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Articulo de referencia

Agua reciclada

Secuencia de recuperación desde la izquierda: aguas residuales sin tratar , efluente de la planta de tratamiento de aguas residuales y, finalmente, agua regenerada (después de v...

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Secuencia de recuperación desde la izquierda: aguas residuales sin tratar , efluente de la planta de tratamiento de aguas residuales y, finalmente, agua regenerada (después de varias etapas de tratamiento).

La recuperación de agua es el proceso de convertir aguas residuales municipales o aguas residuales industriales en agua que puede reutilizarse para diversos fines. También se denomina reutilización de aguas residuales , reutilización de agua o reciclaje de agua . Existen muchos tipos de reutilización. Es posible reutilizar el agua de esta manera en ciudades o para riego en la agricultura. Otros tipos de reutilización son la reutilización ambiental, la reutilización industrial y la reutilización para agua potable, ya sea planificada o no. La reutilización puede incluir el riego de jardines y campos agrícolas o la recarga de aguas superficiales y subterráneas . Esto último también se conoce como recarga de aguas subterráneas . El agua reutilizada también satisface diversas necesidades en residencias, como la descarga de inodoros , empresas e industrias. Es posible tratar las aguas residuales para que cumplan con los estándares de agua potable . La inyección de agua recuperada en el sistema de distribución de agua se conoce como reutilización potable directa. Beber agua recuperada no es lo habitual. [ 1 ] La reutilización de aguas residuales municipales tratadas para riego es una práctica establecida desde hace mucho tiempo. Esto es especialmente cierto en países áridos . La reutilización de aguas residuales como parte de la gestión sostenible del agua permite que esta siga siendo una fuente alternativa para las actividades humanas. Esto puede reducir la escasez . También alivia la presión sobre las aguas subterráneas y otros cuerpos de agua naturales. [ 2 ]

Existen diversas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales con fines de reutilización. Una combinación de estas tecnologías permite cumplir con estrictos estándares de tratamiento y asegurar que el agua procesada sea higiénicamente segura, es decir, libre de patógenos . Algunas de las tecnologías más comunes son: ozonización , ultrafiltración , tratamiento aeróbico ( biorreactor de membrana ), ósmosis directa , ósmosis inversa y oxidación avanzada [ 3 ] o carbón activado [ 4 ] . Algunas actividades que requieren un alto consumo de agua no necesitan agua de alta calidad. En este caso, las aguas residuales pueden reutilizarse con poco o ningún tratamiento.

En muchas regiones del mundo, donde el agua dulce abunda, el costo del agua regenerada supera al del agua potable . Los costos de las opciones de regeneración de agua pueden compararse con los de alternativas que también logran ahorros de agua dulce similares, como los sistemas de reutilización de aguas grises , la recolección de agua de lluvia y la recuperación de aguas pluviales , o la desalinización de agua de mar .

El reciclaje y la reutilización del agua son cada vez más importantes, no solo en regiones áridas sino también en ciudades y entornos contaminados. [ 5 ] La reutilización de aguas residuales municipales es particularmente alta en la región de Oriente Medio y Norte de África , en países como los Emiratos Árabes Unidos, Qatar, Kuwait e Israel. [ 6 ]

Definición

El término «reutilización del agua» se usa generalmente como sinónimo de reutilización de aguas residuales, recuperación de agua y reciclaje de agua. Una definición de la USEPA establece: «La reutilización del agua es el método de reciclar aguas residuales tratadas para fines beneficiosos, como el riego agrícola y paisajístico, los procesos industriales, la descarga de inodoros y la recarga de acuíferos (EPA, 2004)». [ 7 ] [ 8 ] Una descripción similar es: «La reutilización del agua, el uso de agua recuperada de aguas residuales tratadas, es una realidad establecida desde hace mucho tiempo en muchos países y regiones (semi)áridos. Ayuda a aliviar la escasez de agua al complementar los limitados recursos de agua dulce». [ 9 ]

El agua que se utiliza como insumo para los procesos de tratamiento y reutilización puede provenir de diversas fuentes. Generalmente se trata de aguas residuales ( domésticas o municipales, industriales o agrícolas ), pero también podría provenir de la escorrentía urbana .

Descripción general

El agua de riego se bombea desde este tanque que almacena los efluentes procedentes de un humedal artificial en Haran-Al-Awamied, Siria.
Señal de agua reciclada en Dunedin, Florida , Estados Unidos.

El agua regenerada es aquella que se utiliza más de una vez antes de reincorporarse al ciclo natural del agua. Los avances en la tecnología de tratamiento de aguas residuales municipales permiten a las comunidades reutilizar el agua para diversos fines. El tratamiento varía según su origen, su uso y su método de distribución.

Fuerzas impulsoras

La Organización Mundial de la Salud ha reconocido las siguientes fuerzas impulsoras principales para la reutilización de aguas residuales municipales: [ 10 ] [ 11 ]

  1. creciente escasez de agua y estrés,
  2. el aumento de la población y los problemas de seguridad alimentaria relacionados ,
  3. creciente contaminación ambiental por la eliminación inadecuada de aguas residuales y
  4. creciente reconocimiento del valor como recurso de las aguas residuales , los excrementos y las aguas grises .

En algunas zonas, un factor determinante es también la implementación de un tratamiento avanzado de aguas residuales para la eliminación de microcontaminantes orgánicos , lo que conlleva una mejora general de la calidad del agua. [ 4 ]

El reciclaje y la reutilización del agua son cada vez más importantes, no solo en regiones áridas sino también en ciudades y entornos contaminados. [ 5 ]

Ya, los acuíferos subterráneos que son utilizados por más de la mitad de la población mundial están siendo sobreexplotados. [ 12 ] La reutilización continuará aumentando a medida que la población mundial se urbanice cada vez más y se concentre cerca de las costas, donde los suministros locales de agua dulce son limitados o están disponibles solo con grandes gastos de capital . [ 13 ] [ 14 ] Se pueden ahorrar grandes cantidades de agua dulce mediante la reutilización y el reciclaje de aguas residuales municipales, reduciendo la contaminación ambiental y mejorando la huella de carbono . [ 5 ] La reutilización puede ser una opción alternativa de suministro de agua .

