Tendencias del agua en reutilización para 2023: El agua, de residuo a recurso

Aproximadamente, 3,5 billones de personas vivirán en zonas de escasez de agua en 2025 mientras que la demanda hídrica crecerá un 30% en 2050. La actual situación invita a pensar en alternativas eficientes que reduzcan la huella hídrica y optimicen la gestión de los recursos.

Así mismo, los consumidores comienzan ya a exigir a las empresas la puesta en marcha de políticas y acciones orientadas a la sostenibilidad medioambiental. De hecho, el estudio realizado por la Comisión Europea, “Liderar el camino hacia una economía circular mundial: situación actual y perspectivas” pone en evidencia la necesidad de apostar por una economía circular y más sostenible, gracias al aumento previsto de la población mundial, al surgimiento de la clase media en los países emergentes y a una rápida urbanización.

En línea con esta demanda social, los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, en su objetivo número 6 -Agua limpia y Saneamiento-, ya contemplan el agua como uno de los activos a proteger en la Agenda 2030.

Por todo ello, la reutilización del agua es una tendencia en auge que apuesta por la economía circular, toda vez que reduce la huella hídrica y contribuye a la consecución de los objetivos anteriormente mencionados.

La reutilización: tendencia para 2023

En este sentido, la reutilización del agua tiene un papel protagonista “como parte de la solución a los problemas de escasez y contaminación de las aguas”, como señala Jennifer Sara, Directora Global en World Bank Water Global Practice. Por su parte, Diego Juan Rodríguez, coautor del informe “Wastewater: From Waste to Resource (Aguas residuales: De residuo a recurso)”, y especialista en gestión de recursos hídricos del mismo organismo, pone el foco en la reutilización del agua como tendencia, ya que esta reduciría los costes de los servicios de saneamiento pues pasarían a ser sostenibles y agregarían valor a la economía, siendo un elemento de ayuda a los países.

Así, las EDAR están comenzando a vivir cambios tecnológicos con los que colaborar en la reducción de la contaminación del agua, eliminando los vertidos y minimizando la emisión de productos químicos y materiales peligrosos. Según recogen la United Nations University y la Universidad de Utrecht, en un artículo publicado en la revista Earth System Science Data, el tratamiento de aguas residuales ha aumentado un 50% en todo el mundo gracias, también, a la mejora continua de las tecnologías. Sin embargo, los autores del estudio señalan que en los países en desarrollo aún es necesario reforzar infraestructuras, tecnologías y personal cualificado.

En lo que concierne a Europa, el 25 de mayo de 2020, el Parlamento Europeo y el Consejo aprobó el reglamento (UE) 2020/741, relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua. Uno de los objetivos principales de este reglamento es incrementar para 2025 en 6 veces el volumen de agua tratada que se reutiliza actualmente.

Los requisitos que recoge este nuevo reglamento marcan los límites que clasifican el agua tratada en cuatro categorías de calidad. Las categorías establecen los usos que se le puede dar al agua, basándose la clasificación en el cumplimiento de restricciones basadas en:

  • Parámetros físicos: sólidos suspendidos totales (SST), unidad de turbidez nefelométrica (UNT).
  • Parámetros químicos: demanda de oxígeno bioquímico (DBO5).
  • Parámetros microbiológicos: E. Coli, Legionella spp., nematodos intestinales, colífagos y esporas de clostridium.

Por todo ello, la reutilización del agua es una tendencia en auge por razones sociales, medioambientales, económicas y políticas, en la que la tecnología desempeña un papel fundamental.

