chimeneas
de equilibrio y del golpe de ariete por el método de las características. Revista de
Obras Públicas Nº 3142.
Mendiluce Rosich, E. 1987. Discrepancias en el cálculo del golpe de ariete.
Revista de Obras Públicas. Pág. 575 a 581.
Abreu, J.M., et al. 1995. El golpe de ariete en tuberías de impulsión.
Comentarios a las expresiones de Mendiluce.

HACER UN USO SOSTENIBLE DEL AGUA ¿UTOPÍA
O REALIDAD?
“No podremos acabar con ciertas enfermedades del mundo hasta que no
hayamos ganado la batalla del agua potable y del saneamiento.”
Kofi Annan
Nacimiento del río Segura en Pontones (Jaén)
1. INTRODUCCIÓN
El Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) establece que el
agua desempeña un papel fundamental en el desarrollo sostenible, incluida la
reducción de la pobreza. Y por esta razón la gestión de los recursos hídricos
adquiere una enorme relevancia.
Una gestión sostenible del agua implica atender las demandas de agua y
también proteger las aguas superficiales y subterráneas para que alcancen un
buen estado.
Un modelo de gestión sostenible fomenta el ahorro de agua, asegura que el agua
se devuelve al medio ambiente con la calidad adecuada y garantiza el suministro
de la demanda mediante fuentes alternativas de agua.

2. DATOS Y PREVISIONES NO SOSTENIBLES
La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la
Agricultura) prevé que habrá que incrementar la productividad agraria en más
de un 70% antes del año 2.050 para alimentar a 9.000 millones de personas. En
los últimos 50 años la población mundial ha aumentado en cuatro mil millones
de personas. Para el horizonte de 2.050 la demanda del agua podría llegar a
superar en más de un 40% los recursos hídricos disponibles.
Gráfico de evolución de la población mundial
Actualmente, y a pesar de los avances científicos y tecnológicos, en el mundo
más de 1.000 millones de personas no tienen acceso al agua potable y pasan
hambre de forma crónica. En contrapartida 1.400 millones de personas
sufrimos sobrepeso. Y más de 2.500 millones de personas no disponen de
saneamiento adecuado (letrinas apropiadas, alcantarillado,…).
El 85% de las enfermedades del tercer mundo se deben a la mala calidad del
agua. La crisis mundial del agua provoca más de 2 millones de muertes
infantiles al año por diarreas.
Cada año mueren millones de animales y se pierde el 25% de la superficie
agrícola sembrada por efecto de las sequías y las inundaciones.

En el Sahel mujeres y niñas recorren una media de seis kilómetros a pie todos
los días para llevar a casa algunos litros de agua.
Estas cifras no van acordes al derecho humano al agua establecido por las
Naciones Unidas que otorga el derecho al agua en cantidad y calidad para todas
las personas.
A día de hoy existe incertidumbre del impacto del cambio climático en la
disponibilidad del agua.
3. USO SOSTENIBLE DEL AGUA ¿CÓMO?
Los gobiernos se están haciendo cada vez más conscientes de su vulnerabilidad
ante la escasez de agua debido al crecimiento demográfico, al crecimiento
económico, a los nuevos patrones de consumo (mayor consumo de carne), al
cambio climático, etc.
Algunas formas de asegurar un futuro sostenible en materia hídrica pasan por:
1) Concienciar a los ciudadanos sobre la importancia del uso responsable
del agua mediante la implantación de planes integrales orientados al
establecimiento de objetivos de ahorro de agua. Incluyendo un consumo
responsable que apuesta por los alimentos que consumen menos agua,
aprovechando mejor los alimentos y no tirándolos (los europeos tiramos una
media del 30% de los alimentos que compramos), ahorrando agua doméstica,
etc.
2) Fomentar la agricultura eficiente: en agricultura es posible ser más
eficientes y ahorrar más agua haciendo uso de la llamada “tecnología 3.0”,
mediante la elaboración de planes de cultivos para los agricultores y la
utilización de sensores para medir la humedad del suelo, el estado de la planta,
las variables climáticas, etc. Y todo ello para ajustar el agua que hay que aportar
a los cultivos, enviando información al agricultor con las recomendaciones de
riego.
También se pueden mejorar los rendimientos empleando sistemas que generen
sombra para reducir la temperatura y la evaporación y conservar la humedad
del suelo.

Y sensibilizar a los agricultores sobre el valor del agua por falta de una
estructura de precios y un marco normativo adecuados.
3) Captar y almacenar el agua de lluvia y del ambiente representan una
opción real para abastecer con agua de calidad y de manera constante, viable y
económica a las personas, especialmente en aquellas regiones donde las fuentes
de aguas superficiales y subterráneas se encuentran sobreexplotadas o
contaminadas.
Para ello hay que captar el agua, almacenarla y aplicarle los tratamientos
necesarios de potabilización y purificación.
¿Qué hace falta para apostar por proyectos de captación de agua de lluvia?
Voluntad política, participación de la comunidad, asistencia técnica y
financiación.
4) Reutilizar las aguas. Si las inversiones en infraestructuras de reutilización
se hacen cada vez más rentables y los precios de obtención del metro cúbico de
agua regenerada disminuyen, puede ser una solución muy interesante para el
futuro.
Actualmente existe legislación sobre la reutilización del agua que define la
calidad que debe tener el agua regenerada y los usos a que se puede destinar. En
concreto, en España existe un Real Decreto que establece el régimen jurídico de
la reutilización de las aguas depuradas de 2007 y una Guía del Ministerio de
2010.
El beneficio más importante derivado de la reutilización de las aguas es la
posibilidad de reservar el agua de mejor calidad para los usos más exigentes
tales como la producción de agua potable.
¿Por qué la reutilización del agua no acaba de implantarse en la vida cotidiana?
Tal vez porque existe desconocimiento de la población hacia la reutilización lo
que no favorece la aceptación social, tal vez por falta de infraestructuras que
faciliten la reutilización urbana, domiciliaria, etc.
5) Desalar el agua de mar permite incrementar los recursos hídricos
disponibles y mejorar la calidad de las aguas. En España es un complemento
para combatir la escasez de agua en la vertiente mediterránea. En el caso de las
islas Canarias y Baleares es fundamental. También en Ceuta y Melilla.

La optimización de los costes energéticos es prioritaria para hacer la desalación
cada vez más rentable. Se están produciendo avances importantes ya que se ha
conseguido pasar de consumir 5 a 3 Kwh para desalar 1 m3 de agua en las
nuevas desaladoras.
6) Medir bien el agua que se consume y poner un precio justo al agua:
una adecuada medición es importante para alcanzar una gestión eficiente del
recurso. Un precio real del agua estimula la eficiencia y permite la recuperación
de costes. En el caso de España sería necesario implantar una metodología
nacional de obligado cumplimiento para el cálculo de las tarifas del agua urbana
y del agua para el regadío.
7) Planificar: una correcta planificación hídrica, energética, agraria y
urbanística permite que el crecimiento y el desarrollo no vayan por delante de la
disponibilidad de recursos hídricos o energéticos o de la capacidad de
depuración y de reutilización de los recursos hídricos, una vez que han sido
utilizados.
8) Gestionar eficazmente. Es necesario un marco normativo eficiente y que
se lleve a la práctica para regular los usos del agua en las cuencas hidrográficas.
El concepto de ciudad inteligente trata de una evolución en los modelos de
gestión de las ciudades para tener presente en el día a día el desarrollo
sostenible y la gestión eficiente de los recursos. Haciendo uso de la tecnología
más avanzada se optimizan los procesos de la gestión integral del agua
logrando:
- La disminución del consumo de agua mediante la mejora de las redes de
distribución, la detección de averías, fugas, etc.
- La mejora de la calidad de las aguas vertidas mediante sistemas de control de
contaminantes en redes de saneamiento, depósitos de tormentas, etc.
9) Favorecer el acceso al agua potable y al saneamiento: el acceso al
agua potable y al saneamiento son fundamentales para que la población pueda
salir de la pobreza. Tener acceso al agua potable en cantidad y calidad es un
derecho fundamental del ser humano.

La escasez de agua puede superarse, pero tiene un coste para la construcción de
nuevas infraestructuras, para mejorar la eficiencia de los sistemas existentes de
abastecimiento y saneamiento, etc.
Infografía con propuestas para hacer un uso sostenible del agua

4. REFLEXIÓN FINAL
Es muy importante recuperar el equilibrio entre el consumo de agua dulce y su
renovación natural, y realizar un esfuerzo en concienciar respecto al uso
responsable del agua en beneficio de las generaciones presentes y futuras.
Una agricultura de precisión puede producir más y con menos agua respecto a
los métodos tradicionales. En las industrias y en las ciudades también se puede
ahorrar agua.
Es posible reducir la extracción de agua aumentando la reutilización, utilizando
fuentes alternativas como la captación del agua de lluvia y mejorando eficiencias
en procesos de producción (agricultura, industria, etc.)
Tenemos un gran reto por delante para satisfacer las necesidades hídricas
actuales y para no comprometer a las generaciones futuras. Si hacer un uso
sostenible del agua no es una utopía ¿qué puedo aportar yo, en mi vida diaria,
para hacer un uso sostenible del agua?
En momentos de escasez de agua y de tensiones sociales ¿ayudaría el hecho de
que la Unión Europea aprobara una Directiva Europea de Sequías y velara por
su cumplimiento?

¿ESTA PRESA ES SEGURA? VALORES UMBRALES
DE LAS DEFORMACIONES Y FILTRACIONES
La mayor parte de las patologías de origen geotécnico (a excepción, quizá, de
algunos casos concretos de erosión interna “súbita” en presas de materiales
sueltos) tienen un reflejo evidente (durante un período de tiempo significativo
y suficiente) en las filtraciones y/o las deformaciones de la presa. Otra cosa
diferente es que el ingeniero sea capaz de detectarlo e interpretarlo
correctamente…
Francisco Javier Sánchez Caro
Presa de Béznar en Granada
1. INTRODUCCIÓN
Los elementos básicos que permiten realizar el análisis de la seguridad de una
presa son: la auscultación (instrumentación y mediciones), las inspecciones
(observaciones), la representación y la interpretación de las mediciones y de las
observaciones, y finalmente la toma de decisiones para realizar las actuaciones
de corrección necesarias, orientadas a garantizar el nivel de seguridad
adecuado.

Fases del análisis de la seguridad de una presa
La auscultación por instrumentación puede detectar ciertas anomalías, mientras
que otras pueden ser detectadas únicamente por inspección visual.
A cada presa, ya sea de una u otra tipología, le ocurre como a las personas, es
decir, que no hay dos iguales, y por lo tanto, cada una tiene sus particularidades
que deben ser tenidas en consideración de manera adecuada. Además, las
presas también cumplen años y por lo tanto son concebidas, nacen, maduran y
envejecen. De esta manera se pueden definir cuatro periodos en la vida de la
presa: construcción, primer llenado, explotación y envejecimiento.
En la Cuenca del Segura se construyeron presas de laminación a raíz del Plan de
Defensa de 1987 frente a avenidas en las que todavía no se ha producido el
primer llenado, ya que después de 25 años, no han ocurrido avenidas en esas
subcuencas con unos volúmenes de hidrograma suficientes para llenar el vaso
de los embalses.

Y los problemas pueden aparecer durante la construcción, durante el primer
llenado, en los primeros años de vida de la obra o hacia el ocaso de la misma.
Por lo tanto, la medición y la observación siempre deben estar presentes en
estas obras.
2. MODOS DE FALLO
Para cualquier presa es fundamental diagnosticar adecuadamente cuál es el
modo de fallo más desfavorable y evaluar correctamente cuáles son las acciones
y resistencias asociadas.
Los modos de fallo consensuados por ICOLD (International Commission On
Large Dams) se corresponden con los que se señalan a continuación:
1) Sobrevertido (Insuficiencia ante la solicitación hidrológica),
2) Inestabilidad de laderas en embalse (Insuficiencia de resistencia al corte),
3) Inestabilidad dinámica (Insuficiencia ante la solicitación sísmica),
4) Inestabilidad elástica (Insuficiencia estructural) o erosión interna del cuerpo
de presa (Insuficiencia de estabilidad interna en cuerpo de presa),
5) Inestabilidad estática al deslizamiento o inestabilidad de taludes de presa
(Insuficiencia de resistencia al corte), pudiendo afectar o no al cimiento,
6) Erosión interna del cimiento (Insuficiencia de estabilidad interna en general,
incluyendo problemas asociados a solubilidad, sifonamiento, filtraciones, etc.)
Al analizar los modos de fallo se trata de dar respuesta a preguntas como las
siguientes ¿Cómo puede fallar esta presa? ¿Qué causas provocarían su rotura?
El modo de fallo depende de la tipología de presa. Por ejemplo, en una presa
bóveda el origen del modo de fallo puede venir del:
1) Cimiento: asientos y creación de fisuras, deslizamientos (por fallo del apoyo
en la roca,…), socavación o erosión de la cimentación (por vertidos sobre
coronación,…)
2) Cuerpo de presa: reacción del árido (silíceo) con los álcali del cemento
(disminución de la resistencia a tracción del hormigón, mayor fisuración, etc.)