Lograr un saneamiento y una gestión de aguas residuales más sostenibles requerirá hacer hincapié en acciones vinculadas a la gestión de recursos, como la reutilización de aguas residuales o la reutilización de excretas que mantendrán recursos valiosos disponibles para usos productivos. [ 2 ] Esto, a su vez, apoya el bienestar humano y una sostenibilidad más amplia .

Beneficios potenciales

La reutilización de agua/aguas residuales, como fuente de agua alternativa, puede proporcionar importantes beneficios económicos, sociales y ambientales, que son motivadores clave para implementar dichos programas de reutilización. Estos beneficios incluyen: [ 15 ] [ 14 ]

  • Para ciudades y hogares: Mayor disponibilidad de agua ( sustitución del agua potable : conservar el agua potable para beber y utilizar agua reciclada para usos no potables como la industria, la limpieza, el riego, los usos domésticos y la descarga de inodoros).
  • Para el medio ambiente: Reducción de la carga de nutrientes en las aguas receptoras (es decir, ríos, canales y otros recursos hídricos superficiales ); reducción de la sobreexplotación de aguas superficiales y subterráneas; mayor protección ambiental mediante la restauración de arroyos, humedales y estanques; reducción del consumo de energía asociado con la producción, el tratamiento y la distribución del agua (1,2 a 2,1 kWh/m³ ) [ 16 ] en comparación con el uso de recursos hídricos subterráneos profundos, la importación de agua o la desalinización.
  • Costes de fabricación reducidos gracias al uso de agua reciclada de alta calidad.
  • En agricultura: El riego con aguas residuales tratadas puede contribuir a mejorar los rendimientos de producción, reducir la huella ecológica y promover beneficios socioeconómicos. [ 17 ] [ 18 ] También puede conducir a una menor aplicación de fertilizantes (es decir, conservación de nutrientes y reducción de la necesidad de fertilizantes artificiales mediante la nutrición del suelo con los nutrientes presentes en los efluentes tratados). [ 17 ]

Recuperar el agua para su reutilización en lugar de utilizar agua dulce puede ser una medida de ahorro de agua. Cuando el agua usada finalmente se vierte de nuevo en fuentes de agua naturales, aún puede aportar beneficios a los ecosistemas , mejorando el caudal de los arroyos, nutriendo la vida vegetal y recargando los acuíferos , como parte del ciclo natural del agua . [ 19 ]

Escala

Se estima que la reutilización global de aguas residuales tratadas asciende a 40.700 millones de m³ al año, lo que representa aproximadamente el 11 % del total de aguas residuales domésticas e industriales producidas. [ 6 ] La reutilización de aguas residuales municipales es particularmente alta en la región de Oriente Medio y Norte de África , en países como los Emiratos Árabes Unidos, Qatar, Kuwait e Israel. [ 6 ]

En cuanto al Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 de las Naciones Unidas, la Meta 6.3 establece: "Reducir a la mitad la proporción de aguas residuales sin tratar y aumentar sustancialmente el reciclaje y la reutilización segura a nivel mundial para 2030". [ 20 ]

Tipos y aplicaciones

Las aguas residuales tratadas pueden reutilizarse en la industria (por ejemplo, en torres de refrigeración ), en la recarga artificial de acuíferos, en la agricultura y en la rehabilitación de ecosistemas naturales (por ejemplo, en humedales ). Las principales aplicaciones de aguas regeneradas en el mundo se muestran a continuación: [ 21 ] [ 22 ] [ 15 ]

Reutilización urbana

En casos menos frecuentes, el agua regenerada también se utiliza para complementar el suministro de agua potable . La mayoría de los usos del agua regenerada son para fines no potables, como el lavado de automóviles, las cisternas de inodoros, la refrigeración de centrales eléctricas, la mezcla de hormigón, la creación de lagos artificiales, el riego de campos de golf y parques públicos, y la fracturación hidráulica . Cuando es necesario, los sistemas utilizan un sistema de tuberías doble para mantener el agua reciclada separada del agua potable.

Los tipos de uso se distinguen de la siguiente manera:

  • Sin restricciones: El uso de agua regenerada para aplicaciones no potables en entornos municipales, donde el acceso público no está restringido.
  • Restringido: El uso de agua regenerada para aplicaciones no potables en entornos municipales, donde el acceso público está controlado o restringido por barreras físicas o institucionales, como cercas, señalización informativa o restricción de acceso temporal. [ 14 ]

reutilización agrícola

El riego con aguas residuales municipales recicladas también puede servir para fertilizar las plantas si contiene nutrientes como nitrógeno, fósforo y potasio. El uso de agua reciclada para el riego ofrece ventajas, como un menor coste en comparación con otras fuentes y un suministro constante independientemente de la estación, las condiciones climáticas y las restricciones hídricas asociadas. Cuando se utiliza agua regenerada para el riego agrícola, el contenido de nutrientes (nitrógeno y fósforo) de las aguas residuales tratadas actúa como fertilizante . [ 23 ] Esto puede hacer atractiva la reutilización de los excrementos contenidos en las aguas residuales . [ 10 ]

El agua de riego puede utilizarse de diferentes maneras en distintos cultivos, como por ejemplo, para cultivos alimentarios que se consumen crudos o para cultivos destinados al consumo humano que se consumen crudos o sin procesar. Para cultivos alimentarios procesados: cultivos destinados al consumo humano que no se consumen crudos, sino después de su procesamiento (es decir, cocinados o procesados ​​industrialmente). [ 24 ] También puede utilizarse en cultivos que no se destinan al consumo humano (por ejemplo, pastos, forraje, fibra, plantas ornamentales, semillas, cultivos forestales y césped). [ 25 ]

Riesgos en la reutilización agrícola

En los países en desarrollo , la agricultura utiliza cada vez más aguas residuales municipales sin tratar para el riego, a menudo de forma insegura. Las ciudades ofrecen mercados lucrativos para los productos frescos, por lo que resultan atractivas para los agricultores. Sin embargo, debido a que la agricultura debe competir por recursos hídricos cada vez más escasos con la industria y los usuarios municipales, a menudo los agricultores no tienen más remedio que utilizar directamente agua contaminada con desechos urbanos para regar sus cultivos.

