La recuperación de agua (también llamada reutilización de aguas residuales ) es el proceso de convertir las aguas residuales en agua que se puede reutilizar para otros fines. La reutilización puede incluir el riego de jardines y campos agrícolas o la reposición de aguas superficiales y subterráneas (es decir, recarga de aguas subterráneas ). El agua reutilizada también puede destinarse a satisfacer ciertas necesidades en residencias (por ejemplo, la descarga de inodoros ), negocios e industria, e incluso podría tratarse para alcanzar los estándares de agua potable . Esta última opción se denomina "reutilización potable directa" o "reutilización potable indirecta", según el enfoque utilizado.
Recuperar agua para aplicaciones de reutilización en lugar de utilizar suministros de agua dulce puede ser una medida de ahorro de agua. Cuando el agua usada finalmente se descarga nuevamente en fuentes de agua naturales, aún puede tener beneficios para los ecosistemas , ya que mejora el flujo de los arroyos, nutre la vida vegetal y recarga los acuíferos , como parte del ciclo natural del agua . [1]
La reutilización de aguas residuales es una práctica establecida desde hace mucho tiempo para el riego, especialmente en los países áridos . La reutilización de las aguas residuales como parte de la gestión sostenible del agua permite que el agua siga siendo una fuente alternativa de agua para las actividades humanas. Esto puede reducir la escasez y aliviar las presiones sobre las aguas subterráneas y otros cuerpos de agua naturales. [2] Otro aspecto potencialmente positivo es el contenido de nutrientes en las aguas residuales, que podría reducir la necesidad de otros fertilizantes.
Los inconvenientes o riesgos que se mencionan a menudo incluyen el contenido de sustancias potencialmente nocivas como bacterias, metales pesados o contaminantes orgánicos (incluidos productos farmacéuticos, productos para el 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 de la planta. [3]
Fondo
Lograr un saneamiento y una gestión de aguas residuales más sostenible requerirá hacer hincapié en acciones vinculadas a la gestión de recursos, como la reutilización de aguas residuales o la reutilización de excretas que mantendrán disponibles valiosos recursos para usos productivos. [2] Esto, a su vez, apoya el bienestar humano y una sostenibilidad más amplia .
En pocas palabras, el agua recuperada es agua que se usa más de una vez antes de volver al ciclo natural del agua. Los avances en la tecnología de tratamiento de aguas residuales permiten a las comunidades reutilizar el agua para muchos propósitos diferentes. El agua se trata de manera diferente según la fuente y el uso del agua y cómo se entrega.
En ciclos repetidos a través de la hidrosfera planetaria, toda el agua de la Tierra es agua reciclada, pero los términos "agua reciclada" o "agua recuperada" generalmente significan aguas residuales enviadas desde una casa o negocio a través de un sistema de alcantarillado a una planta de tratamiento de aguas residuales , donde se trata. a un nivel consistente con su uso previsto.
La Organización Mundial de la Salud ha reconocido las siguientes fuerzas impulsoras principales para la reutilización de aguas residuales: [4] [5]
- aumento de la escasez de agua y el estrés,
- el aumento de la población y los problemas relacionados con la seguridad alimentaria ,
- el aumento de la contaminación ambiental por la eliminación inadecuada de aguas residuales, y
- aumentar el reconocimiento del valor de los recursos de las aguas residuales , las excretas y las aguas grises .
El reciclaje y la reutilización del agua tienen una importancia cada vez mayor, no solo en las regiones áridas, sino también en las ciudades y los entornos contaminados. [6]
Los acuíferos subterráneos que utilizan más de la mitad de la población mundial ya están sobredimensionados. [7] La reutilización seguirá aumentando a medida que la población mundial se urbanice y se concentre cada vez más cerca de las costas, donde los suministros locales de agua dulce son limitados o solo están disponibles con grandes gastos de capital . [8] [9] Se pueden ahorrar grandes cantidades de agua dulce mediante la reutilización y el reciclaje de las aguas residuales, lo que reduce la contaminación ambiental y mejora la huella de carbono . [6] La reutilización puede ser una opción alternativa de suministro de agua .