3) Embalse: deslizamientos de laderas (generación de olas y vertidos sobre
coronación,…)
Un mal diseño o una mala construcción pueden desencadenar, por ejemplo, el
pandeo por ejecutar la bóveda demasiado delgada, o fisuraciones intensas por
no enfriar correctamente el hormigón o por aplicar presiones muy elevadas de
inyección en las juntas de construcción.
3. ¿QUÉ SE ENTIENDE POR UNA PRESA SEGURA?
¿Qué condición se debe cumplir para que una presa sea segura? Pues que la
probabilidad de fallo sea admisible. Y entonces, ¿qué sería lo ideal? Lo ideal
sería que la presa contara con:
1) Un diseño correcto,
2) Una ejecución y construcción de calidad,
3) Un mantenimiento adecuado de todos sus elementos (hidromecánicos,
accesos, instrumentación, galerías, aliviadero, etc.)
4) Auscultación completa y realización de inspecciones periódicas de la
cimentación, del cuerpo de la presa y del embalse (laderas,…) con el
correspondiente registro de datos, análisis e interpretación de las mediciones y
de las observaciones.
5) Toma de decisiones (responsabilidad) y actuaciones de corrección necesarias
en un plazo de tiempo acorde a la situación.
4. RECOMENDACIONES PARA EL SISTEMA DE AUSCULTACIÓN
Hay que tener en cuenta que el número de instrumentos a instalar en una presa
es un problema técnico, pero también es un problema económico, ya que la
adquisición de los instrumentos, la instalación, el mantenimiento y el trabajo de
análisis de datos tienen un coste. Y el mantenimiento y la explotación es un
coste mantenido en el tiempo, durante la vida útil de la presa, por lo que debe
ser asumible y realista.

La experiencia recomienda:
1) Apostar por un sistema de auscultación sencillo, robusto y de fácil lectura y
que abarque el cuerpo de presa, la cimentación y el embalse. Se trata de limitar
el número de instrumentos a un valor razonable y de ubicarlos de manera que
detecten anomalías posibles en el comportamiento de la presa.
Instrumentar una presa no consiste en colocar el mayor número de
instrumentos posible, sino en diseñar un sistema lógico y útil de
instrumentación.
Es mejor tener pocos instrumentos que sean de confianza y seguros que muchos
inestables y con fallos frecuentes. Es preferible disponer de menos datos pero
que sean de calidad y con interpretación, que disponer de muchos datos que no
se interpretan y que son de calidad baja.
Además de representar gráficamente los datos, se debe realizar una
interpretación de las mediciones en un tiempo prudencial.
2) Partir de unos criterios de selección de la instrumentación: instrumentos
robustos poco sensibles a la temperatura, a la humedad, a las vibraciones, etc.,
instrumentos reemplazables y accesibles (no embebidos en el hormigón) para
garantizar la operatividad, la lectura, la calibración y la continuidad de la serie
histórica de los datos, instrumentos fáciles de interpretar y con las constantes
visibles para convertir las magnitudes eléctricas a unidades físicas de ingeniería
(mm de deformación, grados centígrados de temperatura, m.c.a. para la presión,
litros por segundo para los caudales, etc.) e instrumentos estables.
Tener estos criterios claros desde el principio es clave, ya que al escuchar a los
proveedores, cada uno defiende vender el mejor tipo de instrumento.
3) Combinar la auscultación instrumental con inspecciones cuidadosas. Las
inspecciones visuales de la presa pueden detectar anomalías no detectables por
la instrumentación (nuevas fisuras, nuevas filtraciones, etc.)
4) Hay que estudiar cada caso particular y tener en cuenta la necesidad de cierta
redundancia en los puntos más importantes.

5) Se deben evitar las lecturas encadenadas. Por ejemplo, cuando el
desplazamiento de la coronación se obtiene sumando lecturas de varios
péndulos cortos, escalonados en la vertical, ya que los errores se van sumando y
si falta una lectura, el resto de la cadena pierde el valor.
Las presas arco presentan una ventaja respecto a otros tipos de presa, ya que
todos los puntos de la presa están conectados rígidamente entre sí, de manera
que cualquier evento extraordinario se puede notar a distancia de su origen, lo
que facilita su detección.
Sin embargo, esto no ocurre en una presa de materiales sueltos larga, donde por
ejemplo, un problema de sifonamiento puede producirse en un sector de la obra
sin que se note nada en otra zona de la presa. Entonces en presas de tierra
largas no se deben concentrar los piezómetros en el núcleo en pocas secciones
transversales, es decir, no se deben dejar tramos largos no instrumentados.
Sería más eficiente subdividir la presa en tramos cortos y medir los caudales de
filtración en cada tramo y así tener una auscultación real de toda la obra.
5. REPRESENTACIÓN GRÁFICA E INTERPRETACIÓN DE LOS
VALORES MEDIDOS
La representación gráfica de los datos es el primer paso en la interpretación de
los resultados de la auscultación. Y es necesaria, pero no es suficiente, ya que
hay que continuar el seguimiento de los datos, el establecimiento de umbrales o
tolerancias de cada variable y de cada presa en particular, la detección de
anomalías (superación de umbrales, cambios de tendencia en las series de
datos, etc.) el análisis, la interpretación, y finalmente, la toma de decisiones.
Un primer esquema de interpretación consiste en utilizar un método estadístico
que compara los datos actuales con los datos históricos. Sin embargo, si existe
un problema en la presa desde su construcción, no se va a detectar ya que el
mismo comportamiento se reproduce cada vez que las condiciones externas son
similares.
Un segundo esquema de interpretación lo ofrece el método determinístico cuya
base consiste en establecer una comparativa entre el comportamiento real de la
presa y el comportamiento previsto en proyecto.

El nivel de embalse influye en las deformaciones, en las subpresiones y en los
caudales de filtración. Una representación de estas variables en función del
nivel de embalse es útil e instructiva. Representar los datos medidos en función
de la causa que los produce permite detectar anomalías o errores de lecturas,
para la corrección de los mismos. Es interesante relacionar el caudal de
filtración con el nivel de embalse (para cotas altas) y con la temperatura (para
cotas bajas).
Otra herramienta de análisis e interpretación es el estudio de correlaciones
entre varias variables medidas. Por ejemplo una correlación entre los
desplazamientos radiales y tangenciales de un mismo punto en un péndulo, o
una correlación entre las deformaciones de dos puntos de la presa (uno en cada
margen) etc.
El método estadístico, el método determinístico y el establecimiento de
correlaciones son complementarios.
Una interpretación rápida de los datos puede ser de mucha utilidad de cara al
tiempo de reacción.
El disponer de una base de datos con los valores medidos es fundamental para
entender la evolución del comportamiento de la presa a lo largo de su vida.
Estos datos deben estar corregidos, es decir, sin errores. Y siempre conviene
conservar los datos originales (o al menos la trazabilidad para llegar a ellos).
Los casos en los que existe un comportamiento anormal en la presa se suelen
detectar después de un análisis fino de los datos de auscultación.
La interpretación de los datos de la auscultación debe contestar a las siguientes
preguntas:
¿Sigue la presa comportándose como hizo hasta la fecha, es decir en los años
pasados? ¿O bien pasa algo de nuevo? ¿La presa se comporta según proyecto?
¿Si hay discrepancias, a qué son debidas? (a errores de medición, a errores de
transmisión de datos, a deriva lenta del instrumento, a casos de carga no
esperados, a una evolución lenta de las características de los materiales, a
cambios bruscos que pueden indicar un problema y la aparición de un peligro,
etc.)

La contestación a la primera pregunta puede encontrarse realizando un estudio
estadístico. Pero esto no es suficiente cuando se presentan por primera vez
casos de carga nuevos como puede ser una crecida máxima con una cota de
embalse que no se había producido hasta la fecha, o bien una combinación de
cotas de embalse y de condiciones térmicas que hasta la fecha no se habían
presentado, etc.
6. ESTABLECIMIENTO DE UMBRALES, LÍMITES DE ALERTA O
FRANJAS DE TOLERANCIA
Resulta útil y práctico desarrollar para cada presa una metodología de
establecimiento de umbrales basados en el análisis y control de las
deformaciones, filtraciones, etc., obtenidas a partir de la auscultación de la
presa, con la finalidad de discernir y evaluar si su comportamiento resulta
adecuado, y para prevenir patologías que pudieran comprometer la seguridad
de la presa.
Representación gráfica e interpretación de las mediciones. Establecimiento de
umbrales

Cuando una lectura rebase el correspondiente umbral se interpretará como que
se trata de un valor no esperable. Este hecho puede deberse a múltiples factores:
un fallo del instrumento de medida, una lectura errónea, una tolerancia no
apropiada,… y puede no estar relacionado con una patología en el
comportamiento de la presa. Lo que hay que investigar y averiguar es la causa
que motivó el valor obtenido.
Uno de los objetivos del sistema de auscultación es disparar una alerta en caso
de que se produzca una anomalía en la presa. Es importante establecer unos
niveles de alerta. Estas alertas se dirigen a los responsables para que las
verifiquen y tomen las decisiones que corresponda. Por lo tanto, es útil que el
sistema de interpretación indique con unos umbrales, límites o tolerancias que
es necesario y oportuno tomar medidas.
Se trata de definir una franja de tolerancia para cada variable correspondiente a
un instrumento detector. Al sobrepasarla se puede disparar una señal de alerta.
En relación al ancho de las franjas de tolerancia o límites de alerta, éste depende
de:
1) El valor normal o máximo de la variable considerada,
2) La precisión de las mediciones,
3) La calidad de los instrumentos,
4) La idoneidad del modelo de interpretación utilizado y de su precisión,
5) La naturaleza, cantidad y calidad de los datos históricos disponibles,
6) Si se trata de condiciones de carga ya experimentadas o todavía no,
Una buena práctica consiste en empezar con franjas relativamente anchas e ir
estrechándolas según aumentan los datos registrados y conforme a la
experiencia de operación de la presa.

No todos los instrumentos - aunque sean del mismo tipo - pueden tener la
misma franja, debido a que las condiciones varían mucho de uno a otro. Por
ejemplo, las deformaciones de una presa bóveda son más fáciles de modelizar en
la parte baja que en la coronación. Este hecho es debido al efecto de la
temperatura sobre la coronación de la bóveda.
7. CONCLUSIONES
Cada presa es única, tiene sus particularidades y hay que analizarla como tal,
independientemente de su tipología. Es importante que cada presa disponga de
un sistema de control y auscultación a medida, que permita conocer el
funcionamiento y comportamiento de la misma. El sistema de auscultación debe
ser sencillo, robusto y de fácil de lectura.
La frecuencia de lectura debe ser razonable y adaptada a las condiciones reales
de riesgo. Hay que llevar el registro de datos de los instrumentos instalados para
la auscultación de la presa de forma continuada, así como su representación e
interpretación, con el objetivo de detectar posibles anomalías en el
comportamiento y disponer de tiempo de reacción para la toma de decisiones.
Resulta útil y práctico desarrollar para cada presa una metodología de
establecimiento de umbrales basados en el análisis y control de las
deformaciones, filtraciones, etc., obtenidas a partir de la auscultación de la
presa, con la finalidad de discernir y evaluar si su comportamiento resulta
adecuado, y para prevenir patologías que pudieran comprometer la seguridad
de la presa.
La auscultación hay que realizarla y complementarla con inspecciones
periódicas. Realizar mediciones y observaciones de forma sistemática, e
interpretaciones de la información periódicamente favorece el tener bajo control
el comportamiento de la presa, y en caso de detectar anomalías, se dispondrá de
información que ayudará a tomar decisiones y a adoptar las medidas necesarias
para garantizar la seguridad.
Los datos de auscultación (mediciones) y de inspección (observaciones)
requieren de representación y de interpretación (estadística, modelización, etc.)
en un tiempo razonable y con criterio, todo ello orientado a la toma de
decisiones y a la realización de las actuaciones adecuadas.

1) Lombardi G. 1999. Auscultación y monitoreo de presas de fábrica.
Conferencia 9.3.1999 – 5.20/102.1-R-117.
2) Lombardi G. 2001. Análisis e interpretación de los datos de auscultación.
Ente Nacional de Energía Eléctrica. Honduras, El Cajón.
3) Sánchez Caro F. J. 2007. Incidentes en presas: la velocidad de deformación
anelástica como criterio de seguridad. Revista de Obras Públicas/Marzo
2007/Nº 3.475.
4) Sánchez Caro F. J. 2007. Seguridad de Presas: Aportación al análisis y control
de deformaciones como elemento de prevención de patologías de origen
geotécnico. Tesis Doctoral (ETSICCP – UPM)

LA ELIMINACIÓN DE OBSTÁCULOS EN LOS RÍOS,
¿UN TEMA DE FUTURO?
1. INTRODUCCIÓN
A lo largo de los años se han construido obstáculos transversales en los ríos
coincidiendo con el incremento de los aprovechamientos hidráulicos. En la
actualidad, en nuestro país un número significativo de ellos se encuentran
abandonados o fuera de servicio.
Azud de el Menjú en el río Segura, entre las localidades de Cieza y Abarán
Opino que la eliminación de obstáculos en los ríos es un tema de futuro. De
hecho, ya están empezando a derribarse algunos de ellos en nuestros ríos. Y
derribar un obstáculo en un río tiene un impacto, por ejemplo ambiental en el
caso de una presa, debido a los sedimentos que se han acumulado en el vaso del
embalse, que se van a movilizar con la retirada de la obra, y que van a acabar
distribuyéndose a lo largo del río.