El uso de aguas residuales sin tratar en la agricultura puede conllevar riesgos significativos para la salud. Las aguas residuales municipales pueden contener una mezcla de contaminantes químicos y biológicos. En los países de bajos ingresos, a menudo se observan altos niveles de patógenos provenientes de las excretas. En las naciones emergentes , donde el desarrollo industrial supera la regulación ambiental, existen riesgos crecientes derivados de sustancias químicas orgánicas e inorgánicas. La Organización Mundial de la Salud elaboró ​​directrices para el uso seguro de aguas residuales en 2006, [ 10 ] abogando por un enfoque de "múltiples barreras" para su uso, por ejemplo, alentando a los agricultores a adoptar diversas conductas que reduzcan los riesgos. Estas incluyen suspender el riego unos días antes de la cosecha para permitir que los patógenos mueran con la luz solar; aplicar el agua con cuidado para no contaminar las hojas que probablemente se consuman crudas; limpiar las verduras con desinfectante; o dejar secar los lodos fecales utilizados en la agricultura antes de usarlos como abono humano. [ 23 ]

Entre los inconvenientes o riesgos que se mencionan con frecuencia se incluyen la presencia de sustancias potencialmente dañinas como bacterias, metales pesados ​​o contaminantes orgánicos (como productos farmacéuticos, productos de cuidado personal y pesticidas). El riego con aguas residuales puede tener efectos tanto positivos como negativos en el suelo y las plantas, dependiendo de la composición de las aguas residuales y de las características del suelo o las plantas. [ 26 ] [ 27 ]

Reutilización ambiental

El uso de agua regenerada para crear, mejorar, mantener o aumentar cuerpos de agua, incluidos humedales , hábitats acuáticos o caudales de arroyos, se denomina "reutilización ambiental". [ 14 ] Por ejemplo, los humedales artificiales alimentados con aguas residuales proporcionan tanto tratamiento de aguas residuales como hábitats para la flora y la fauna.

Reutilización industrial

Las aguas residuales tratadas pueden reutilizarse en la industria (por ejemplo, en torres de refrigeración ).

Reutilización planificada de agua potable

La reutilización planificada de agua potable se reconoce públicamente como un proyecto intencional para reciclar agua para consumo humano. Existen dos formas de suministrar agua potable para su reutilización: la "reutilización indirecta de agua potable" (RIP) y la "reutilización directa de agua potable". Ambas formas de reutilización se describen a continuación y suelen implicar un proceso público y un programa de consulta pública más formales que la reutilización de facto o no reconocida. [ 14 ] [ 28 ]

Algunas agencias de agua reutilizan efluentes altamente tratados provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales o de recuperación de recursos como una fuente confiable y resistente a la sequía de agua potable. Mediante procesos de purificación avanzados, producen agua que cumple con todas las normas aplicables de agua potable. La confiabilidad del sistema y el monitoreo y las pruebas frecuentes son imprescindibles para que cumplan con los estrictos controles. [ 3 ]

Las necesidades hídricas de una comunidad, las fuentes de agua, las normativas de salud pública, los costos y los tipos de infraestructura hídrica existentes —como sistemas de distribución, embalses artificiales o acuíferos naturales— determinan si el agua regenerada puede formar parte del suministro de agua potable y, en caso afirmativo, cómo. Algunas comunidades reutilizan el agua para recargar acuíferos. Otras la almacenan en embalses superficiales. En estos casos, el agua regenerada se mezcla con otras fuentes de agua o se almacena durante un tiempo determinado antes de ser extraída y tratada nuevamente en una planta de tratamiento o distribución. En algunas comunidades, el agua reutilizada se introduce directamente en tuberías que la conectan con una planta de tratamiento o un sistema de distribución.

Las tecnologías modernas, como la ósmosis inversa y la desinfección ultravioleta, se utilizan comúnmente cuando el agua regenerada se mezcla con el suministro de agua potable. [ 3 ]

Muchas personas asocian una sensación de asco con el agua regenerada y el 13% de un grupo encuestado dijo que ni siquiera la probaría. [ 29 ] No obstante, el principal riesgo para la salud del uso potable del agua regenerada es la posibilidad de que productos químicos farmacéuticos y otros productos químicos domésticos o sus derivados ( contaminantes farmacéuticos ambientales persistentes ) persistan en esta agua. [ 30 ] Esto sería menos preocupante si las excretas humanas se mantuvieran fuera del alcantarillado mediante el uso de inodoros secos o, alternativamente, sistemas que traten las aguas negras por separado de las aguas grises .

Reutilización indirecta de agua potable

La reutilización indirecta de agua potable (RIP) implica que el agua se suministra al consumidor de forma indirecta. Tras su purificación, el agua reutilizada se mezcla con otros suministros o permanece almacenada durante un tiempo en algún tipo de depósito, ya sea artificial o natural, antes de ser distribuida a través de una tubería que la lleva a una planta de tratamiento o a un sistema de distribución. Dicho depósito puede ser una cuenca subterránea o un embalse de agua superficial.

Algunos municipios utilizan y otros investigan la recuperación integrada de agua. Por ejemplo, el agua recuperada puede bombearse a acuíferos subterráneos (recarga subterránea) o filtrarse hasta ellos (recarga superficial), extraerse, tratarse nuevamente y, finalmente, utilizarse como agua potable. Esta técnica también se conoce como recarga de acuíferos . Esto incluye procesos lentos de purificación a través de las capas de tierra/arena (absorción) y la microflora del suelo (biodegradación).

