La tesi va ser dirigida pel Dr. Lluís Corominas (ICRA) i el Dr. Manel Poch (LEQUIA, UdG). La defensa tindrà lloc el 3 de juliol a les 11:00h a la Sala d’Actes de l’ICRA.

Les xarxes de sanejament unitàries transporten les aigües residuals dels sistemes urbans fins a les depuradores, i en episodis de pluja també transporten les aigües d’escorrentia en el mateix sistema. Un dels problemes associats a aquestes xarxes es dóna quan, durant episodis de pluja intensos, es sobrepassa la capacitat màxima del sistema, situació que porta a la descàrrega d’una part d’aquest flux d’aigües directament al medi receptor a través d’unes estructures de sobreeiximent. Aquestes es coneixen com descàrregues de sistemes unitaris (CSO, en la literatura anglosaxona), i degut a l’abocament d’aigües residuals no tractades representen una severa amenaça tant per la qualitat dels sistemes aquàtics receptors com per la salut humana.

La Directiva Europea sobre el tractament de les aigües residuals urbanes de 1991 ja va posar de manifest la necessitat de controlar aquestes descàrregues transitòries. Amb l’arribada l’any 2000 de la Directiva Marc de l’Aigua i el seu objectiu principal d’assolir el bon estat ecològic de les masses d’aigua, es va forçar la revisió de les normatives existents en relació al control de les CSOs. Un exemple a nivell nacional és el Real Decret RD 1290/2012, aprovat l’any 2012, el qual introdueix un nou marc per controlar la contaminació de les CSOs. Així, en aquest nou context legal en actual desenvolupament sobre el control de les CSOs, la monitorització d’aquestes descàrregues juga un paper fonamental.

L’elevat cost de les tecnologies tradicionalment utilitzades per monitoritzar l’ocurrència i duració dels CSOs (p.e. sensors de cabal i nivell), junt amb l’elevat nombre d’estructures de sobreeiximent normalment present en aquests sistemes, fa pales la necessitat de nous mètodes de baix cost si es vol monitoritzar el sistema de forma simultània. La recerca presentada en la tesi d’Albert Montserrat Royuela “Towards a better management of combined sewer systems - methodology based on low-cost monitoring" se centra en l’aplicació d’una tecnologia de baix cost (sensors de temperatura) per determinar l’ocurrència i duració de les CSOs, i el tractament de les dades obtingudes per millorar la gestió dels sistemes unitaris.

El mètode proposat (i validat) es basa en la diferència de temperatura entre la fase gas del col·lector i la barreja d’aigua pluvial i residual sobreeixida, de manera que el canvi de temperatura produït durant un episodi de pluja està relacionat amb l’ocurrència d’un CSO. L’ús d’uns senzills i moderns sensors de temperatura de baix cost equipats amb registrador de dades, va permetre caracteritzar simultàniament els episodis de sobreeiximent produïts en la totalitat de sobreeixidors del sistema unitari del municipi de La Garriga durant un període de gairebé un any, determinant amb èxit l’ocurrència i duració del conjunt de CSOs en un 80% dels casos.

Les dades obtingudes del sistema de La Garriga es van utilitzar per desenvolupar una metodologia global per avaluar el funcionament dels sistemes unitaris. Aquesta metodologia va permetre: (1) avaluar la capacitat d‘un sistema unitari mitjançant dades de duració de CSO i volum de pluja; (2) caracteritzar estadísticament el rendiment dels sobreeixidors en el seu conjunt; (3) avaluar el compliment del sistema amb normatives i directius estatals; i (4) generar models d’arbres de decisió  per donar suport a gestors per prendre decisions sobre el manteniment del sistema. Els resultats obtinguts amb aquesta metodologia, la qual pot ser fàcilment aplicada a qualsevol sistema, poden ser de gran ajuda per a gestors i enginyers que treballen amb la millora i manteniment dels sistemes de col·lectors unitaris.

Finalment, una altra contribució d’aquesta tesi està lligada amb la simulació del comportament de les xarxes unitàries en temps de pluja mitjançant models numèrics, els quals són àmpliament utilitzats per diferents propòsits, com l’avaluació del funcionament dels sistemes unitaris, o l’avaluació de l’impacte de les CSOs al medi receptor. Aquests models són habitualment calibrats (i validats) per tal que les dades simulades s’ajustin a les dades experimentals (reals). Degut a l’elevat cost dels equips de mesura convencionals, una pràctica habitual és calibrar el cabal en un punt representatiu del col·lector principal, i llavors assumir la validesa del comportament dels sobreeixidors. No obstant això, la realitat és que els valors de sobreeiximent simulats i els mesurats poden divergir significativament si aquestes estructures de sobreeiximent no són igualment calibrades. Així, la informació de duració de sobreeiximent obtinguda amb aquests sensors de temperatura de baix cost es va utilitzar en la calibració automàtica d’un model hidrodinàmic de col·lectors, i els resultats es van comparar amb una calibració utilitzant dades de cabal. La metodologia es va aplicar en una conca urbana amb sistema unitari de la ciutat austríaca de Graz. Els resultats van mostrar que utilitzant informació de duració (la qual pot ser obtinguda amb sensors de baix cost) es pot arribar a calibrar aquests models amb un nivell de certesa similar al que s’obtindria amb sensors més sofisticats i cars de cabal.

En conjunt, els resultats derivats de la tesi d’Albert Montserrat Royuela – que ha estat dirigida pels Drs. Lluís Corominas (ICRA) i Manel Poch (LEQUIA, UdG) representen una contribució molt valuosa per a la caracterització de l’activitat de les CSOs i la gestió i optimització de les xarxes unitàries.