El río es un sistema dinámico que acomodará su geometría a las condiciones
nuevas tras la retirada del obstáculo. Se ha de estudiar los efectos que pueda
tener esta intervención. Y es la ingeniería fluvial la que estudia los efectos de
una intervención en el río (como elemento de la naturaleza, no creado por el
hombre, a diferencia de un canal). Los ríos evolucionan y reaccionan ante la
intervención humana, ya sea ésta de obstruir o de liberar.
Por otra parte, los usos del suelo aguas abajo de una presa suelen cambiar con el
paso del tiempo (desarrollos agrícolas, urbanizaciones, ocupación de las
llanuras de inundación por vías de comunicación, etc.) circunstancia que habrá
que tener en cuenta si se va a demoler la infraestructura hidráulica, ya que esos
nuevos usos (que antes no existían) se han ido aproximando cada vez más a los
cauces de los ríos. Por lo tanto, ese intento por naturalizar el río hay que hacerlo
de forma compatible con las nuevas circunstancias.
2. MARCO LEGAL
La legislación española contempla desde 1967 en la Instrucción para el
Proyecto, Construcción y Explotación de Grandes Presas, en su artículo 100
Abandono y demolición de presas, la aprobación de un plan de obras cuando sea
necesario proceder al abandono o demolición de una presa, tomando las
medidas adecuadas para garantizar la seguridad de dicha zona, por parte de la
Administración.
En la modificación del año 2012 del Reglamento del Dominio Público
Hidráulico de 1986 se añade el artículo 165 bis Particularidades para los
aprovechamientos hidroeléctricos, que cita la realización de una propuesta
razonada sobre el futuro del aprovechamiento a extinguir y que incluya entre
otros aspectos la gestión o en su caso demolición de las infraestructuras e
instalaciones que deben revertir al Estado.
El Reglamento Técnico sobre Seguridad de Presas y Embalses de 1996, en su
artículo 35 Puesta fuera de servicio, cita la redacción de un proyecto que defina
los trabajos a realizar para la puesta fuera de servicio de una presa o embalse,
así como las condiciones en que ha de quedar su zona de influencia. Y el
proyecto debe ser aprobado por la Administración.
El Real Decreto Legislativo 1/2001, de 20 de julio, por el que se aprueba el texto
refundido de la Ley de Aguas, en su artículo 53. Extinción del derecho al uso
privativo, apartado 4 cita:

Al extinguirse el derecho concesional, revertirán a la Administración
competente gratuitamente y libres de cargas cuantas obras hubieran sido
construidas dentro del dominio público hidráulico para la explotación del
aprovechamiento, sin perjuicio del cumplimiento de las condiciones
estipuladas en el documento concesional.
Y en su artículo 66. Caducidad de las concesiones, cita:
1. Las concesiones podrán declararse caducadas por incumplimiento de
cualquiera de las condiciones esenciales o plazos en ella previstos.
2. Asimismo el derecho al uso privativo de las aguas, cualquiera que sea el
título de su adquisición, podrá declararse caducado por la interrupción
permanente de la explotación durante tres años consecutivos siempre
que aquélla sea imputable al titular.
Mientras que la Norma Técnica de Seguridad para la Explotación, Revisiones de
Seguridad y Puesta Fuera de Servicio de Presas y Embalses, en calidad de
borrador con fecha julio de 2011 desarrolla en sus artículos 39 a 44 los criterios
básicos, las obligaciones del titular en relación con la puesta fuera de servicio de
la presa o embalse, el inicio y finalización de la fase de puesta fuera de servicio,
el proyecto de puesta fuera de servicio, la ejecución de las obras y la inspección
final.
3. PERO ¿POR QUÉ DEMOLER UN OBSTÁCULO EN UN RÍO?
En ocasiones, los propietarios eligen demoler los obstáculos en los ríos por
razones ligadas a motivos económicos y de seguridad, principalmente
ocasionados por la edad de sus instalaciones y por el coste de su mantenimiento.
Una cantidad significativa de presas construidas antes de los años 60 están
llegando al final de su vida útil (de acuerdo con la Association of State Dam
Safety Officials, http://www.damsafety.org/ las presas tienen una vida media de
50 años), por lo que se hace preciso poner este tema encima de la mesa.
La colmatación del lecho del embalse y, por tanto, un menor almacenamiento de
agua hace que se reduzca y encarezca la producción de energía, el control de
avenidas y la capacidad de riego y abastecimiento.

Por otro lado, el cumplimiento de una normativa ambiental y de seguridad cada
vez más exigente hace que aumente la probabilidad de que el propietario
empiece a pensar en el abandono de la instalación. En algunas presas sin
rentabilidad de aprovechamiento lo habitual ha sido el abandono de las mismas,
incumpliendo la legislación.
Otro motivo es la reducción de las subvenciones recibidas (agricultura, minería,
eléctricas, abastecimiento,…) que favorecen disponer del agua a un coste
inferior al que debería cobrarse. El pago de un precio más ajustado a la realidad
ha hecho que las compañías privadas se aproximen al coste de lo que
verdaderamente valen los recursos naturales públicos, de los que se han
beneficiado anteriormente. Y es que las subvenciones públicas pueden estar
camuflando una realidad económica poco favorable.
La normativa autonómica también habla de demoler los obstáculos artificiales
en desuso. Las confederaciones están abriendo expedientes de caducidad de
concesiones. El incumplimiento del régimen de caudales ecológicos puede ser
motivo suficiente para la demolición (parcial o total) de un obstáculo.
En ocasiones, la demolición de un azud puede resultar complicada si el río se
encuentra encajado justo en ese tramo, dificultando el acceso de maquinaria
pesada a la zona. En otras ocasiones puede resultar sencillo ejecutar un paso en
un azud aprovechando una derivación existente que se encuentra fuera de uso, o
mediante la retirada de una compuerta, etc.
Surge una pregunta de interés ¿Cuánto tiempo puede tardar la tramitación
administrativa para la puesta fuera de servicio de una presa en España? Si se
supone que la declaración de caducidad de la concesión tarda 2 años, que la
contratación y tramitación del proyecto de puesta fuera de servicio lleva otros 2
años, que la evaluación de impacto ambiental tarda 2 años y la licitación de la
obra un año, pues al final serían necesarios al menos 7 años, si no surgen
imprevistos.

4. ALGUNAS EXPERIENCIAS EN ESPAÑA
En España existen más de 1200 grandes presas y más de 7.000 pequeños
obstáculos en nuestros ríos. De las más de mil doscientas grandes presas
existentes, unas cuatrocientas son de titularidad estatal, unas trescientas de las
hidroeléctricas, unas doscientas de los ayuntamientos y unas trescientas
pertenecen a particulares.
La mayor parte de las presas existentes desempeñan una labor importante que
permite el abastecimiento a poblaciones, el regadío, la producción
hidroeléctrica, la defensa contra inundaciones, etc.
Desde hace algunos años hay propuestas de demoler decenas de presas por
carecer de uso (la concesión ha caducado, no cumple la función para la que
había sido concebida,…), por quedarse obsoletas (mal estado,…) o por causar
fuerte impacto ambiental (fragmentación de hábitats piscícolas, tramos
afectados por detracción de caudales, etc.)

En algunos Organismos de cuenca se han abierto expedientes de caducidad de la
concesión del agua, siendo éste el primer paso para poder demoler el obstáculo
asociado al aprovechamiento. Cuando los obstáculos llevan más de tres años sin
ningún tipo de uso, se dan las condiciones legales que permiten a los
Organismos de cuenca extinguir el derecho de los aprovechamientos hidráulicos
correspondientes, y proceder a la retirada de dichos obstáculos transversales
(azudes abandonados o sin uso,…) En estas actuaciones los Organismos de
cuenca suelen respetar los edificios (molinos,…) que se encuentran anejos al
obstáculo a retirar, tanto si se encuentran en buen estado, como si tienen interés
cultural.
Algunos Organismos de cuenca también están procediendo a la eliminación o al
retranqueo de motas con el objetivo de que los ríos puedan recuperar su
conexión lateral, es decir, su cauce natural y sus llanuras de inundación y poder
así disipar las avenidas de una manera más natural y efectiva, aportar limos a
los terrenos que se anegan y recargar los acuíferos.
Existen presas que, o bien se quedaron obsoletas o bien nunca desempeñaron la
función inicialmente prevista como por ejemplo la Presa del Pontón de la Oliva
en el río Lozoya. Construida por el Canal de Isabel II y que nunca llegó a
explotarse debido a las filtraciones del vaso del embalse. En la actualidad es
monumento histórico, clasificado con categoría A y con plan de emergencia
aprobado.
A veces los proyectos de puesta fuera de servicio de presas se presentan unidos
al proyecto de ejecución de una nueva presa que embebe la anterior, como por
ejemplo la Presa de Usoz en el río Irati, que ha quedado embebida por el
embalse de Itoiz. El proyecto de puesta fuera se servicio consistió en retirar los
elementos que podían contaminar las aguas del embalse de Itoiz y condicionar
la explotación y navegabilidad del mismo (desagües de fondo, elementos de la
coronación, compuertas, equipos hidráulicos, cristales, etc.)
En el marco de la Estrategia Nacional de Restauración de Ríos se han demolido
más de 150 azudes obsoletos en los últimos años.
En España se han retirado con éxito represas en desuso y otros obstáculos
transversales. Está comenzando el interés por volver a conectar meandros
abandonados, como en el caso del río Arga, en Navarra.

En Cataluña se ha rebajado la altura de la presa de Lladres y se han realizado
aberturas en diversas presas con el fin de recuperar parte del caudal de los ríos y
lagos de alta montaña, gravemente afectados también por la sobreexplotación
eléctrica.
La Agència Catalana de l’Aigua ha desarrollado una metodología de valoración
biológica e hidromorfológica de las masas de agua. Concretamente el protocolo
relativo a la conectividad fluvial, que tiene en cuenta tanto la variable de altura
del obstáculo como la profundidad aguas abajo. La documentación se puede
descargar en la siguiente dirección web:
http://aca-
web.gencat.cat/aca/appmanager/aca/aca?_nfpb=true&_pageLabel=P1206254461208200588613&profileLoca
le=es
La presa del Huerva (Zaragoza), ejemplo de presa sin mantenimiento, vio
solicitada su demolición en el 2002 por los propios regantes que la utilizan, ante
la imposibilidad de hacer frente a los costes de explotación.
La demolición del azud de la Gotera en el marco del Programa de Conservación
y Mantenimiento de Cauces de la cuenca del Duero, que forma parte de la
Estrategia Nacional de Restauración de Ríos, tiene como finalidad la mejora de
la continuidad longitudinal del río.
Otro ejemplo es la mejora ecológica del río Órbigo, dentro de la Estrategia
Nacional de Restauración de Ríos, con actuaciones en el tramo de cabecera
consistentes en la eliminación y retranqueo de obstáculos laterales (motas y
escolleras), en la recuperación de brazos secundarios y de llanura de
inundación, así como en la mejora de la continuidad longitudinal mediante la
eliminación de obstáculos transversales y la construcción de dispositivos de
paso para peces (permeabilización en el azud de Alcoba, rampas,…)
El proyecto LIFE+ SEGURA RIVERLINK se está llevando a cabo en un tramo de
los ríos Segura y Moratalla e incluye algunas áreas de la Red Natura 2000. Y
trata de mejorar y fortalecer la conectividad entre los ecosistemas naturales
mediante una serie de actuaciones encaminadas a acercar el río a su estado
natural. Para ello se están empleando técnicas para permeabilizar los obstáculos
como la demolición de un azud en desuso y la construcción de escalas de peces.

Todas estas actuaciones llevan aparejadas una restauración ecológica de las
riberas. Cuenta con un programa de monitoreo para el seguimiento de
indicadores (hidromorfológicos,...) que permitirá evaluar los resultados
obtenidos. Se contempla la creación de una red de custodia del territorio, un
programa de voluntariado y otro de educación ambiental para concienciar a la
sociedad de la importancia de conservar los ecosistemas fluviales y fomentar su
participación activa.
5. ¿QUÉ SE HACE EN OTROS PAISES?
Desde 1912 se han demolido más de 700 presas en Estados Unidos,
principalmente por motivos de seguridad y económicos.
Algunos países de la Unión Europea (UE) han destacado por su política de
restauración fluvial. Ya antes de promulgarse la Directiva Marco del Agua en el
año 2000, que exige la conservación del buen estado ecológico de los ríos de la
UE, se habían llevado a cabo actuaciones importantes.
En la UE, Francia ha sido un país pionero en la demolición de obstáculos. En
1998 se eliminaron dos en la cuenca del Loira para favorecer la recuperación del
salmón atlántico en la zona.
En el caso de Suiza, un país cuyos ríos habían sido canalizados sistemáticamente
ya desde el siglo XIX, se propone naturalizar los ríos retirando los materiales
duros de las márgenes y propiciando el ensanchamiento del cauce.
El río Danubio, al este de Viena, es un río aluvial, que en el pasado fue un río
trenzado (deltas interiores europeos), pero que se acabó convirtiendo en un río
de cauce único, para favorecer la navegación fluvial. En este río se han
desmontado espigones y defensas de orilla, y se está facilitando la entrada de
agua a los brazos abandonados. Esta política de restauración se ha hecho en
coordinación con la autoridad de navegación fluvial, que ha cedido en algún
punto de los intereses del transporte fluvial que representa.