En muchos países se utiliza el IPR o incluso el uso potable no planificado de aguas residuales regeneradas, donde estas se descargan en aguas subterráneas para contener la intrusión salina en acuíferos costeros. El IPR generalmente ha incluido algún tipo de protección ambiental, pero las condiciones en ciertas áreas han creado una necesidad urgente de alternativas más directas. [ 31 ]

La reutilización indirecta de agua potable (IPR) se produce mediante el aumento del suministro de agua potable con aguas residuales municipales tratadas a un nivel adecuado para la IPR, seguido de una zona de amortiguación ambiental (por ejemplo, ríos, presas, acuíferos, etc.) que precede al tratamiento del agua potable. En este caso, las aguas residuales municipales pasan por una serie de etapas de tratamiento que incluyen procesos de filtración y separación por membrana (por ejemplo , MF, UF y RO), seguidos de un proceso de oxidación química avanzada (por ejemplo, UV, UV+H₂O₂ , ozono ). [ 14 ] En las aplicaciones de reutilización potable "indirecta", las aguas residuales recuperadas se utilizan directamente o se mezclan con otras fuentes.

Reutilización directa de agua potable

La reutilización directa de agua potable (RDP) implica que el agua reutilizada se introduce directamente en las tuberías que la conectan con una planta de tratamiento o un sistema de distribución. La RDP puede realizarse con o sin almacenamiento planificado, como tanques subterráneos o en superficie. [ 14 ] En otras palabras, la RDP consiste en la introducción de agua regenerada, proveniente de aguas residuales domésticas, tras un tratamiento y monitoreo exhaustivos para garantizar el cumplimiento constante de los estrictos requisitos de calidad del agua, directamente en el sistema municipal de suministro de agua.

Reutilización en estaciones espaciales

La recuperación de aguas residuales puede ser especialmente importante en relación con los vuelos espaciales tripulados . En 1998, la NASA anunció la construcción de un biorreactor para la recuperación de desechos humanos , diseñado para su uso en la Estación Espacial Internacional y en una misión tripulada a Marte . La orina y las heces humanas se introducen por un extremo del reactor, y por el otro se obtiene oxígeno puro, agua pura y compost ( humus humano ). El suelo resultante podría utilizarse para el cultivo de hortalizas , y el biorreactor también genera electricidad . [ 32 ] [ 33 ]

A bordo de la Estación Espacial Internacional, los astronautas han podido beber orina reciclada gracias a la introducción del sistema ECLSS . El sistema costó 250 millones de dólares y ha estado en funcionamiento desde mayo de 2009. Este sistema recicla las aguas residuales y la orina, convirtiéndolas en agua potable que se utiliza para beber, preparar alimentos y generar oxígeno. Esto reduce la necesidad de reabastecer frecuentemente la estación espacial. [ 34 ]

Reutilización de facto de aguas residuales (reutilización potable no planificada)

De facto, la reutilización potable no reconocida o no planificada se refiere a situaciones en las que se practica la reutilización de aguas residuales tratadas, pero no está oficialmente reconocida. [ 14 ] Por ejemplo, una planta de tratamiento de aguas residuales de una ciudad puede estar vertiendo efluentes a un río que se utiliza como fuente de agua potable para otra ciudad aguas abajo.

El uso indirecto no planificado de agua potable [ 35 ] existe desde hace mucho tiempo. Las grandes ciudades a orillas del río Támesis, aguas arriba de Londres ( Oxford , Reading , Swindon , Bracknell ), vierten sus aguas residuales tratadas ("agua no potable") al Támesis, que abastece de agua a Londres aguas abajo. En Estados Unidos, el río Misisipi sirve tanto de destino para los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales como de fuente de agua potable.

Consideraciones de diseño

Distribución

Una tubería de color lavanda que transporta agua no potable en un sistema de doble tubería en Mountain View, California, EE. UU.

El agua reciclada no potable se suele distribuir mediante una red de tuberías doble que mantiene las tuberías de agua reciclada completamente separadas de las tuberías de agua potable.

Procesos de tratamiento

Existen diversas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales destinadas a la reutilización. Una combinación de estas tecnologías permite cumplir con estrictos estándares de tratamiento y garantizar que el agua procesada sea higiénicamente segura, es decir, libre de patógenos . Algunas tecnologías comunes incluyen ozonización , ultrafiltración , tratamiento aeróbico ( biorreactor de membrana ), ósmosis directa , ósmosis inversa , oxidación avanzada [ 3 ] o carbón activado [ 4 ] . Los proveedores de agua regenerada emplean procesos de tratamiento de múltiples barreras y monitoreo constante para asegurar que el agua regenerada sea segura y esté tratada adecuadamente para el uso final previsto.

Algunas actividades que requieren mucha agua no necesitan agua de alta calidad. En este caso, las aguas residuales pueden reutilizarse con poco o ningún tratamiento. Un ejemplo de esto se da en el ámbito doméstico, donde los inodoros pueden descargarse con aguas grises de baños y duchas con poco o ningún tratamiento.

En el caso de las aguas residuales municipales , estas deben pasar por numerosas etapas de tratamiento antes de poder ser utilizadas. Estas etapas pueden incluir cribado, sedimentación primaria, tratamiento biológico, tratamiento terciario (por ejemplo, ósmosis inversa) y desinfección.

Las aguas residuales generalmente solo reciben un tratamiento de nivel secundario cuando se utilizan para riego.

Una estación de bombeo distribuye agua reciclada a usuarios de toda la ciudad. Estos pueden incluir campos de golf, usos agrícolas, torres de refrigeración o vertederos.

Opciones alternativas

En lugar de tratar las aguas residuales municipales para su reutilización, existen otras opciones que pueden lograr efectos similares en el ahorro de agua dulce :

Costos

El costo del agua regenerada supera al del agua potable en muchas regiones del mundo donde el agua dulce es abundante. Sin embargo, el agua regenerada suele venderse a los ciudadanos a un precio más bajo para incentivar su uso. A medida que los suministros de agua dulce se vean limitados por los costos de distribución, el aumento de la demanda de la población o el cambio climático , las relaciones de costos también evolucionarán. La evaluación del agua regenerada debe considerar todo el sistema de suministro de agua, ya que puede aportar una flexibilidad importante al sistema en general. [ 36 ]

Los sistemas de agua reciclada suelen requerir una red de tuberías doble , a menudo con tanques de almacenamiento adicionales , lo que incrementa los costos del sistema.