Tendencia reutilización

Tecnologías para la reutilización

En este sentido, garantizar la salud pública, ambiental y cumplir con los requisitos de los parámetros físicos, químicos y biológicos que marquen los organismos competentes, precisa de una serie de tecnologías que durante el 2023 y los años siguientes, van a ser cada vez más implementadas por las gestoras del agua:

  • Tratamientos físico-químicos. Principalmente coagulación-floculación.
  • Adsorción. Un tipo de proceso terciario basado en la captación de componentes solubles en la superficie de un material sólido (adsorbente).
  • Intercambio iónico. Se utilizan resinas aniónicas o catiónicas con diferentes tipos de radicales para retener una o varias clases de iones que se encuentran en el agua a tratar.
  • Procesos avanzados de filtración. La microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa, ordenados de mayor a menor tamaño de poro, son aplicados para eliminar compuestos que superen en tamaño al poro del material utilizado. La ósmosis inversa es la que logra conseguir el agua de mayor pureza, eliminando sales monovalentes, vitaminas y azúcares.
  • La electrodiálisis reversible (EDR). Mediante el efecto de un campo de corriente continua se produce la separación electroquímica de iones. Esta se utiliza sobre todo para procesos de desalobración.
  • Procesos de desinfección. Tienen como objetivo la eliminación de microorganismos patógenos del agua residual. Para ello se emplean fuertes oxidantes como el cloro libre, dióxido de cloro, hipoclorito sódico, cloraminas, ozono, permanganato potásico y sales de plata. También se puede radiar el agua con UV.
  • Oxidación avanzada. Estos procesos generan radicales hidroxilos (OH-) con un poder de oxidación superior a los procesos anteriores de desinfección. Estos tratamientos son utilizados cuando se busca descomponer contaminantes, como pesticidas o fármacos.

Entre las anteriores tecnologías, actualmente destacan los procesos de desinfección y la oxidación avanzada. Debido al incremento de los estándares de calidad que aplican con la entrada de la nueva normativa europea respecto a las concentraciones de patógenos, los procesos de desinfección deben ser cada vez más fiables y eficientes. Más a largo plazo, los procesos de oxidación avanzada tendrán una mayor presencia en las estaciones depuradoras urbanas, ya que cada vez se están obteniendo más evidencias de los efectos nocivos para la salud pública y el medio ambiente que provocan los contaminantes emergentes (medicamentos, drogas, compuestos perfluorados, agroquímicos, etc.).

La elección de la tecnología más adecuada es uno de los puntos más delicados a los que se enfrentan las plantas de tratamiento de aguas que buscan o se ven obligadas a reutilizar su agua. No solo hay que tener en cuenta los rendimientos de depuración que presenta cada una de estas tecnologías, sino que se debe prestar especial atención a:

  • Los costes operativos: el consumo energético y de reactivos.
  • La generación de residuos: relacionada con las salmueras y fangos químicos, y el impacto ambiental que generan estos residuos y la viabilidad técnica y económica para su correcta gestión.
  • Las capacidades técnicas: la cantidad de personal necesario para operar la tecnología seleccionada y el nivel de formación requerido.
  • Las posibilidades de automatización y monitorización del proceso.

El papel de la transformación digital en la reutilización de agua

La transformación digital juega un papel muy importante en los procesos de ampliación y mejora de las infraestructuras de las EDAR que buscan reutilizar el agua que tratan.

La digitalización de estos procesos comienza por monitorizar las variables principales que los gobiernan. Estas normalmente se encuentran en múltiples fuentes diferentes, como LIMS, SCADA y GMAO. Esto provoca dificultades para procesar la información y crear indicadores que combinen datos de diferentes fuentes, lo que obstaculiza la toma de decisiones y provoca que se estén operando por debajo de su punto de máxima eficiencia.

Una vez entendido esto, con todas las variables conviviendo en una plataforma común, se calculan y diseñan las pantallas donde se mostrarán los KPI del proceso. El siguiente paso es crear modelos predictivos que permitan anticipar la toma de decisiones y sean capaces de detectar anomalías en el proceso, al comparar el valor obtenido con el estimado.

Por último, se pueden entrenar algoritmos de machine learning que analizando todas las variables de entrada consiguen optimizar la energía y los reactivos utilizados en el proceso, garantizando en todo momento los estándares de calidad objetivos. El output de estos algoritmos puede ser enviado directamente al SCADA de la planta para que actualice las consignas de funcionamiento, o se puede notificar al operador para que este decida si llevar a cabo las acciones recomendadas. Esta última posibilidad se conoce como Decision Support System (DSS), y cada vez está cobrando más protagonismo en el sector del agua.

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