6. PROPUESTAS DE ACTUACIONES PARA LA MEJORA DE LA
CONECTIVIDAD EN LOS RÍOS
1) En España se han realizado campañas con la finalidad de completar y unificar
los inventarios de obstáculos (a nivel de Comunidades Autónomas y de
Confederaciones Hidrográficas). En estos inventarios es útil incluir tres cosas:
1. a) El uso actual de la infraestructura,
2. b) La permeabilidad para los peces y sedimentos,
3. c) El estado de las concesiones de agua asociadas (algunas están
caducadas).
Es importante que la consulta de los inventarios de obstáculos en los ríos esté
accesible al público en general para favorecer la participación ciudadana.
Disponer de una información de base adecuada sobre los elementos que podría
ser necesario permeabilizar constituye el primer paso en una planificación
adecuada de futuras actuaciones, que integre criterios tan relevantes como el
beneficio ambiental que podría generarse y la racionalización de los costes
asociados.
2) Controlar que se respetan los caudales ecológicos por parte del concesionario.
3) Revisar los derechos concesionales de uso de agua asociados a obstáculos
fluviales y garantizar que se retiren cuando hayan caducado por ley,
garantizando que los volúmenes revierten al río.
4) Dotar al planeamiento urbanístico de una base científica fluvial (delimitación
y continuidad del territorio fluvial, cambios de usos en territorio fluvial,…). Un
problema grave y actual de los ríos es territorial, al estar sometidos a una
enorme presión sobre el espacio fluvial. Los políticos, los técnicos y los
responsables de la gestión deberían ser los primeros en formarse en el tema
fluvial.
5) Reestablecer el verdadero espacio fluvial del río de forma compatible con los
usos actuales. Cuando se permite al río recuperar el régimen de caudales
(líquido y sólido) y el espacio fluvial, el propio río tiene la capacidad de
naturalizarse con el paso del tiempo.

6) Incluir en los nuevos proyectos de presas soluciones útiles para que la fauna
pueda atravesarlas. Y lo mismo con los sedimentos.
7) Incluir la demolición de las presas en los programas de medidas de los Planes
Hidrológicos de Cuenca.
8) Desarrollar pormenorizadamente y con claridad en las nuevas normas de
seguridad de presas los criterios de obsolescencia, caducidad, etc.
9) En la actualidad existe desconocimiento de la dinámica hidrogeomorfológica
fluvial, así que se propone la formación de especialistas en geomorfología fluvial
aplicada, la educación y la divulgación orientadas a la protección del territorio
fluvial.
Y para finalizar es importante apuntar que, en ocasiones, lo que hay que hacer
es no intervenir, por ejemplo cuando se trata de obstáculos que pueden generar
impactos ambientales negativos al ser permeabilizados (expansión de especies
alóctonas, desplazamiento de especies amenazadas,…) o que tienen buenos
índices de conectividad fluvial, o que sencillamente se trata de un río sin
comunidades piscícolas relevantes.
1) Palmeri F. et al. 2002. Manual de técnicas de ingeniería naturalística en
ámbito fluvial. Administración de la Comunidad Autónoma del País Vasco.
Departamento de Ordenación del Territorio y Medio Ambiente.
2) Real M. et al. 2006. Protocolo para la valoración de la calidad
hidromorfológica de los ríos. Agència Catalana de l’Aigua.
3) Martín Vide J. P. 2006. Ingeniería de ríos. Universidad Politécnica de
Cataluña.
4) González de Tánago M. et al. 2007. Guía metodológica para la elaboración de
proyectos de restauración de ríos. Ministerio de Medio Ambiente.
5) Magdaleno F. 2009. Manual de Técnicas de restauración fluvial. CEDEX.

IMPULSIONES. DIÁMETRO ECONÓMICO. PUNTO
DE FUNCIONAMIENTO. GOLPE DE ARIETE.
PROTECCIONES
Elevación desde el río Segura hasta el Canal Principal de la Margen Derecha (Azud
de Ojós)
1. INTRODUCCIÓN
Continuando con la reciente categoría inaugurada en el blog
de www.eselagua.com “flujo en presión” se presenta un nuevo post en el que se
realiza un estudio completo de una impulsión, desde la elección del diámetro
económico de la tubería, la determinación del punto óptimo de funcionamiento
(H, Q) y la elección de la bomba más adecuada, el análisis del golpe de ariete
que se produce debido a una interrupción súbita en el suministro eléctrico, la
influencia de la inercia de las masas rotantes del grupo de bombeo en la
variación del caudal y en las envolventes de presiones máximas y mínimas, y por
último la disposición de un calderín, a la salida del bombeo, como protección
antiariete.

Se considera la impulsión con una válvula de retención instalada a la salida del
grupo de bombeo, y en la que no se produce la separación de la columna líquida,
por cavitación, durante el transitorio.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Se plantea elevar un caudal de 5,5 m3/s desde un río, a la cota de toma de 147 m,
hasta un canal cuya solera arranca a la cota 300 m. Tras el correspondiente
estudio topográfico y geológico-geotécnico del terreno se elige un trazado con
una longitud de impulsión de 427 m.
Tras consultar a diferentes fabricantes de tuberías se decide ejecutar el tramo de
impulsión con tubería de fundición dúctil, siendo la rugosidad absoluta de la
misma 0,03 mm y el módulo de Young de 166.770 MPa.
El régimen de funcionamiento de la impulsión es de doce de la madrugada a
8:00 h de la mañana de lunes a viernes y durante las 24 h los fines de semana, lo
que supone un número de horas de funcionamiento anual de 4.576 h.
Tras las oportunas gestiones se ha logrado una tarifa eléctrica a contratar de
0,0978 €/kwh.
3. ELECCIÓN DEL DIÁMETRO ECONÓMICO
Se sabe que un menor diámetro supone un menor coste de ejecución, pero
mayores costes de explotación, debidos a las mayores pérdidas por fricción, que
redundan en un mayor coste energético. El diámetro económico será aquel con
el que la suma de ambos costes sea mínima.
Haciendo uso de la fórmula que proporciona el diámetro económico
aproximado, propuesta por el profesor emérito de la Universidad de Córdoba D.
José Agüera Soriano, que se basa en la fórmula de Vibert, y que tiene en cuenta
el coste de la tubería a instalar, el coste del equipo de bombeo y el coste de la
energía eléctrica que hay que pagar durante la vida útil de la instalación:
Siendo:

D: diámetro en metros, f: coeficiente de fricción, η: rendimiento de la bomba, p:
precio del kwh, p’: precio de referencia del kwh, h: número anual de horas de
funcionamiento, a: factor de amortización, Q: caudal en m3/s.
El factor de amortización se calcula mediante la fórmula:
Siendo:
r: el interés real (interés nominal menos el valor de la inflación), t: años de vida
útil de la instalación.
Para una tasa de interés real del 4% y una vida útil de 50 años, a = 0,047.
Admitiendo un valor inicial del coeficiente de fricción de 0,015, un rendimiento
de la bomba de 0,7 y un precio de referencia de 0,0741 €/kwh, los demás datos
de la fórmula son conocidos, por lo tanto:
El diámetro comercial interior más próximo para la tubería de fundición dúctil
seleccionada es 2,221 m.
Obsérvese que en la obtención del diámetro económico no ha intervenido la
altura geométrica, ni tampoco la longitud de la impulsión. Sin embargo, el
número de horas de funcionamiento del bombeo es fundamental en el cálculo
del mencionado diámetro.
4. ELECCIÓN DE LA BOMBA. PUNTO DE FUNCIONAMIENTO
Para el cálculo de la pérdida de carga por rozamiento en la tubería se hace uso
de la fórmula de Darcy–Weisbach:

Las nuevas variables que aparecen en esta fórmula son la longitud de la tubería
“L” en m, la velocidad “V” en m/s y el caudal “Q” en m3/s. La aceleración de la
gravedad se representa con la letra “g” y su valor es de 9,81 m/s2. El diámetro se
sigue representando por “D” en metros. Y el coeficiente de fricción “f”,
admitiendo régimen turbulento intermedio, depende de la rugosidad relativa y
del número de Reynolds, y se puede obtener a partir de la fórmula de
Colebrook:
Siendo:
Re: el número de Reynolds,
εr: la rugosidad relativa.
El número de Reynolds de calcula como:
Siendo “ν” la viscosidad cinemática del fluido en m2/s.
La velocidad media del flujo es:
Para un valor de viscosidad cinemática de 1,003.10-6 m2/s, el número de
Reynolds es:
Que confirma la existencia de un régimen turbulento.
La rugosidad relativa sería:

Siendo “K” la rugosidad absoluta, cuyo valor es de 0,03 mm.
Con los valores obtenidos del número de Reynolds y de la rugosidad relativa se
obtiene un coeficiente de fricción de 0,01025.
La pérdida de carga por rozamiento en la tubería en función del caudal es:
La suma de la altura geométrica “Hg” y de las pérdidas por rozamiento en
función del caudal “Hf”, proporciona la curva característica de la conducción o
curva resistente de la tubería:
Con las necesidades de altura y caudal, el fabricante proporciona una bomba
cuya curva motriz pasa lo más próximo posible al punto en cuestión y en la zona
de buen rendimiento. La curva motriz de la bomba viene dada por la siguiente
expresión:
El punto de funcionamiento viene dado por la intersección de ambas curvas y se
puede ver en el gráfico siguiente:

Gráfico 1. Punto de funcionamiento. Intersección de la curva resistente de la
tubería y de la curva motriz de la bomba.
Según el fabricante, el rendimiento de la bomba seleccionada en el punto de
funcionamiento es del 80%, por lo tanto la potencia de la bomba es:
El fabricante también nos proporciona el NPSH (Net Positive Suction Head) de
la bomba, tal y como se muestra en la gráfica siguiente:

Gráfico 2. Carga neta positiva de succión de la bomba.
Este valor de la carga neta positiva de succión, nos permite estimar el valor
máximo de la altura de aspiración “Ha” con la siguiente fórmula:
Siendo:
Po/γ: la altura de presión atmoférica (10,33 m),
Ps/γ: la altura de presión de saturación en la instalación hidráulica,
Hra: la caída de presión entre la aspiración y la entrada a la bomba,
El fabricante facilita los valores de “Ps/γ” y de “Hra”, por lo tanto:
Se decide adoptar definitivamente una altura de aspiración de 3 m. Con esta
altura no se supera el límite y no se produce cavitación en la bomba.
También se decide colocar otra bomba, idéntica a la anterior, en reserva activa,
y para ir utilizándola alternativamente.

5. ANÁLISIS DEL TRANSITORIO HIDRÁULICO. SOBREPRESIONES
POR GOLPE DE ARIETE
La parada del grupo motor-bomba debido a una interrupción súbita del
suministro eléctrico suele desencadenar un régimen transitorio rápido inercial
que requiere tener en consideración las inercias del sistema, es decir, la inercia
del grupo elevador rotante (masas rotantes) y la inercia de la columna de agua
ascendente a lo largo de la conducción.
Si los cambios de presión y velocidad se producen con gran rapidez (cambios
bruscos de las variables hidráulicas) hay que contar con la compresibilidad del
agua y con la elasticidad de la tubería, y analizar el problema con las ecuaciones
del golpe de ariete.
La celeridad es un valor clave en el cálculo del régimen transitorio y representa
la velocidad a la que se propagan las perturbaciones (ondas de presión) en el
seno del sistema fluido-conducción. Se calcula a partir de las características de
la tubería y del fluido mediante la siguiente expresión:
Siendo:
k’: módulo de compresibilidad del agua (N/m2), ρ: densidad del fluido
(kg/m3), e: espesor de la tubería (m), E: módulo de Young (N/m2).
Entonces:
A continuación se procede al cálculo de las sobrepresiones por parada del grupo
motor-bomba en la tubería de impulsión (golpe de ariete). Se considera que no
se produce la separación de la columna líquida, por cavitación, durante el
transitorio.

Para realizar la modelación del sistema se ha empleado el software Dyagats 2.0,
Diseño y Análisis del Golpe de Ariete en Tubería Simple, desarrollado por la
Unidad Docente de Mecánica de Fluidos de la Universidad Politécnica de
Valencia (1993) que es aplicable a una tubería simple y que proporciona las
envolventes de alturas piezométricas máximas y mínimas, tras resolver las
ecuaciones que gobiernan el fenómeno del golpe de ariete. La versión gratuita
del programa se puede descargar en la siguiente dirección web:
http://fluing.upv.es/dyagats.php
El programa no simula cavitaciones. No debe aparecer cavitación en el sistema
ya que la rotura de la columna líquida no se contempla en la resolución
analítica. El hecho de que la línea de piezométricas sobrepase (por debajo) la
línea de cavitación significa que la instalación no funcionaría correctamente y
hay que proceder a modificar el diseño.
Al realizar el cálculo del régimen permanente se obtienen los siguientes
resultados:
Tabla 1. Resultados del cálculo en régimen permanente.