Barreras para la implementación

Entre los obstáculos para la recuperación del agua se incluyen:

  • La implementación y operación a gran escala de los sistemas de reutilización de agua aún enfrentan desafíos regulatorios, económicos, sociales e institucionales. [ 37 ]
  • Baja viabilidad económica de los sistemas de reutilización de agua. [ 37 ] Esto puede deberse en parte a los costos del monitoreo de la calidad del agua y la identificación de contaminantes. [ 38 ] Las dificultades en la identificación de contaminantes pueden incluir la separación de contaminantes inorgánicos y orgánicos , microorganismos , coloides y otros. [ 39 ] La recuperación total de costos de los sistemas de reutilización de agua es difícil. Hay una falta de sistemas de tarificación financiera del agua comparables a los de las plantas de tratamiento convencionales ya subvencionadas. [ 40 ]
  • Las barreras psicológicas, a veces denominadas "factor de repugnancia", también pueden ser un impedimento para la implementación, particularmente para los planes de reutilización directa de agua potable. Estos factores psicológicos están estrechamente relacionados con el asco, específicamente con la evitación de patógenos . [ 41 ]

Aspectos de salud

El agua regenerada se considera segura cuando se utiliza adecuadamente. El agua regenerada destinada a la recarga de acuíferos o al aumento de las aguas superficiales recibe un tratamiento adecuado y fiable antes de mezclarse con agua natural y someterse a procesos de restauración natural. Parte de esta agua acaba formando parte del suministro de agua potable.

Un estudio publicado en 2009 comparó las diferencias en la calidad del agua entre agua regenerada/reciclada, agua superficial y agua subterránea. [ 42 ] Los resultados indicaron que el agua regenerada, el agua superficial y el agua subterránea son más similares que diferentes con respecto a sus componentes. Los investigadores analizaron 244 componentes representativos que se encuentran típicamente en el agua. Cuando se detectaron, la mayoría de los componentes estaban en el rango de partes por mil millones y partes por billón. El DEET (un repelente de insectos) y la cafeína se encontraron en todos los tipos de agua y en prácticamente todas las muestras. El triclosán (en jabón antibacteriano y pasta de dientes) se encontró en todos los tipos de agua, pero se detectó en niveles más altos (partes por billón) en el agua regenerada que en el agua superficial o subterránea. Se detectaron muy pocas hormonas/esteroides en las muestras, y cuando se detectaron estaban en niveles muy bajos. Los ácidos haloacéticos (un subproducto de la desinfección) se encontraron en todos los tipos de muestras, incluso en el agua subterránea. La principal diferencia entre el agua regenerada y las demás aguas parece ser que el agua regenerada ha sido desinfectada y, por lo tanto, contiene subproductos de la desinfección (debido al uso de cloro).

Un estudio de 2005 concluyó que no se habían registrado casos de enfermedades causadas por patógenos microbianos o productos químicos, y que los riesgos de utilizar agua regenerada para el riego no difieren significativamente de los del riego con agua potable. [ 43 ]

Un estudio realizado en 2012 por el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos concluyó que el riesgo de exposición a ciertos contaminantes microbianos y químicos al beber agua regenerada no parece ser mayor que el riesgo experimentado en algunos sistemas actuales de tratamiento de agua potable, e incluso podría ser varios órdenes de magnitud menor. [ 44 ] Este informe recomienda ajustes al marco regulatorio federal que podrían mejorar la protección de la salud pública tanto para la reutilización planificada como para la no planificada (o de facto ) y aumentar la confianza pública en la reutilización del agua.

Aspectos ambientales

Usos del agua reciclada en California , 2011

El uso de agua reciclada para usos no potables ahorra agua potable para beber, ya que se utilizará menos agua potable para usos no potables. [ 45 ]

En ocasiones, contiene niveles más elevados de nutrientes como nitrógeno , fósforo y oxígeno , lo que puede ayudar a fertilizar las plantas de jardín y agrícolas cuando se utiliza para el riego.

El agua dulce representa menos del 3 % de los recursos hídricos mundiales, y solo el 1 % de esta está fácilmente disponible. A pesar de su escasez, solo el 3 % se extrae para consumo humano. El resto se utiliza principalmente para la agricultura, que consume aproximadamente dos tercios de toda el agua dulce. [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]

El agua regenerada puede ofrecer una alternativa viable y eficaz al agua dulce en zonas donde su suministro es escaso. Se utiliza para mantener o aumentar los niveles de los lagos, restaurar los humedales y restablecer el caudal de los ríos durante épocas de calor y sequías, protegiendo así la biodiversidad. Además, se emplea para la limpieza de calles, el riego de zonas verdes urbanas y procesos industriales. El agua regenerada tiene la ventaja de ser una fuente constante de suministro de agua que no se ve afectada por las sequías estacionales ni los cambios climáticos. [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]

El uso de la recuperación de agua disminuye la contaminación enviada a entornos sensibles. También puede mejorar los humedales , lo que beneficia a la vida silvestre que depende de ese ecosistema . Además, ayuda a reducir la probabilidad de sequía, ya que el reciclaje de agua disminuye el uso del suministro de agua dulce de fuentes subterráneas. Por ejemplo, la planta de tratamiento de aguas residuales de San José/Santa Clara implementó un programa de reciclaje de agua para proteger las marismas salinas naturales del área de la Bahía de San Francisco . [ 45 ]

Los principales riesgos potenciales asociados con la reutilización de aguas residuales regeneradas para fines de riego cuando el tratamiento no es adecuado son los siguientes: [ 50 ] [ 15 ]

  1. Contaminación de la cadena alimentaria con microcontaminantes, patógenos (es decir , bacterias , virus , protozoos , helmintos ) o determinantes de resistencia a los antibióticos ;
  2. Salinización del suelo y acumulación de diversos componentes desconocidos que podrían afectar negativamente la producción agrícola;
  3. Distribución de las comunidades microbianas autóctonas del suelo ;
  4. Alteración de las propiedades fisicoquímicas y microbiológicas del suelo y contribución a la acumulación de contaminantes químicos/biológicos (por ejemplo, metales pesados , productos químicos (es decir , boro , nitrógeno , fósforo , cloruro , sodio , pesticidas / herbicidas ), productos químicos naturales (es decir, hormonas ), contaminantes de interés emergente (CIE) (es decir , productos farmacéuticos y sus metabolitos , productos de cuidado personal , productos químicos domésticos y aditivos alimentarios y sus productos de transformación), etc.) en él y su posterior absorción por las plantas y los cultivos;
  5. Crecimiento excesivo de algas y vegetación en canales que transportan aguas residuales (es decir, eutrofización );
  6. Degradación de la calidad del agua subterránea por los diversos contaminantes del agua regenerada, que migran y se acumulan en el suelo y los acuíferos.

