Primera descarga
La primera descarga es la escorrentía superficial inicial de una tormenta. Durante esta fase, la contaminación del agua que ingresa a los desagües pluviales en áreas con altas proporciones de superficies impermeables suele estar más concentrada en comparación con el resto de la tormenta. En consecuencia, estas altas concentraciones de escorrentía urbana dan como resultado altos niveles de contaminantes que se descargan de las alcantarillas pluviales a las aguas superficiales . [1] [2] : 216
El término "efecto de la primera descarga" se refiere a los cambios rápidos en la calidad del agua (concentración o carga de contaminantes) que ocurren después de las primeras lluvias de la temporada. Las partículas de suelo y vegetación se lavan en los arroyos; los sedimentos y otras partículas orgánicas acumuladas en el lecho del río se resuspenden y las sustancias disueltas del suelo y las aguas subterráneas poco profundas se pueden verter en los arroyos. Investigaciones recientes han demostrado que este efecto no se ha observado en áreas relativamente permeables. [2] : 216
El término también se usa a menudo para referirse a la primera inundación después de un período seco, que se supone que contiene concentraciones más altas que una subsiguiente. Esto se conoce como "primera inundación". Hay varias definiciones del fenómeno de la primera descarga. [3] [4] [5]
La escorrentía de aguas pluviales en una alcantarilla combinada produce una primera descarga con una suspensión de sólidos sanitarios acumulados en la alcantarilla además de los contaminantes de la escorrentía superficial. El flujo de entrada puede producir un efecto de descarga fétida en las alcantarillas sanitarias si los flujos alcanzan su punto máximo durante el clima húmedo. A medida que las tasas de flujo aumentan por encima del promedio, un porcentaje relativamente pequeño del flujo total contiene un porcentaje desproporcionadamente grande de la masa contaminante total asociada con el volumen de flujo total a través del evento de flujo máximo. La deposición de sólidos de alcantarillado durante períodos de flujo bajo y la posterior resuspensión durante eventos de flujo máximo es la principal fuente de contaminantes para el fenómeno de desbordamiento combinado de alcantarillado (CSO) por primera descarga. [6]
Los sólidos de las aguas residuales sanitarias pueden atravesar el sistema o depositarse en porciones de flujo laminar del alcantarillado para estar disponibles para el lavado durante los flujos máximos. El perímetro mojado de las alcantarillas también puede estar colonizado por biopelículas alimentadas por desechos sanitarios solubles. El diseño hidráulico es la razón subyacente de la deposición de sólidos en las alcantarillas. Las alcantarillas combinadas dimensionadas para eventos pico de escorrentía que se esperan una vez por década pueden transportar hasta 1,000 veces el flujo sanitario promedio. Las alcantarillas de tamaño menos dramático son comunes en los nuevos desarrollos y cerca del extremo aguas arriba de los sistemas de recolección. Los sólidos en suspensión pueden acumularse cuando las velocidades del fluido de flujo bajo generan turbulencia insuficiente. La deposición de sólidos es mayor donde las velocidades son bajas durante el clima seco. En grandes alcantarillas combinadas puede ser imposible alcanzar velocidades de aguas residuales sanitarias que generen suficiente turbulencia para mantener los sólidos suspendidos durante el tiempo seco. [6]
La biopelícula y los sólidos depositados previamente se pueden limpiar y volver a arrastrar durante la turbulencia de flujo máximo. [7] La alta carga de contaminación en las aguas residuales al comienzo de un evento de escorrentía ocurre cuando el aumento de la tasa de flujo erosiona los sedimentos acumulados en las alcantarillas. [8] La erosión de los sedimentos en las alcantarillas puede liberar contaminantes en concentraciones que exceden los niveles encontrados en las fuentes contribuyentes. La descarga inicial altamente contaminante se libera al comienzo del flujo en clima húmedo durante la rápida erosión de una capa débil de carga de lecho de sedimentos superficiales altamente concentrados. [9]Cuando las condiciones favorecen la deposición de sólidos en clima seco, la primera descarga contaminada puede contener hasta un 30 por ciento del total anual de sólidos en suspensión descargados a un sistema de alcantarillado combinado. Se pueden observar concentraciones combinadas de sólidos en suspensión de alcantarillado de varios miles de miligramos por litro (mg / L) durante la primera descarga. [6]