Figura 1. Línea piezométrica de la instalación en régimen permanente.
En la figura siguiente se muestran los valores iniciales (instante t = 0) del caudal
y de la velocidad de la bomba, al inicio del transitorio hidráulico, así como los
parámetros de cálculo utilizados, es decir, el intervalo de discretización
temporal de 0,0401 s y el número de puntos de cálculo (11 nodos) en la tubería.
Figura 2. Valores iniciales (t = 0) para el cálculo del régimen transitorio.

Tras realizar la primera simulación con un valor de la inercia de las masas
rotantes del grupo de bombeo de 765 kg.m2 se obtienen las siguientes líneas
piezoméricas envolventes:
Figura 3. Líneas piezométricas envolventes para una bomba con inercia de 765
kg.m2.
En la tabla siguiente se pueden consultar las presiones máximas y mínimas que
tienen lugar, así como el instante en que se producen, en cada uno de los nodos
en que se ha discretizado la conducción:
Tabla 2. Presiones máximas y mínimas por golpe de ariete (bomba con inercia de
765 kg.m2).
Se observa que la máxima presión tiene lugar en el nodo 1, a los 4,281 s de
producirse la interrupción del suministro eléctrico, con un valor de 164,701 m y
que la mínima presión tiene lugar en el nodo 10, a los 2,125 s, con un valor de -
6,106 m.
Para estudiar la influencia de la inercia de las masas rotantes del grupo de
bombeo en la variación del caudal y en las envolventes de presiones máximas y
mínimas se han realizado varias simulaciones, con distintos valores de inercia
(365, 465, 565, 665, 765, 865, 965, 1065 y 1565 kg.m2) y se han obtenido los
siguientes resultados:

Tabla 3. Presiones máximas y mínimas por golpe de ariete para diferentes valores
de la inercia de las masas rotantes.
Se observa como para valores de la inercia inferiores a 765 kg.m2, se puede
producir cavitación en el nodo 10, ya que la altura de presión relativa es inferior
a -10,33 m.
En el gráfico siguiente se pueden ver las envolventes máximas y mínimas de
presiones, para los diferentes valores de la inercia:
Gráfico 3. Influencia de la inercia de las masas rotantes en las envolventes de
presiones.
La inercia de las masas rotantes de la bomba también influye en el tiempo en
que el caudal en la tubería se hace cero (y por lo tanto en el tiempo de parada),
tal y como se aprecia en la gráfica siguiente:

Gráfico 4. Influencia de la inercia de las masas rotantes en el caudal de la tubería
(y en el tiempo de parada).
El aumento de la inercia en el grupo de bombeo permite aumentar el tiempo de
parada y con ello disminuir los efectos del golpe de ariete. Sin embargo su
utilización es limitada al tamaño del volante.
6. PROTECCIONES ANTIARIETE
Una opción para evitar los problemas de cavitación por el golpe de ariete,
además de aumentar la inercia de las masas rotantes de la bomba, puede
consistir en la instalación de un calderín a la salida del bombeo.
El calderín es un depósito cerrado que tiene aire o un gas inerte bajo presión en
la parte superior y un cierto volumen de agua en la parte inferior. Tras la parada
de la bomba, el depósito suministra agua a la tubería descomprimiéndose y
reduciendo la caída de presión debida al golpe de ariete. Posteriormente, se
invierte el sentido del flujo y el agua es de nuevo almacenada en el depósito,
comprimiendo el gas.
El software Dyagats proporciona un prediseño de calderín a partir de unos
valores de presión máxima y presión mínima. En concreto para unos valores de
presión máxima de 185 m y de mínima de 95 m el calderín propuesto tiene una
altura de 8,53 m, una sección de 9,14 m2 y un nivel de agua inicial de 1,37 m. El
volumen total de calderín es de 77,91 m3 y el volumen de aire inicial en régimen
65,39 m3.

Figura 4. Prediseño de calderín con Dyagats 2.0.
A continuación, en el siguiente gráfico, se observa cómo se han resuelto los
problemas de depresiones en la zona alta de la tubería de impulsión (nodo 10).

Gráfico 5. Efecto del calderín en la envolvente de presiones máximas y mínimas.
El funcionamiento del calderín viene ilustrado en el gráfico siguiente, en el que
se observa la evolución de alturas de agua y de entrada y salida de caudal a lo
largo del transitorio hidráulico que tiene lugar en la tubería.
Gráfico 6. Evolución del nivel de agua y del caudal en el calderín durante el
transitorio.
La tubería a instalar y todos sus accesorios (piezas especiales, juntas,…) deben
ser capaces de resistir una Presión Máxima Admisible (PMA) o presión interna
máxima, incluido el golpe de ariete, en servicio y con total seguridad, superior a
187 m, por lo tanto, atendiendo al catálogo del fabricante que ofrece para
fundición dúctil PN16 y PN25, nos decantamos por tubería y componentes de
presión nominal PN25.

7. CONCLUSIONES
Se ha efectuado el estudio de una impulsión realizando el cálculo del diámetro
económico de la tubería, la determinación del punto óptimo de funcionamiento
(H, Q) y la elección de la bomba más adecuada, el análisis del golpe de ariete
que se produce debido a la interrupción súbita en el suministro eléctrico, el
análisis de la influencia de la inercia de las masas rotantes del grupo de bombeo
en la variación del caudal y en las envolventes de presiones máximas y mínimas,
y por último la propuesta de disponer un calderín, a la salida del bombeo, como
protección antiariete, que ha permitido reducir la caída de presión debida al
golpe de ariete y eliminar el riesgo de cavitación en la zona alta de la tubería de
impulsión.
Fullana Serra, V., Cabrera Marcet, E. 1977. Análisis simultáneo de las chimeneas
de equilibrio y del golpe de ariete por el método de las características. Revista de
Obras Públicas Nº 3142.
Mendiluce Rosich, E. 1987. Discrepancias en el cálculo del golpe de ariete.
Revista de Obras Públicas. Pág. 575 a 581.
Wylie E. B., Streeter V. L. 1993. Fluid Transients in Systems. Prentice Hall.
Abreu, J.M., et al. 1995. El golpe de ariete en tuberías de impulsión.
Comentarios a las expresiones de Mendiluce.
Agüera Soriano, J. 1996. Problemas resueltos de mecánica de fluidos
incompresibles y turbomáquinas hidráulicas. Editorial Ciencia 3, S. L.
Agüera Soriano, J. 2002. Mecánica de fluidos incompresibles y turbomáquinas
hidráulicas. Editorial Ciencia 3, S. L.

LA JORNADA SOBRE LAS INUNDACIONES EN
ESPAÑA Y LOS INTERROGANTES QUE SE
DERIVAN
1. INTRODUCCIÓN
El día 1 de julio de 2015 tuvo lugar en el Colegio de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos de Madrid una Jornada sobre “Las inundaciones en España e
implantación de la Directiva Europea de Inundaciones” a la que tuve el gusto de
asistir. Ya en el año 2010 el Colegio organizó una Jornada sobre la nueva
Directiva Europea de Inundaciones.
Los objetivos de esta nueva Jornada han sido el tratamiento de la implantación
de la citada Directiva, el análisis de la problemática de las inundaciones en
nuestro país y la presentación de los Planes de Gestión de Riesgos de
Inundación (PGRI). Todo ello orientado a propiciar un contraste de criterios y
un debate en profundidad para avanzar en la reducción de los impactos que
generan las inundaciones.

Este post pretende resaltar aspectos significativos de las inundaciones en
España y plantear una serie de interrogantes que me surgieron durante la
celebración de la citada Jornada.
2. CONSIDERACIONES Y DATOS DE INTERÉS
Una gran parte de los daños por inundaciones se deben a que la población ha
invadido los cauces y las zonas inundables con urbanizaciones, con
infraestructuras, etc.
A la hora de prevenir inundaciones o reducir el riesgo de inundación una opción
interesante es hacer uso de todos los medios disponibles, que pueden ser
diferentes y específicos en función del lugar en que nos encontremos.
El agua no debería tener color político, y esto en España todavía no se cumple.
Los diagnósticos y las soluciones deben estar basados en estudios técnicos
multidisciplinares realizados con independencia de criterio.
En España, entre 1950 y 2010 se ha reducido en un 90% el número de víctimas
por inundaciones. Este es un buen motivo de celebración. Pero cuidado, que en
la actualidad, alrededor de 3 millones de españoles están en zona inundable
(afectados potencialmente por la avenida de 500 años de periodo de retorno),
260 grandes industrias (Directiva IPPC) están ubicadas en zona inundable y
360 estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) también están
emplazadas en zona inundable.
En la Demarcación Hidrográfica del Duero la avenida de 10 años de periodo de
retorno (alta frecuencia de presentación, y que está en el entorno de la máxima
crecida ordinaria) genera una zona inundable que afecta a 227 municipios y a
unas 86000 personas.
Los 800 millones de € que cuestan de media anualmente las inundaciones en
España ¿se pueden reducir con una mejor gestión del riesgo asociado a las
mismas?

3. DIRECTIVA EUROPEA DE INUNDACIONES
La Directiva Europea introduce una nueva visión de las inundaciones, se trata
no tanto de luchar contra las inundaciones como de vivir con las inundaciones,
no tanto de reducir la peligrosidad como de reducir la vulnerabilidad, de
trabajar a favor de la naturaleza y no en contra de la naturaleza, de aportar
soluciones innovadoras a problemas que se repiten una y otra vez, de apostar
por la autorregulación de los ríos y porque éstos recuperen su espacio y se
reequilibren en cuanto a erosión y sedimentación, de realizar nuevas
infraestructuras o rehabilitar las existentes para que permitan el paso de los
sedimentos y de la ictiofauna.
Ya existe una experiencia importante en hidrogeomorfología y en el
conocimiento del comportamiento de los ríos a nivel global. Lo que se trata es
de llevarlo a la práctica, y de que el ciudadano cada vez esté más informado y
tenga más conocimiento, con la finalidad de evitar decisiones políticas a corto
plazo, que no fomentan el interés general de los ciudadanos, ni el del río.
Ya no es tan sencillo realizar una obra en una masa de agua, porque no se
permite degradar su estado, por lo que deben cumplirse unas condiciones, es
decir, la aplicación de medidas paliativas factibles, su explicación en el Plan
Hidrológico de la Demarcación y que los motivos sean de interés público
superior. En definitiva, se exige el cumplimiento del artículo 4.7 de la Directiva
Marco del Agua. Un ejemplo de incumplimiento de este artículo lo constituye la
presa de Biscarrués, en el río Gállego, en Huesca.
En la actualidad existen cuatro directivas que deben ser compatibles: la
Directiva de Hábitats (1992), la Directiva Marco del Agua (2000), la Directiva
Europea de Inundaciones (2007) y la Directiva Marco sobre la Estrategia
Marina (2008).
España es un país donde alternan periodos de sequía y periodos de
inundaciones. Ya existe una Directiva de Inundaciones, pero ¿Por qué no existe
una Directiva de Sequías, porque los países con mayor peso específico en
Europa son nórdicos y no sufren escasez de agua, como los países del sur?

4. CARTOGRAFÍA DE ZONAS INUNDABLES
La cartografía de peligrosidad elaborada está siendo de utilidad en la toma de
decisiones. Y es que ahora en España ya disponemos de las líneas de
peligrosidad y de riesgo de inundación. Y aunque algunos políticos no se hayan
enterado, esto es una herramienta muy potente porque, por ejemplo, cuando los
ciudadanos se percatan de que el trazado de un AVE (en superficie,
semisoterrado o soterrado) discurre por zona inundable, se puede reivindicar un
cambio de trazado, o si esto no es viable, pues ejecutar el trazado original en
viaducto.
Está funcionando bien el uso de la cartografía de peligrosidad a escala regional,
complementada con estudios de inundabilidad en el ámbito local y la propuesta
de pequeñas medidas correctoras.
Llama la atención como en Europa cada país ha elegido un criterio diferente
para la declaración de zona inundable. Por ejemplo, Irlanda ha obtenido un
gran número de Áreas de Riesgo Potencial Significativo de Inundación (ARPSIs)
mientras que Inglaterra tiene pocas, debido a que los umbrales adoptados por
este último país son más altos.
5. PLANES DE GESTIÓN DEL RIESGO DE INUNDACIÓN
Uno de los objetivos de los PGRI es reducir el riesgo de las inundaciones. El
gran reto no consiste sólo en aprobar los PGRI, sino en implantarlos, con sus
programas de medidas, y en mantener y conservar en el tiempo las actuaciones
que se lleven a cabo.
El MAGRAMA apuesta por aprobar los PGRI antes de finales del año 2015, pero
¿también apuesta por dotar de recursos humanos y económicos a las
Confederaciones Hidrográficas, para que se implanten y se lleven a la práctica
los programas de medidas, o va a ocurrir lo mismo que con las Normas de
Explotación de las presas, que no se pueden implantar por falta de recursos?
Esperemos que los 200 millones de € de los programas de medidas de los PGRI
se agreguen a los de los Planes Hidrológicos de las Demarcaciones, se inviertan
a lo largo del ciclo de planificación (2015-2021) y no se queden en una promesa.