Directrices y reglamentos

Organizaciones internacionales

  • Organización Mundial de la Salud (OMS): "Directrices para el uso seguro de aguas residuales, excrementos y aguas grises" (2006). [ 10 ]
  • Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA): "Directrices para la reutilización de aguas residuales municipales en la región mediterránea" (2005).
  • Programa del Decenio de las Naciones Unidas del Agua para el Desarrollo de Capacidades (UNW-DPC): Actas del proyecto de ONU-Agua "Uso seguro de aguas residuales en la agricultura" (2013).

unión Europea

Desde el 26 de junio de 2023 [ 51 ] existe un reglamento de la UE sobre los requisitos mínimos para la reutilización del agua con fines de riego. [ 52 ] Los requisitos de calidad del agua se dividen en cuatro categorías según lo que se riegue y cómo se realice el riego. Los parámetros de calidad del agua incluidos son E. coli , DBO5, sólidos suspendidos totales (SST), turbidez, legionela y nematodos intestinales (huevos de helmintos).

En la Directiva Marco del Agua , la reutilización del agua se menciona como una de las posibles medidas para alcanzar los objetivos de calidad de la Directiva. Sin embargo, se trata de una recomendación relativamente vaga más que de un requisito: la parte B del anexo VI se refiere a la reutilización como una de las «medidas complementarias que los Estados miembros de cada distrito de cuenca hidrográfica pueden optar por adoptar como parte del programa de medidas exigido en virtud del artículo 11, apartado 4». [ 15 ]

Además, el artículo 12 de la Directiva sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas, relativo a la reutilización de las aguas residuales tratadas, establece que "las aguas residuales tratadas se reutilizarán siempre que sea apropiado", lo cual algunos consideran que no es lo suficientemente específico para promover la reutilización del agua, ya que puede dejar demasiado margen de interpretación en cuanto a lo que puede considerarse una situación "apropiada" para reutilizar las aguas residuales tratadas.

A pesar de la falta de criterios comunes para la reutilización del agua a nivel de la UE, varios Estados miembros han emitido sus propios marcos legislativos, reglamentos o directrices para diferentes aplicaciones de reutilización del agua (por ejemplo, Chipre, Francia, Grecia, Italia y España).

Sin embargo, una evaluación realizada por la Comisión Europea sobre las normas de reutilización de agua de varios Estados miembros concluyó que diferían en su enfoque. Existen diferencias importantes entre las normas en cuanto a los usos permitidos, los parámetros que deben controlarse y los valores límite permitidos. Esta falta de armonización entre las normas de reutilización de agua podría crear barreras comerciales para los productos agrícolas irrigados con agua regenerada. Una vez en el mercado común, el nivel de seguridad en los Estados miembros productores podría no ser considerado suficiente por los países importadores. [ 53 ] Las normas más representativas sobre reutilización de aguas residuales de los Estados miembros europeos son las siguientes: [ 15 ]

  • Chipre: Ley 106 (I) 2002 Control de la contaminación del agua y del suelo y reglamentos asociados (KDP 772/2003, KDP 269/2005) (Instituciones emisoras: Ministerio de Agricultura, Recursos Naturales y Medio Ambiente, Departamento de Desarrollo Hídrico).
  • Francia: Orden núm. 0153, 4 de julio de 2014. Orden de 2014, relativa al uso de aguas residuales urbanas tratadas para el riego de cultivos y zonas verdes (Instituciones emisoras: Ministerio de Salud Pública, Ministerio de Agricultura, Alimentación y Pesca, Ministerio de Ecología, Energía y Sostenibilidad).
  • Grecia: CMD n.º 145116. Medidas, límites y procedimientos para la reutilización de aguas residuales tratadas (Instituciones emisoras: Ministerio de Medio Ambiente, Energía y Cambio Climático).
  • Italia: DM 185/2003. Medidas técnicas para la reutilización de aguas residuales (Instituciones emisoras: Ministerio de Medio Ambiente, Ministerio de Agricultura, Ministerio de Salud Pública).
  • Portugal: NP 4434 2005. Reutilización de aguas urbanas regeneradas para riego (Instituciones emisoras: Instituto Portugués de la Calidad).
  • España: RD 1620/2007. Marco jurídico para la reutilización de aguas residuales tratadas (Instituciones emisoras: Ministerio de Medio Ambiente, Ministerio de Agricultura, Alimentación y Pesca, Ministerio de Sanidad).

Para 2023, una nueva ley agrícola de la UE podría aumentar la reutilización del agua seis veces, de 1.700 millones de m³ a 6.600 millones de m³ , y reducir el estrés hídrico en un 5 %. [ 46 ] [ 54 ]

Estados Unidos

En Estados Unidos, la Ley de Agua Limpia de 1972 exigió la eliminación de los vertidos de aguas residuales sin tratar procedentes de fuentes municipales e industriales para garantizar la seguridad del agua para la pesca y la recreación. El gobierno federal estadounidense destinó miles de millones de dólares en subvenciones para la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales en todo el país. Las plantas de tratamiento modernas, que suelen utilizar oxidación y/o cloración además del tratamiento primario y secundario, debían cumplir con ciertas normas. [ 55 ]

Los distritos de saneamiento del condado de Los Ángeles comenzaron a suministrar aguas residuales tratadas para el riego de jardines en parques y campos de golf en 1929. La primera planta de tratamiento de agua regenerada en California se construyó en el Golden Gate Park de San Francisco en 1932. El Distrito de Reposición de Agua del Sur de California fue la primera agencia de aguas subterráneas en obtener el permiso para el uso de agua reciclada para la recarga de acuíferos en 1962.

