El tanque de tormentas de Arroyofresno (Grupo 71)
| Trabajo realizado por estudiantes | |
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| Título | El tanque de tormentas de Arroyofresno. Grupo 71 |
| Asignatura | Teoría de Campos |
| Curso | 2025-26 |
| Autores |
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| Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura | |
El tanque de tormentas de Arroyofresno, inaugurado en 2007, es una infraestructura subterránea clave para la protección de la ciudad de Madrid frente a episodios de lluvia intensa. Con una capacidad aproximada de 400 000 m³, este tanque permite almacenar temporalmente las primeras aguas de lluvia —las más contaminadas— antes de enviarlas a la estación depuradora.
Su funcionamiento se basa en laminar y retener los caudales punta que llegan a la red de saneamiento durante las tormentas, reduciendo el riesgo de inundaciones en superficie y evitando vertidos directos de aguas altamente contaminadas al medio receptor. De esta forma, el tanque contribuye tanto a la seguridad hidráulica como a la mejora de la calidad del agua en el sistema de saneamiento urbano.
En este trabajo se presenta un modelo geométrico simplificado del tanque de tormentas de Arroyofresno y se estudian distintos campos escalares asociados al agua y al hormigón armado: el campo de presión hidrostática, la distribución de contaminantes en profundidad, la infiltración en el hormigón y la corrosión de las armaduras. Para la representación gráfica y los cálculos utilizaremos el programa Matlab, siguiendo la metodología de la asignatura de Teoría de Campos.
Contenido
- 1 Funcionamiento del Tanque de Arroyofresno:
- 2 Presión y fuerzas estructurales sobre columnas
- 3 Infiltración y corrosión en columnas
- 3.1 Campo de concentración infiltrada:
- 3.2 Campo del gradiente de concentración infiltrada:
- 3.3 Función de concentración en la armadura en función de la profundidad:
- 3.4 Superficies de isoconcentración dentro de una columna:
- 3.5 Vida útil de la columna en la zona crítica:=
- 3.6 Masa total de contaminantes infiltrados en una columna:
- 4 Decantación y distribución de contaminantes
1 Funcionamiento del Tanque de Arroyofresno:
El Tanque de Tormentas de Arroyofresno forma parte del Plan de Saneamiento de Madrid. Su principal función es reducir el riesgo de inundaciones y proteger el medio ambiente durante lluvias intensas. El tanque se activa automáticamente cuando la red de alcantarillado unitaria, que transporta aguas pluviales y residuales conjuntamente, supera su capacidad máxima. Los contaminantes arrastrados a los tanques de tormentas provienen principalmente: Los Sólidos en Suspensión: Partículas de suciedad, arena y barro, responsables de la turbidez. Materia Orgánica; Metales Pesados: Zinc, plomo, cobre y cadmio, procedentes del tráfico y la corrosión; Nutrientes (Nitrógeno y Fósforo) y Agentes Específicos (Críticos para el Hormigón): Cloruros y Sulfatos. El agua contaminada permanece en el tanque de tormentas de forma temporal, el tiempo necesario para que los sólidos contaminantes decanten y para que la Estación Depuradora de Aguas Residuales pueda asumir el caudal restante. Una vez la red de saneamiento se normaliza, el agua se bombea gradualmente para su tratamiento final. Los tanques de tormentas son comunes en muchas grandes ciudades, especialmente aquellas con sistemas de alcantarillado unitario. Barcelona (España): Cuenta con numerosos tanques de tormentas (ej: el tanque de la Zona Franca, el de Litoral), para proteger el área metropolitana de las inundaciones mediterráneas. Berlín (Alemania): Utiliza un sistema mixto de tanques y canales de almacenamiento subterráneo para gestionar el agua de lluvia. París (Francia): Posee grandes infraestructuras subterráneas ("Grand Collecteur") que funcionan de manera similar para almacenar y regular los flujos de agua.
El almacenamiento de estas aguas sucias provoca que las columnas de hormigón estén expuestas a los agentes agresivos. Los principales mecanismos de daño a las estructuras son: Corrosión de la Armadura por Cloruros: El hormigón protege el acero, generando una capa pasivadora. Los cloruros, arrastrados por la infiltración de agua, penetran en el hormigón alcanzando el acero en la concentración crítica y rompe la capa pasivadora. Permitiendo la presencia de humedad y oxígeno, haciendo que se oxide. Al tener un volumen mayor al acero original, lo que genera tensiones internas que agrietan el recubrimiento de hormigón. Ataque por Sulfatos: Los sulfatos, provenientes de la descomposición orgánica, reaccionan con los componentes del cemento. Estas reacciones causan agrietamiento interno y, a largo plazo, la desintegración de la matriz de hormigón. Para garantizar la vida útil de estas estructuras críticas, se adoptan rigurosas medidas de protección: Diseño de Recubrimiento: Se aumenta el espesor del recubrimiento de hormigón para retrasar la llegada del frente de contaminantes; Hormigón de Baja Porosidad: Se utiliza hormigón de alta calidad para reducir la permeabilidad y la porosidad; Protección del Acero: En ambientes extremadamente agresivos, se opta por acero inoxidable para la armadura, proporcionando una barrera a la corrosión; Recubrimientos Superficiales: Se aplican membranas, pinturas o morteros especiales en las superficies del hormigón para crear una barrera física contra el agua contaminada