Los PGRI precisan de Evaluación Ambiental Estratégica por disposición legal,
porque pueden tener impacto en la Red Natura 2000 con sus programas de
medidas y porque constituyen un marco para la aprobación de proyectos que
pueden necesitar Estudio de Impacto Ambiental.
Merece una mención el Proyecto SABIA que es un Sistema de Información para
la tramitación telemática de los procedimientos de evaluación ambiental y
consulta de expedientes. La Subdirección General de Evaluación Ambiental ha
desarrollado este proyecto, que tiene por objeto mejorar la gestión de las
evaluaciones ambientales así como la consulta por el público interesado. Se
puede consultar documentación de interés en la dirección:
http://www.magrama.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-
ambiental/temas/evaluacion-ambiental/
Un dato a destacar en la Demarcación Hidrográfica del Júcar es el referente al
número de alegaciones. El Plan Hidrológico de la Demarcación, en el primer
ciclo, recibió 1519 alegaciones, mientras que el PGRI ha recibido sólo 25.

6. ORDENACIÓN DE LAS ZONAS INUNDABLES
Una gran asignatura pendiente en España es la ordenación de las zonas
inundables. En la Ley de Aguas de 1985 ya se citaban limitaciones en el uso de
las zonas inundables. Pero ¿Qué ocurriría en España si se prohibiera construir
en zona de policía? ¿Hay que evitar que las nuevas construcciones prosperen en
zonas inundables? En la actualidad se está planteando restringir usos y ordenar
el suelo adecuadamente en la zona de flujo preferente (ZFP), lo cual no deja de
ser un avance importante.
Es muy importante implementar medidas desde el punto de vista de la
ordenación del territorio. Las Demarcaciones Hidrográficas han de regular la
zona de flujo preferente y las zonas inundables.
En España las competencias en materia de ordenación del territorio están
transferidas a las comunidades autónomas, así como la clasificación del suelo y
el tratamiento de los riesgos naturales y los ayuntamientos tienen la
competencia en urbanismo para ordenar sus municipios. Por lo tanto es
fundamental realizar una labor de coordinación desde el momento de la
aprobación de cualquier plan, y durante la aplicación del mismo.
Cada zona inundable es diferente y requiere una consideración y un tratamiento
particularizados. No se trata de decir que en una zona inundable se prohíben las
edificaciones, se trata de modular las limitaciones de uso del suelo en estas
zonas. Otra cosa es que se trate de una zona de flujo preferente, en donde es
razonable prohibir dichas construcciones.
El no ocupar con suelo urbano la zona inundable es un tema de ordenación del
territorio. Por lo tanto, es importante que se incorporen las líneas de inundación
al planeamiento urbanístico.
En el País Vasco se pueden realizar encauzamientos para proteger lo que ya está
urbanizado. Y en lo que no está urbanizado, no se puede invadir la zona
inundable de periodo de retorno 100 años. Tampoco se pueden realizar
encauzamientos en zona rural.

Y en nuestro país hay comunidades autónomas que han establecido usos del
suelo en zonas inundables, pero ¿Qué se puede hacer con las grandes industrias
implantadas en zonas inundables? En algunas zonas inundables, las
edificaciones se han dispuesto de manera que en planta baja sólo se encuentran
las columnas que soportan a dichos edificios, y todas las actividades se realizan
desde la primera planta y hacia arriba.
7. SITUACIÓN DE LOS SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE
INFORMACIÓN HIDROLÓGICA
Tras las inundaciones catastróficas de la década de los ochenta nacieron los
SAIHs, pero hoy día, estos sistemas agonizan por falta de dotación de recursos
humanos y económicos. Efectivamente se crearon los sistemas, pero no se
crearon los servicios SAIH dentro de la administración estatal. Antes de la crisis
se invertían unos 20 millones de euros en mantenimiento anual de estos
sistemas. Y la inversión inicial para la puesta en funcionamiento de los mismos
fue de unos 800 millones de euros. No parece lógico dejar de invertir en su
mantenimiento y explotación porque ¿cuánto costaría volver a ponerlos en
funcionamiento si se acaban abandonando? Recordemos que en la actualidad el
sistema de pértigas del programa ERHIN está sin ningún tipo de
mantenimiento.
Y recordemos que una forma de seguimiento excelente de los caudales
ambientales, que tanto ha costado tramitarlos en los Planes Hidrológicos de
Demarcación, lo constituyen los SAIHs.
Y no olvidemos que tenemos una gran asignatura pendiente en España y es la
auscultación de las grandes presas y su integración en los SAIHs para su
seguimiento.
Los SAIHs también ayudan a complementar los datos de la Agencia Estatal de
Meteorología (AEMET).
Los SAIHs cuentan con dificultades añadidas y es que son sistemas tecnológicos
que están sometidos a actualización constante, que requieren una formación
técnica del personal, una buena coordinación entre Planificación Hidrológica,
Comisaría de Aguas y Dirección Técnica de cada Confederación Hidrográfica; y
además al tratarse de redes de seguimiento en situación ordinaria y también en
emergencias, deben estar dotados de unas comunicaciones que funcionen
perfectamente en estas situaciones.

8. MEDIDAS ESTRUCTURALES VERSUS MEDIDAS NO
ESTRUCTURALES
Desde la Comisión Europea se apuesta por un fortalecimiento de las medidas no
estructurales (Ordenación del Territorio y Urbanismo, Protección Civil,
asegurar a afectados potenciales,…) consistentes en dar más espacio al rio,
trabajar a favor del medio ambiente y la naturaleza, reconectando cursos de
agua con zonas de inundación naturales, recuperando zonas húmedas y
meandros, etc. Pero ¿se apuesta por ellas porque son más baratas o porque son
más respetuosas con el medio ambiente?
Se abre una línea de financiación europea orientada a medidas naturales e
infraestructuras verdes y al drenaje de infraestructuras lineales. En todas las
actuaciones se debe establecer un orden de prioridad y se debe justificar
adecuadamente la recuperación de costes.
El PATRICOVA cuenta en su programa de medidas con medidas estructurales y
medidas no estructurales. Por razones como la crisis económica las medidas
estructurales no se han podido llevar a la práctica. Sin embargo las medidas no
estructurales sí que se han implantado y están funcionando. Por ejemplo, se ha
evitado la ocupación de más de 7000 hectáreas en zona inundable.
¿Cuánto menor regulada esté una cuenca, peor será su adaptación al cambio
climático?
9. NECESIDAD DE COORDINACIÓN
Las recientes inundaciones en el Ebro (45.000 hectáreas inundadas, 2 víctimas
mortales y 10.000 cabezas de ganado ahogadas) han puesto en evidencia la
necesidad de mejorar la coordinación real entre las Confederaciones
Hidrográficas y Protección Civil, más allá de informar favorablemente sobre los
PGRI.
En España las inundaciones llegan a ser un fenómeno complejo porque tenemos
una administración compleja (estatal, autonómica y local) y la solución pasa
necesariamente por una mejora en la coordinación, desde un punto de vista
práctico.
Con la coordinación se reducen una parte importante de los conflictos
competenciales que pueden surgir.

10. COMUNICACIÓN Y PARTICIPACIÓN PÚBLICA
En la elaboración y en la implantación de los PGRI es fundamental la
comunicación y la participación pública. Se pretende transmitir mejor la
información y sensibilizar a la población sobre la percepción del riesgo de
inundación de forma ajustada. Desde el MAGRAMA se dice que es necesario
innovar en este punto.
De hecho, desde la “Red I+D+i en agua” (Red de Políticas Públicas de I+D+i) se
pretenden identificar retos y oportunidades en el sector del agua a los que dar
respuesta desde la I+D+i.
11. CAMBIO CLIMÁTICO
En España son frecuentes los sistemas convectivos de mesoescala (menores de
100 km de radio) y de una escala temporal horaria. Es decir, fenómenos
localizados y que se desencadenan rápidamente, difíciles de predecir y de
cuantificar, ya que para explicar el 90% de la variabilidad de la precipitación, se
estima que sería necesaria una red de pluviometría más tupida con
pluviómetros cada 5 km, y preparados para medir elevadas intensidades de
precipitación cincominutales.
Desde hace un tiempo AEMET tiene operativo el modelo determinista HIRLAM
con resolución espacial de 5 km (0,05 º) y que corre cada hora, con predicción
de 36 horas. Y actualmente se encuentra en fase de pruebas el modelo
HARMONIE con una resolución espacial de 2,5 km, orientado a la predicción de
los fenómenos convectivos comentados.
En cuanto a si habrá cambios en el futuro en los periodos de retorno de las
precipitaciones, la incertidumbre asociada es todavía elevada, aunque se está
observando un ligero incremento en los valores de las precipitaciones máximas
intensas que generan las inundaciones.
Recomendable la lectura del informe especial sobre la gestión de los riesgos de
fenómenos meteorológicos extremos y desastres para mejorar la adaptación al
cambio climático del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio
Climático (IPCC) que se puede consultar en www.ipcc.ch o un resumen del
mismo en
https://www.ipcc.ch/pdf/special-reports/srex/IPCC_SREX_ES_web.pdf

12. COMPENSACIÓN DE SEGUROS
Una sociedad tiene más resiliencia cuantos más instrumentos de recuperación y
de afrontamiento tenga. Este es un buen eslogan para el Consorcio de
Compensación de Seguros.
Se trata de fomentar las pólizas que faciliten la indemnización. De esta manera
no se utilizan los presupuestos públicos del estado cuando se indemniza. Y es
que las compañías de seguros pagan un recargo a Consorcio porque éste asume
los daños de eventos extraordinarios.
La pregunta es, aunque el sistema funcione de forma independiente a la
declaración de zona catastrófica ¿este sistema es ágil en España o precisa de
mejoras? Los afectados por las inundaciones del Ebro de este año pueden tener
aportaciones interesantes al respecto.

SEQUÍAS, DIRECTIVA, PLANIFICACIÓN Y
GESTIÓN
Figura 1. Nacimiento del Río Segura en Pontones (Jaén)
1. INTRODUCCIÓN
España se caracteriza por presentar una irregularidad en el régimen hidrológico
más acusada que otros países europeos y suele ser necesaria la intervención
pública para afrontar las consecuencias de esta situación.
Por otra parte, en nuestro país existen cuencas hidrográficas con
infraestructuras hidráulicas, grandes superficies de riego y clima adecuado, pero
que no tienen suficientes recursos hídricos.
La sequía constituye un problema estructural y recurrente en España que se
manifiesta con cortes de agua en poblaciones, problemas con el regadío, una
mayor degradación de los ecosistemas acuáticos, etc.

En este post se describe la evolución de las sequías en España y en algunos
países europeos, lo que dice la Directiva Marco del Agua en relación a estas
situaciones, la necesidad de una Directiva Europea de Sequías, la importancia
de la planificación hidrológica y la preparación anticipada ante estas situaciones
de escasez del recurso hídrico y la importancia de crear un organismo con
capacidad para gestionar las sequías a nivel de todo el territorio español, en
coordinación con los organismos de cuenca existentes.
Figura 2. Esquema de los contenidos principales del post
2. LAS SEQUÍAS EN ESPAÑA
En la publicación referenciada en [1] Álvarez Rodríguez, J. et al. (2008) realizan
un análisis de eventos de sequía acaecidos en España reflejados, por un lado, en
una serie de estudios y documentación histórica realizada por especialistas
(crónicas de rogativas, análisis de datos físicos y biológicos de suelos,
vegetación, pólenes,…). Y por otro lado, se han aplicado herramientas
estadísticas a las series de lluvias anuales de las regiones en España durante el
periodo que parte desde 1940 hasta la actualidad.

El gráfico siguiente muestra el número de años con eventos intensos de sequía,
por década, durante los siglos XVIII y XIX en alguna región de España.
Gráfico 1. Número de años con eventos intensos de sequía, por década, durante los
siglos XVIII y XIX en España
Se pueden destacar una serie de secuencias secas generalizadas en
prácticamente toda la Península, con una alta frecuencia en las rogativas, y que
son: 1748-1755, 1779-1784, 1800-1816, 1840-1850, 1861-1880.
Font Tullot (1988) destacaba por su duración y extensión en España el episodio
de sequía 1749-1753, con fuerte intensidad durante el año 1752 en la submeseta
norte, con importantes impactos en el sistema hidrológico (secado del río
Tormes y de pozos y fuentes) y la agricultura.
En la publicación referenciada en [2] Témez (2007) sitúa los mínimos anuales
de diversas series históricas de estaciones pluviométricas, tal y como se muestra
en el gráfico siguiente:

Gráfico 2. Lluvias mínimas anuales registradas en diversas estaciones
pluviométricas
Obsérvese cómo en Murcia tan sólo se registraron 92 mm a lo largo de todo el
año 1945.
La ocurrencia de sequías en España desde comienzos del siglo XX ha sido más
frecuente durante la década de los años 40 y los años comprendidos entre 1980
y la actualidad. La década de los 80 sufre una serie de sequías intercaladas con
eventos de signo opuesto e incluso catastrófico, como las crecidas en Levante de
1982. Estas sequías se extienden a la mayor parte de España.
Posteriormente el evento seco más importante abarca la primera mitad de los
años 90 y se extiende a prácticamente toda la Península Ibérica, con
intensidades muy secas durante el año hidrológico 1994/95.
3. LAS SEQUÍAS EN EUROPA
El periodo de 1773-1774 se caracterizó por una gran sequía que hizo descender
el caudal de los ríos, hasta el punto de que el Danubio se llegó a poder cruzar a
pie.
Vermes, L. (1998) en la publicación referenciada en [3] realiza una descripción
detallada de la frecuencia de las sequías en determinados países de Europa. A
continuación se recogen algunos datos significativos.