El Proyecto Demostrativo de Reutilización Directa de Agua Potable de Denver [ 56 ] examinó los aspectos técnicos, científicos y de aceptación pública de la reutilización directa de agua potable (DPR) entre 1979 y 1993. Se realizó un estudio sobre los efectos crónicos a lo largo de la vida en la salud de animales enteros tras el tratamiento con agua de la planta de tratamiento avanzado de 1 MGD, junto con una evaluación exhaustiva de la calidad química y microbiológica del agua. El estudio, con un costo de 30 millones de dólares, concluyó que el agua producida cumplía con todos los estándares sanitarios y presentaba una calidad comparable a la del agua potable de alta calidad de Denver. Además, el costo proyectado fue inferior a las estimaciones para la obtención de nuevos suministros de agua en zonas distantes.

El agua regenerada no está regulada por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), pero la EPA ha desarrollado directrices para la reutilización del agua, cuya última actualización data de 2012. [ 57 ] [ 58 ] Las Directrices de la EPA para la Reutilización del Agua representan el estándar internacional de mejores prácticas en este ámbito. El documento se elaboró ​​en el marco de un Acuerdo de Investigación y Desarrollo Cooperativo entre la EPA, la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) y la consultora global CDM Smith . Las Directrices proporcionan un marco para que los estados desarrollen reglamentos que incorporen las mejores prácticas y atiendan las necesidades locales.

La reutilización de agua regenerada es una respuesta cada vez más común a la escasez de agua en muchas partes de los Estados Unidos. El agua regenerada se reutiliza directamente para diversos usos no potables en los Estados Unidos, incluyendo el riego de paisajes urbanos como parques, patios escolares, medianas de carreteras y campos de golf; protección contra incendios; usos comerciales como el lavado de vehículos; reutilización industrial como agua de refrigeración, agua de calderas y agua de proceso; usos ambientales y recreativos como la creación o restauración de humedales; así como riego agrícola. [ 59 ] En algunos casos, como en el Distrito de Agua de Irvine Ranch en el Condado de Orange , también se utiliza para la descarga de inodoros. [ 60 ]

Se estimó que en 2002 se reutilizaron directamente un total de 1700  millones de galones estadounidenses (6 400 000  m³ ) por día, o casi el 3 % del suministro público de agua. California reutilizó 600 millones de galones estadounidenses (1 900 000 m³  ) por día y Florida 500 millones de galones estadounidenses (1 900 000  m³ ) por día, respectivamente. Veinticinco estados tenían regulaciones sobre el uso de agua regenerada en 2002. [ 59 ] La reutilización directa planificada de agua regenerada se inició en 1932 con la construcción de una planta de tratamiento de agua regenerada en el Golden Gate Park de San Francisco. El agua regenerada se distribuye típicamente con una red de tuberías dobles codificadas por colores que mantiene las tuberías de agua regenerada completamente separadas de las tuberías de agua potable. [ 61 ]

asociaciones comerciales

  • ElLa WateReuse Association es una asociación comercial en los Estados Unidos que promueve la reutilización del agua. Según su sitio web, "La WateReuse Association es la única asociación comercial del país dedicada exclusivamente a promover leyes, políticas, financiamiento y la aceptación pública del agua reciclada. WateReuse representa una coalición de empresas de servicios públicos que reciclan agua, empresas que apoyan el desarrollo de proyectos de agua reciclada y consumidores de agua reciclada". [ 62 ] La WateReuse Research Foundation se fusionó con la WateReuse Association el 11 de julio de 2016. [ 63 ]

Otros países

  • Canadá: "Directrices canadienses para el uso de agua reciclada doméstica en la descarga de inodoros y urinarios" (2010).
  • China: Norma Nacional China de Calidad del Agua Reciclada; Norma Nacional China GB/T 18920-2002, GB/T 19923-2005, GB/T 18921-2002, GB 20922-2007 y GB/T 19772-2005.
  • Israel: Reglamento del Ministerio de Salud (2005).
  • Japón: Instituto Nacional de Gestión de Tierras e Infraestructuras: Informe del Proyecto de Calidad Microbiana del Agua en Aguas Residuales Tratadas y Aguas Residuales Regeneradas (2008).
  • Jordania: Base técnica jordana n.º 893/2006 Plan de gestión de la reutilización del agua de Jordania (política).
  • México: Norma mexicana NOM-001-ECOL-1996 que rige la reutilización de aguas residuales en la agricultura.
  • Sudáfrica: Última revisión de la Ley de Servicios de Agua de 1997 relativa a las aguas grises y los efluentes tratados (Departamento de Asuntos Hídricos y Forestales, 2001).
  • Túnez: Norma para el uso de aguas residuales tratadas en la agricultura (NT 106-109 de 1989) y lista de cultivos que pueden ser irrigados con aguas residuales tratadas (Ministerio de Agricultura, 1994).
  • Australia: Directrices a nivel nacional: Gobierno de Australia (el Consejo Ministerial de Gestión de Recursos Naturales, el Consejo de Protección Ambiental y Patrimonio y la Conferencia de Ministros de Salud de Australia (NRMMC-EPHC-AHMC)): Directrices para el reciclaje de agua: gestión de riesgos para la salud y el medio ambiente" Fase 1, 2006. [ 15 ]

Historia

La reutilización de aguas residuales (planificada o no planificada) es una práctica que se ha aplicado a lo largo de la historia de la humanidad y está estrechamente relacionada con el desarrollo del saneamiento. [ 64 ]

Ejemplos de países

Australia

Cuando hay sequías en Australia , aumenta el interés en las opciones de efluentes recuperados. Dos de las principales capitales de Australia, Adelaida y Brisbane , ya se han comprometido a agregar efluentes recuperados a sus embalses cada vez más escasos. La primera también ha construido una planta desalinizadora para ayudar a combatir cualquier escasez de agua futura. Brisbane ha sido vista como líder en esta tendencia, y otras ciudades y pueblos revisarán el Proyecto de Agua Reciclada del Corredor Occidental una vez que esté terminado. [ 65 ] [ 66 ] Goulburn, Canberra , Newcastle y la región de Victoria, Australia, ya están considerando construir un proceso de efluentes recuperados. La reutilización indirecta de agua potable (IPR) se ha considerado para comunidades regionales en Goulburn , NSW, el Territorio de la Capital Australiana (ACT) y Toowoomba , Queensland.