Para el 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". [10]
Tipos, métodos y aplicaciones
La mayoría de los usos de la recuperación de agua son usos no potables como lavado de autos, descarga de inodoros, agua de enfriamiento para plantas de energía, mezcla de concreto, lagos artificiales, riego para campos de golf y parques públicos, y para fracturamiento hidráulico. Cuando corresponda, los sistemas funcionan con un sistema de tubería doble para mantener el agua reciclada separada del agua potable.
Las principales aplicaciones de agua regenerada en el mundo se muestran a continuación: [11] [12] [13]
Categorías de uso | Usos |
---|---|
Usos urbanos | Riego de parques públicos , instalaciones deportivas, jardines privados, bordes de carreteras ; Limpieza de calles; Sistemas de protección contra incendios; Lavado de vehículos; Descarga del inodoro; Acondicionadores de aire; Control de polvo. |
Usos agrícolas | Cultivos alimentarios no procesados comercialmente; Cultivos alimentarios procesados comercialmente; Pastos para animales de ordeño; Forraje; Fibra; Cultivos de semillas; Flores ornamentales; Huertas; Cultivo hidropónico; Acuicultura ; Invernaderos ; Viticultura . |
Usos industriales | Procesamiento de agua; Agua de enfriamiento ; Torres de enfriamiento de recirculación ; Agua de lavado ; Agregado de lavado; Fabricación de hormigón ; Compactación del suelo ; Control de polvo . |
Usos recreativos | Riego de campos de golf ; Embalses recreativos con o sin acceso público (por ejemplo, pesca, paseos en bote, baño); Embalses estéticos sin acceso público; Hacer nieve . |
Usos ambientales | Recarga de acuíferos ; Humedales ; Marismas ; Aumento de corriente; Hábitat de vida silvestre ; Silvicultura . |
Usos Potables | Recarga de acuíferos para uso de agua potable ; Aumento de los suministros de agua potable de superficie; Tratamiento hasta la calidad del agua potable. |
Reutilización de facto de aguas residuales (reutilización potable no planificada)
La reutilización potable de facto, no reconocida o no planificada se refiere a una situación en la que la reutilización de aguas residuales tratadas se practica, de hecho, pero no se reconoce oficialmente. [14] Por ejemplo, una planta de tratamiento de aguas residuales de una ciudad puede descargar efluentes a un río que se utiliza como suministro de agua potable para otra ciudad aguas abajo.
El uso potable indirecto no planificado [15] existe desde hace mucho tiempo. Las grandes ciudades del río Támesis aguas arriba de Londres ( Oxford , Reading , Swindon , Bracknell ) descargan sus aguas residuales tratadas ("agua no potable") en el Támesis, que abastece de agua a Londres río abajo. En los Estados Unidos, el río Mississippi sirve como destino de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales y como fuente de agua potable.
Reutilización urbana
- Sin restricciones: El uso de agua recuperada para aplicaciones no potables en entornos municipales, donde el acceso público no está restringido.
- Restringido: El uso de agua recuperada para aplicaciones no potables en entornos municipales, donde el acceso público está controlado o restringido por barreras físicas o institucionales, como cercas, señalización de avisos o restricción de acceso temporal. [dieciséis]
Reutilización agrícola
Existen beneficios de usar agua reciclada para riego, incluido el menor costo en comparación con otras fuentes y la consistencia del suministro independientemente de la temporada, las condiciones climáticas y las restricciones de agua asociadas. Cuando el agua regenerada se utiliza para el riego en la agricultura, el contenido de nutrientes (nitrógeno y fósforo) de las aguas residuales tratadas tiene la ventaja de actuar como fertilizante . [17] Esto puede hacer que la reutilización de excretas contenidas en las aguas residuales sea atractiva. [4]
El agua de riego se puede utilizar de diferentes formas en diferentes cultivos:
- Cultivos alimentarios que se consumen crudos: cultivos destinados al consumo humano que se consumen crudos o sin procesar.