En Hungría, en el valle del río Tisza, hubo cuatro años extremadamente secos en
el período 1891-1990, que fueron 1904, 1935, 1952 y 1990. En este valle, 30 de
cada cien años resultaron ser claramente secos, y produjeron sequías intensas.
Por lo que respecta a la tendencia para el futuro, el análisis de los datos
climáticos observados en una serie larga de años, en Hungría, demuestra que las
precipitaciones y el contenido medio de humedad del suelo tienden a disminuir
de forma significativa.
También se ha observado un descenso en las series de la relación entre valores
anuales de precipitación (entradas) y evapotranspiración potencial (salidas); de
acuerdo con cuya relación el territorio húngaro podría ser clasificado como país
afectado por la sequía.
En Rumanía, una zona que antes se caracterizaba por ser húmeda, ahora tiene
periodos en los que las condiciones climáticas son casi de aridez y el riego se
hace indispensable.
En Yugoslavia, los datos del intervalo 1924-1996 reflejan que durante estos
años, en la zona oriental (estación meteorológica de Zajecar), se produjeron 10
períodos secos de tres años cada uno. Y la sequía es especialmente perjudicial
para la agricultura cuando se produce en series de tres años o más. Algunos
años (1928, 1951, 1990, 1992) la sequía, no sólo fue muy perjudicial para
determinados cultivos, sino que convirtió en árida gran parte de la llanura
Panónica.
En Croacia, Sostaric et al. (1997) también llegaron a la conclusión de que,
después de 1981, los años de sequía han sido más frecuentes, y también que,
durante los meses de crecimiento vegetativo, las lluvias se han reducido.
Algunas investigaciones detalladas muestran también una situación de
empeoramiento en la mayoría de los países de Europa central y del este.
4. LAS SEQUÍAS EN LA DIRECTIVA MARCO DEL AGUA
La Directiva Marco del Agua (2000/60/CE) establece un marco para la
protección de las aguas orientado a paliar los efectos de las sequías e
inundaciones y garantizar el suministro suficiente de agua en buen estado,
reduciendo la contaminación existente.

Aunque los efectos de las sequías sobre las masas de agua pueden quedar fuera
del régimen sancionador de la Directiva cuando el deterioro temporal de dichas
masas se deba a causas naturales o de fuerza mayor, que sean excepcionales o
que no hayan podido preverse razonablemente, en particular sequías
prolongadas. También se establece que el estado miembro podrá determinar
que no es factible adoptar medidas adicionales en situación de sequía.
La Directiva establece la necesidad de registrar las zonas protegidas incluyendo
las que sirven para la captación de agua destinada al consumo humano, ya que
son de interés en planes de emergencia frente a sequías.
Pero para que Europa implemente un giro sustancial en el enfoque tradicional
de las sequías es necesaria una Directiva Europea de Sequías, ya que existen
varios países, entre ellos España, donde alternan los periodos de sequía y los
periodos de inundaciones, y de hecho, ya existe una Directiva Europea de
Inundaciones, pero ¿Por qué no existe una Directiva de Sequías?, posiblemente
porque los países con mayor peso específico en Europa no sufren escasez de
agua. Sin embargo, los países del sur y del este, sí que sufren graves daños por
sequías.
Esta Directiva de Sequías podría ser un ejemplo de cooperación internacional, y
podría elaborar un mapa europeo de sensibilidad frente a las sequías y una
estrategia común para atenuar sus efectos perjudiciales.
Tarde o temprano se tendrá que abordar la siguiente cuestión ¿Los países del
norte de Europa sufrirán fuertes sequías a causa de la elevación de las
temperaturas del planeta debido al cambio climático?
5. SEQUÍAS Y PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA
En España tenemos sistemas de recursos hídricos que se gestionan al límite, y
que acaban siendo más vulnerables ante las situaciones de sequía. Por lo que es
necesario planificar éstas situaciones con suficiente antelación.
Se trata de definir un programa de atenuación de los impactos de la sequía a
largo plazo para reducir la vulnerabilidad frente a la sequía, y esto se ha de
hacer de forma coordinada con la planificación hidrológica a escala nacional.

Es importante tener presente que cuando, en los escenarios empleados en
planificación hidrológica, las demandas son superiores a los recursos propios
y/o externos con los que cuenta una cuenca, el agravamiento de los efectos de la
sequía está asegurado. Varias cuencas hidrográficas de nuestro país presentan
este problema.
La determinación y la implantación de los caudales ecológicos es algo pendiente
de resolver. Los resultados obtenidos con las metodologías recomendadas y
aplicadas muestran gran variabilidad, con valores que difieren en órdenes de
magnitud. Falta consenso científico y técnico para decantarse por unos valores u
otros. La normativa española somete su elección a un proceso de concertación.
En este campo hemos de seguir avanzando y también en la implantación de
dichos caudales, su seguimiento y su cumplimiento.
También es necesaria una adecuada planificación y gestión del uso de la tierra
para agricultura, en congruencia con la planificación hidrológica.
6. NECESIDAD DE UN ORGANISMO ESTATAL QUE COORDINE LAS
SEQUÍAS
En España hace falta un ente regulador del agua con criterio independiente, con
perspectiva de conjunto, que vele por el interes general, al margen de intereses
políticos particulares y territoriales, con capacidad para gestionar las sequías,
anticiparse a las mismas (indicadores,…) y proponer las medidas de gestión más
adecuadas en función del tipo de sequía que se padece, en coordinación con los
organismos de cuenca y con la planificación hidrológica a nivel estatal.
Este organismo también se podría encargar de:
1) Promover la participación de los usuarios,
2) Hacer de mediador en la resolución de los conflictos que surgen por el uso del
agua en periodos de sequía,
3) Aprender y sacar conclusiones de experiencias de sequías anteriores,
4) Informar y concienciar a la sociedad sobre la escasez del recurso hídrico,
5) Estudiar la disposición de la sociedad a pagar más por unos suministros de
agua más seguros y proponer incentivos económicos para favorecer el ahorro de
agua,

6) Establecer una estrategia nacional para la sequía mediante una labor
multidisciplinar entre los diferentes especialistas,
7) Aclarar la legislación estatal en relación con la venta de agua, con los cambios
de derechos de agua, las concesiones de uso del agua,… en períodos de escasez
de agua,
8) Establecer qué tolerancia tenemos en España a los daños por sequía, es decir,
a asumir conscientemente algunos riesgos, limitaciones y pérdidas económicas,
9) Proponer sistemas de uso flexibles, con capacidad de adaptación a los
recursos existentes.
Y un largo etc.
7. CONCLUSIONES
A lo largo de la historia se han registrado episodios graves de sequía, antes y
después del cambio climático, en España y en otros países europeos. En la
mayoría de los países de Europa las sequías tienen lugar periódicamente, siendo
más frecuentes en los países del sur, centro y este.
La situación se ha ido agravando al presentarse tales fenómenos con más
frecuencia, intensidad y duración, habiendo causado también las últimas
sequías grandes daños en países europeos.
Europa debería dar un giro sustancial al enfoque tradicional de las sequías
mediante una Directiva Europea de Sequías. Esta Directiva podría ser un
ejemplo de cooperación internacional, elaborando un mapa europeo de
sensibilidad frente a las sequías y una estrategia común para atenuar sus efectos
perjudiciales.
En España hemos de seguir trabajando en la convergencia entre sequías y
planificación hidrológica a nivel estatal en cuanto a adecuación de las demandas
a las aportaciones y existencias en épocas de sequía, cumplimiento de caudales
ecológicos y mantenimiento de unas superficies de regadío sostenibles.
En nuestro país se necesitaría un organismo de carácter estatal con capacidad
para establecer las medidas de gestión más adecuadas en función del tipo de
sequía que se padece, en coordinación con los organismos de cuenca y con la
planificación hidrológica a nivel estatal.

[1] Álvarez Rodríguez, J. et al. 2008. Evolución histórica de sequías en España.
Revista de Obras Públicas/Marzo 2008/Nº 3486.
[2] Témez Peláez, J. R. 2007. Sequías en la Península Ibérica: records históricos
y leyes de frecuencia. Revista de Ingeniería Civil 145/2007.
[3] Vermes, L. 1998. Directrices para la gestión del agua. Cómo elaborar una
estrategia para mitigar los efectos de las sequías. Una Guía de la Comisión
Internacional de Riegos y Drenajes (ICID). Grupo de Trabajo Regional Europeo
(ERWG).

¿ES NECESARIO PROTEGER ESTE
ENCAUZAMIENTO?
1. INTRODUCCIÓN
En el presente post se lleva a cabo un estudio hidráulico en régimen transitorio
con el objeto de diseñar las protecciones necesarias para un encauzamiento.
Se parte del hidrograma de caudal para un periodo de retorno de 500 años y de
la geometría del encauzamiento, y se aplica la formulación de la onda dinámica
a través del programa Storm Water Management Model (SWMM) de la
Environmental Protection Agency (EPA).
Una vez realizado en cálculo hidráulico se diseñan unas protecciones con la
finalidad de impedir la erosión de la sección transversal del encauzamiento.
2. HIDROGRAMA DE CAUDAL PARA EL DISEÑO
La cuenca vertiente al encauzamiento genera un hidrograma de entrada al
mismo, para un periodo de retorno de 500 años, que se puede ver en la gráfica
siguiente:
Gráfico 1. Hidrograma de caudal de entrada al encauzamiento y volumen
acumulado.
El caudal pico es de 31,10 m3/s y el volumen acumulado 0,277 hm3.

3. FORMULACIÓN DE LA ONDA DINÁMICA
La realización del análisis del régimen transitorio hidráulico que tendrá lugar en
el encauzamiento objeto de estudio como consecuencia del hidrograma de 500
años de periodo de retorno, se llevará a cabo mediante la integración numérica
de las ecuaciones de Saint Venant, que proporcionan la solución al cálculo del
tránsito de una avenida. Téngase en cuenta que los cauces fluviales y las obras
experimentan las mayores acciones y transformaciones durante las avenidas.
La ecuación dinámica de Saint Venant se puede escribir como:
Siendo:
S: la pendiente motriz,
x: la abcisa en la dirección del movimiento,
z: la cota del fondo,
y: el calado,
v: la velocidad,
g: la aceleración de la gravedad,
t: el tiempo.
La ecuación de continuidad escrita por unidad de anchura sería:
En donde “q” representa el caudal específico o caudal por unidad de ancho.

Para integrar las ecuaciones de Saint Venant se empleará la formulación de la
onda dinámica completa, a través del programa Storm Water Management
Model (SWMM) de la Environmental Protection Agency (EPA), ya que con esta
metodología, el modelo hidrodinámico permitirá representar el
comportamiento de fenómenos tales como remansos, flujos a presión, flujos
inversos, etc.
SWMM emplea la ecuación de Manning para establecer la relación entre el
caudal que circula por el encauzamiento (Q), la sección del mismo (A), el radio
hidráulico (Rh) y la pendiente (S). La ecuación en unidades del Sistema
Internacional se expresa como:
Donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning.
En el caso del modelo de la onda dinámica la pendiente S se interpreta como la
pendiente hidráulica del flujo, pendiente motriz o pérdida de energía por unidad
de longitud.
Como se ha comentado, el transporte de agua a través de los conductos y cauces
representados en SWMM está gobernado por las ecuaciones de conservación de
la masa y de la cantidad de movimiento, tanto para el flujo gradualmente
variado como para el flujo transitorio, y que son las ecuaciones de Saint Venant.
En este caso se ha decidido resolver las ecuaciones con el modelo hidráulico de
transporte de la onda dinámica.
El modelo de transporte de la onda dinámica resuelve las ecuaciones completas
unidimensionales de Saint Venant. Estas ecuaciones suponen la aplicación de la
ecuación de continuidad y de cantidad de movimiento en las conducciones y la
continuidad de los volúmenes en los nudos.
Con este tipo de modelo de transporte es posible representar el flujo presurizado
cuando una conducción cerrada se encuentra completamente llena, de forma
que el caudal que circula por la misma puede exceder del valor de caudal a tubo
completamente lleno obtenido mediante la ecuación de Manning.