Israel

En 2010, Israel lideraba el mundo en la proporción de agua que reciclaba. [ 67 ] Israel trata el 80% de sus aguas residuales (400 mil millones de litros al año), y el 100% de las aguas residuales del área metropolitana de Tel Aviv se tratan y reutilizan como agua de riego para la agricultura y las obras públicas. En 2012, la planta de tratamiento de aguas residuales de la región de Dan fue citada como un modelo mundial por las Naciones Unidas. La planta, conocida localmente como Shafdan, fue elogiada por su método único de utilizar las cualidades de filtración natural de la arena para mejorar la calidad de las aguas residuales. [ 68 ] [ 69 ] En 2010, se reutilizaron aproximadamente 400 millones de metros cúbicos/año de aguas residuales tratadas, principalmente en la agricultura. [ 70 ] Esto constituye aproximadamente el 40% del uso de agua en la agricultura.

Namibia

La reutilización de aguas residuales tratadas se practica en Namibia en muchas áreas urbanas como Swakopmund , Walvis Bay , Tsumeb , Otjiwarongo , Okahandja , Mariental , Oranjemund y Windhoek . En la mayoría de las localidades, el agua se reutiliza para riego. En Windhoek, el agua regenerada también se utiliza para usos potables. Windhoek ha estado utilizando agua recuperada durante cincuenta años. Aproximadamente el 30% del suministro actual de agua potable de los 400 000 residentes de la ciudad está compuesto por agua regenerada. [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ] Un ejemplo representativo de reutilización potable directa es el caso de Windhoek (Namibia, Planta de Recuperación de Agua de New Goreangab (NGWRP)), donde las aguas residuales tratadas se han mezclado con agua potable durante más de 45 años. Se basa en el concepto de múltiples barreras de tratamiento (es decir, preozonización, coagulación mejorada /flotación por aire disuelto/filtración rápida de arena y ozono posterior, carbón activado biológico/ carbón activado granular , ultrafiltración (UF), cloración) para reducir los riesgos asociados y mejorar la calidad del agua. [ 74 ] [ 75 ] Desde el año 1968, la capital de Namibia, Windhoek, ha utilizado aguas residuales regeneradas como una de sus fuentes de agua potable, [ 76 ] que hoy representan alrededor del 14% de la producción de agua potable de la ciudad. [ 77 ] En 2001, la ciudad de Windhoek construyó la planta de recuperación de New Goreangab (NGWRP) y comenzó a suministrar agua potable en 2002 (alrededor de 21 000 m³ de agua por día). [ 77 ] [ 78 ]

Singapur

En Singapur, el agua regenerada se comercializa bajo la marca NEWater y se embotella directamente de una planta de purificación avanzada para fines educativos y celebraciones. Si bien la mayor parte del agua reutilizada se emplea en la industria de alta tecnología de Singapur, una pequeña cantidad se devuelve a los embalses para consumo humano. NEWater es la marca que se le da al agua ultrapura producida a partir de agua regenerada. Las aguas residuales , denominadas "agua usada" en Singapur, se tratan en plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales y avanzadas, conocidas como plantas de regeneración. El efluente de estas plantas se descarga al mar o se somete a un tratamiento adicional de microfiltración, ósmosis inversa y luz ultravioleta.

La recuperación de aguas pluviales se impulsó principalmente debido a las tensiones geopolíticas derivadas de la dependencia de Singapur del agua importada de Malasia.

Sudáfrica

En Sudáfrica, el principal impulsor de la reutilización de aguas residuales son las condiciones de sequía. [ 79 ] Por ejemplo, en Beaufort West , Sudáfrica, se construyó una planta de recuperación directa de aguas residuales (WRP) para la producción de agua potable a finales de 2010, como resultado de una grave escasez de agua (producción de 2300 m³ por día). [ 80 ] [ 81 ] La configuración del proceso se basa en el concepto de múltiples barreras e incluye los siguientes procesos de tratamiento: filtración de arena, UF , RO de dos etapas y permeado desinfectado por luz ultravioleta (UV).

La ciudad de George se enfrentó a la escasez de agua y decidió implementar una estrategia de IPR (2009/2010), en la que los efluentes finales de su planta de tratamiento de aguas residuales de Outeniqua se tratan hasta alcanzar una alta calidad mediante ultrafiltración y desinfección antes de ser devueltos a la principal instalación de almacenamiento, la presa Garden Route, donde se combinan con el suministro actual de agua cruda. Esta iniciativa aumenta el suministro existente en 10 000 m³  por día, aproximadamente un tercio de la demanda de agua potable. La configuración del proceso incluye los siguientes procesos de tratamiento: cribado de tambor, ultrafiltración y desinfección con cloro. Se ha previsto la adición de carbón activado en polvo (CAP) en la planta de tratamiento de aguas residuales de George, si fuera necesario como barrera operativa adicional. [ 79 ]

Véase también

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Fuentes

  • Alcalde, Sanz Laura; Gawlik, Bernd (2014). Reutilización del agua en Europa: Directrices relevantes, necesidades y barreras para la innovación . doi : 10.2788/29234 . ISBN 978-92-79-44399-2.
  • Directrices para la reutilización del agua (PDF) (Informe). Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . Septiembre de 2012. EPA/600/R-12/618.

Lecturas adicionales

  • Hoffman, Steve. Planeta Agua: Invertir en el recurso más valioso del mundo . Nueva York: Wiley, 2009.
  • Pearce, Fred. Cuando los ríos se secan: El agua, la crisis que define el siglo XXI . Boston: Beacon Press, 2007.
  • Solomon, Steven. El agua: La épica lucha por la riqueza, el poder y la civilización . Nueva York: Harper, 2010.