El modelo de transporte de la onda dinámica también contempla efectos como
el almacenamiento en los conductos, los resaltos hidráulicos, las pérdidas en las
entradas y salidas de las conducciones, el flujo inverso y el flujo presurizado.
Se trata de un método de resolución adecuado para sistemas en los que los
efectos de resalto hidráulico, originados por las restricciones de flujo aguas
abajo y la presencia de elementos de regulación tales como orificios o
vertederos, sean importantes. Y esto entra dentro de los casos que nos ocupan.
4. ENCAUZAMIENTOS
A continuación se lleva a cabo el estudio hidráulico necesario orientado al
diseño del encauzamiento para un periodo de retorno de 500 años. El
encauzamiento da continuidad a una obra de drenaje transversal que atraviesa
una autovía. Esta obra de drenaje está formada por dos marcos de hormigón de
ancho 4,00 m y alto 2,00 m.
Como premisa se evitará el diseño del encauzamiento en hormigón.
Para dar continuidad a la obra de drenaje transversal constituida por 2 marcos
de hormigón de 4,00 m de ancho y 2,0 m de alto se propone un encauzamiento
para transportar un caudal punta de diseño de 31,10 m3/s correspondiente al
periodo de retorno de 500 años.
Figura 1. Planta del encauzamiento.
En un primer momento se propone como solución un encauzamiento en tierras
y escollera con una longitud de 364 m, entre la desembocadura de la obra de
drenaje transversal bajo la autovía y la embocadura de la obra de drenaje
transversal bajo la carretera existente. Ambas obras de drenaje transversal
tienen las mismas dimensiones.

El encauzamiento tiene sección trapezoidal y taludes 1 H: 1 V. En su parte
central el ancho de la base es de 6 m y presenta dos transiciones, es decir, un
estrechamiento gradual en curva entre la desembocadura de la obra de drenaje
transversal bajo la autovía y el tramo central y un ensanchamiento gradual,
también en curva, entre el final del tramo central y la embocadura de la obra de
drenaje transversal bajo la carretera.
Para estudiar el comportamiento del encauzamiento propuesto se ha construido
un modelo con el software SWMM de la EPA analizando el régimen hidráulico
transitorio mediante la formulación de la onda dinámica, a partir del
hidrograma de entrada que presenta un caudal pico de 31,10 m3/s y un volumen
acumulado de 0,277 hm3, para un periodo de retorno de 500 años.
En la siguiente figura se observa el modelo construido y el hidrograma de
entrada.
Figura 2. Modelo hidráulico en SWMM e hidrograma de entrada para un periodo
de retorno de 500 años en el encauzamiento.
En las siguientes imágenes se puede observar la evolución de la lámina de agua
con el paso del tiempo:

Figura 3. Perfil longitudinal de la lámina de agua en el instante 11:00 h,
prácticamente al inicio del hidrograma, para un caudal de 1,31 m3/s.
Se aprecia como para estos primeros caudales el vertido en la desembocadura se
produce de forma libre.
Figura 4. Perfil longitudinal de la lámina de agua en el instante 12:20 h, en la rama
ascendente del hidrograma, para un caudal de 12,90 m3/s.

Figura 5. Perfil longitudinal de la lámina de agua en el instante 13:00 h,
coincidente con el tránsito del caudal pico de 31,12 m3/s.
Como se aprecia, el resalto hidráulico se produce hacia el final de la rápida y a la
salida de la obra de drenaje transversal bajo la carretera. Tanto la entrada como
la salida de la obra de drenaje transversal bajo la carretera se deberá proteger
convenientemente con escollera.
No se produce la entrada en carga durante el tránsito del caudal pico en ninguna
de las obras de drenaje transversales. En la siguiente gráfica se puede observar
la evolución de los niveles de agua a la entrada y a la salida de las obras de
drenaje transversal:

Gráfico 2. Evolución de niveles a la entrada y a la salida de la obra de drenaje
transversal bajo la autovía durante el tránsito de la avenida de 500 años de
periodo de retorno.
Aguas arriba de la obra de drenaje transversal bajo la autovía el agua alcanza un
calado máximo de 1,24 m e inmediatamente aguas abajo a la salida de la ODT el
calado máximo sería de 1,05 m.
La velocidad máxima alcanzada en esta obra de drenaje transversal es de 3,40
m/s.
Gráfico 3. Evolución de niveles a la entrada y a la salida de la obra de drenaje
transversal bajo la carretera durante el tránsito de la avenida de 500 años de
periodo de retorno.

El comportamiento de los niveles en esta obra de drenaje transversal bajo la
carretera es contrario al de la obra de drenaje transversal anterior, es decir,
aguas arriba de la obra de drenaje el agua alcanza un calado máximo de 1,67 m,
menor que el alcanzado a la salida de la citada obra, donde el calado máximo
que se alcanzaría sería de 1,77 m, debido al cambio de pendiente y al resalto
hidráulico.
La velocidad máxima alcanzada en la obra bajo la carretera es de 2,33 m/s.
A lo largo del encauzamiento la evolución de los niveles sería:
Gráfico 4. Evolución de niveles entre la salida de la obra bajo la autovía y el tramo
intermedio del encauzamiento durante el tránsito de la avenida de 500 años de
periodo de retorno.
Se observa que a la salida de la obra y durante la primera curva del
encauzamiento, los niveles máximos están comprendidos entre 1,05 m y 1,30 m.

Gráfico 5. Evolución de niveles entre el tramo intermedio del encauzamiento y la
obra bajo la carretera durante el tránsito de la avenida de 500 años de periodo de
retorno.
Se observa que los niveles van en aumento conforme el agua se aproxima a la
obra bajo la carretera, debido al cambio de pendiente existente y al efecto de la
forma de la desembocadura, de manera que los niveles máximos van en
aumento desde 1,02 m y hasta 1,67 m.
Para que la obra bajo la carretera no entre en carga la sobreelevación por el
efecto de la curva no debería ser superior a 30 cm.
Entonces, como:
Siendo:
r: radio de curvatura mínimo,
v: velocidad media en la sección transversal,
B: ancho de la sección,
g: aceleración de la gravedad,

∆z: Sobreelevación entre la orilla exterior e interior de la curva.
Y como la curva proyectada tiene un radio superior a 35 m, se evita la entrada
en carga de la obra de drenaje transversal bajo la carretera.
Una recomendación de buena práctica es que el radio de curvatura medio en las
curvas fluviales esté comprendido entre 5 y 8 veces la anchura del cauce.
Admitiendo un valor de ancho medio del encauzamiento en la curva de 7 m, el
valor del radio debería estar comprendido entre 35 y 56 m.
Por tanto, un radio de curvatura de 35 m estaría justificado en este caso.
En cuanto a la primera curva, a la salida de la obra de drenaje transversal bajo la
autovía:
Y siguiendo la recomendación de buena práctica de que el radio de curvatura
medio en las curvas fluviales esté comprendido entre 5 y 8 veces la anchura del
cauce, admitiendo un valor de ancho medio del encauzamiento en la curva de 10
m, el valor del radio debería estar comprendido entre 50 y 80 m.
Concluyendo que un radio de curvatura de 50 m estaría justificado en este caso.

Gráfico 6. Evolución de las velocidades entre la salida de la obra bajo la autovía y el
tramo intermedio del encauzamiento durante el tránsito de la avenida de 500 años
de periodo de retorno.
Se observa como el flujo se acelera conforme se acerca al tramo de mayor
pendiente a la salida de la primera curva. Las velocidades máximas oscilan entre
2,03 m/s a la salida de la obra y 3,45 m/s al inicio de la rampa de mayor
pendiente.
Gráfico 7. Evolución de las velocidades entre el tramo intermedio y la obra de
drenaje bajo la carretera durante el tránsito de la avenida de 500 años de periodo
de retorno.

Se aprecia como la velocidad máxima tiene lugar hacia el final del tramo de
mayor pendiente y se va reduciendo conforme se aproxima a la embocadura de
la obra de drenaje transversal bajo la carretera existente.
Gráfico 8. Evolución del número de Froude entre la salida de la obra bajo la
autovía y el tramo intermedio del encauzamiento durante el tránsito de la avenida
de 500 años de periodo de retorno.
La obra de drenaje transversal bajo la autovía y el inicio del tramo de mayor
pendiente funcionarían en régimen rápido durante el tránsito de los mayores
caudales del hidrograma, con valores del número de Froude ligeramente
superiores a la unidad.

Gráfico 9. Evolución del número de Froude entre el tramo intermedio y el final del
encauzamiento durante el tránsito de la avenida de 500 años de periodo de
retorno.
Los mayores valores del número de Froude tienen lugar hacia el final del tramo
de mayor pendiente y se van reduciendo conforme el agua se aproxima a la
salida de la segunda curva y a la embocadura de la obra de drenaje transversal
bajo la carretera existente, donde tendrá lugar el resalto hidráulico.
En cualquier caso, al tratarse de valores del número de Froude inferiores a 1,7
estaríamos ante la tipología de resalto hidráulico ondulante.
Una vez que ha transitado por el encauzamiento la punta del hidrograma se irá
produciendo el vaciado del mismo. En la siguiente figura se puede ver el perfil
de lámina de agua en un instante posterior al paso del caudal pico:

Figura 6. Perfil longitudinal de la lámina de agua en el instante 14:00 h, una hora
después de haberse producido el paso del caudal pico, y para un caudal de 14,11
m3/s.
5. PROTECCIONES CON ESCOLLERA
La función de la escollera es impedir la erosión del talud de tierras por la acción
de la corriente, a través de su resistencia al arrastre gracias al peso y a la
imbricación entre los bloques.
En las curvas se trata de impedir la erosión en la orilla exterior que es la más
expuesta a la acción erosiva de la corriente y del flujo en curva. Se trata de
defender la región de máxima curvatura, extendiendo la protección hacia aguas
abajo de la curva, ya que los mayores calados y erosiones se producen aguas
abajo del punto de máxima curvatura.
Pero hay que tener en cuenta que al transformar una orilla erosionable en dura
se suele inducir una erosión del fondo del cauce al pie del revestimiento de la
escollera. Y a la inversa, si se inmoviliza el fondo de un cauce, se puede inducir
una erosión en la orilla.
A continuación se procede al cálculo del tamaño o dimensionamiento de la
escollera con el objetivo de determinar un diámetro característico de la escollera
que no sea arrastrado bajo unas condiciones hidráulicas determinadas.

Se aplicará una expresión que procede de la experiencia en el proyecto de
protecciones de escollera en EE.UU., válida para protecciones generales (no
locales) continuas de cauces. Las protecciones discontinuas (traviesas,…)
precisan de tamaños mayores.
Para el tamaño D30:
Siendo:
D30: tamaño tal que el 30% del peso del material es menor que él,
y: calado de agua sobre el elemento calculado,
v0: velocidad media en la vertical del elemento,
γ: peso específico del agua (1 T/m3),
γS: peso específico de la escollera (se tomará 2,65 T/m3),
g: aceleración de la gravedad.
Sustituyendo, la expresión queda como:
Siendo F el número de Froude.
En esta última expresión se observa que el tamaño de la escollera es muy
sensible a la velocidad.
La formulación presupone un espesor suficiente del orden de 2D30, ya que
espesores menores pueden llevar a un fallo de la protección.

En el encauzamiento:
El tamaño característico de la escollera tal que el 30% del peso del material es
menor que él debe ser de 0,50 m, y su espesor debe ser mayor o igual de 1 m.
La distribución granulométrica de la escollera debe tener varianza (D84/D16)
comprendida entre 1,7 y 5,2.
La tensión tangencial en el fondo de la sección trapezoidal del encauzamiento
sería:
Y el tamaño de grano que movilizaría la avenida sería:
La erosión en curvas se puede expresar como un factor multiplicativo del calado
medio en recta (ym). La siguiente tabla proporciona estos valores, en función de
r/B, siendo r el radio de curvatura en el eje y B la anchura de la superficie libre
en el tramo recto e y’ el calado en el lado exterior de la curva:
Tabla 1. Estimación de la erosión en curvas.
La tabla se utiliza para estudiar la erosión potencial en un encauzamiento
trazado en curvas. En el cauce de avenidas aplica la erosión en curvas como una
erosión general transitoria de una avenida.
Para la curvatura de cauce adoptada en el dimensionamiento de los
encauzamientos de r/B=5, se pueden alcanzar erosiones significativas, ya que
y’/ym = 1,84.

Los taludes de escollera deben continuarse enterrados en el cauce hasta la
profundidad adecuada frente a la erosión, para evitar que fallen derrumbándose
por haber quedado descalzados debido a la erosión del lecho junto al talud.
Figura 7. Características de la protección de escollera en los encauzamientos.
Para el encauzamiento la cimentación del talud de escollera debe enterrarse
0,84 x 1,50 = 1,26 m.
6. CONCLUSIONES
Para el encauzamiento el radio de curvatura de la segunda curva que se dirige
hacia la obra de drenaje situada bajo la carretera existente es adecuado para el
correcto funcionamiento del encauzamiento. Sin embargo para la primera
curva, proyectada inmediatamente aguas abajo de la obra de drenaje bajo la
autovía, se aconseja que tenga un radio de curvatura mínimo de 50 m.
El encauzamiento precisa de taludes de escollera hasta una altura de 1,50 m y la
cimentación debe enterrarse 1,25 m.
El tamaño característico de la escollera tal que el 30% del peso del material es
menor que él (D30) debe ser de al menos 0,50 m, y se ha de colocar doble capa
tal y como se muestra en la Figura 7. La distribución granulométrica de la
escollera debe tener varianza (D84/D16) comprendida entre 1,7 y 5,2.
Además se recomienda utilizar escollera en todas las embocaduras y
desembocaduras de las obras de drenaje transversal como protección local ante
el riesgo especial de erosión.

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