- Cultivos alimentarios procesados : cultivos destinados al consumo humano que no deben consumirse crudos sino después del proceso de tratamiento (es decir, cocidos, procesados industrialmente).
- Cultivos no alimentarios: cultivos que no están destinados al consumo humano (por ejemplo, pastos, forrajes, fibras, ornamentales, semillas, bosques y césped). [18]
En los países en desarrollo, la agricultura utiliza cada vez más aguas residuales no tratadas para el riego, a menudo de forma insegura. Las ciudades ofrecen mercados lucrativos para los productos frescos, por lo que son atractivas para los agricultores. Sin embargo, debido a que la agricultura tiene que competir por los recursos hídricos cada vez más escasos con la industria y los usuarios municipales, a menudo los agricultores no tienen otra alternativa que usar agua contaminada con desechos urbanos directamente para regar sus cultivos.
Puede haber importantes peligros para la salud relacionados con el uso de aguas residuales no tratadas en la agricultura. Las aguas residuales de las ciudades pueden contener una mezcla de contaminantes químicos y biológicos. En los países de bajos ingresos, a menudo hay altos niveles de patógenos de las excretas. En las naciones emergentes , donde el desarrollo industrial está superando la regulación ambiental, existen crecientes riesgos de los químicos inorgánicos y orgánicos. La Organización Mundial de la Salud , en colaboración con la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), ha desarrollado directrices para el uso seguro de las aguas residuales en 2006. [4] Estas directrices abogan por un 'múltiple -Enfoque de barrera 'en el uso de aguas residuales, por ejemplo, alentando a los agricultores a adoptar diversos comportamientos de reducción de riesgos. Estos incluyen suspender el riego unos días antes de la cosecha para permitir que los patógenos mueran a la luz del sol, aplicar agua con cuidado para que no contamine las hojas que probablemente se comerán crudas, limpiar las verduras con desinfectante o permitir que los lodos fecales utilizados en la agricultura se sequen antes de usarse. como abono humano. [17]
Reutilización ambiental
El uso de agua recuperada para crear, mejorar, mantener o aumentar los cuerpos de agua, incluidos los humedales , los hábitats acuáticos o el flujo de arroyos, se denomina "reutilización ambiental". [16] Por ejemplo, los humedales artificiales alimentados por aguas residuales proporcionan tanto tratamiento de aguas residuales como hábitats para la flora y la fauna.
Reutilización industrial
El uso de agua regenerada para recargar acuíferos que no se utilizan como fuente de agua potable. [dieciséis]
Reutilización potable planificada
La reutilización potable planificada se reconoce públicamente como un proyecto intencional para reciclar agua para beber. Hay dos formas en las que se puede entregar agua potable para su reutilización: "Reutilización potable indirecta" (IPR) y "Reutilización potable directa". Ambas formas de reutilización se describen a continuación y, por lo general, implican un proceso público más formal y un programa de consulta pública que en el caso de la reutilización de facto o no reconocida. [16] [19]
Algunas agencias de agua reutilizan efluentes altamente tratados de aguas residuales municipales o plantas de recuperación de recursos como una fuente confiable de agua potable a prueba de sequías. Mediante el uso de procesos de purificación avanzados, producen agua que cumple con todos los estándares de agua potable aplicables. La confiabilidad del sistema y el monitoreo y las pruebas frecuentes son imperativos para que cumplan con controles estrictos. [20]
Las necesidades de agua de una comunidad, las fuentes de agua, las regulaciones de salud pública, los costos y los tipos de infraestructura hídrica existentes, como los sistemas de distribución, los reservorios artificiales o las cuencas naturales de agua subterránea, determinan si el agua recuperada puede ser parte de la el suministro de agua potable. Algunas comunidades reutilizan el agua para reponer las cuencas de agua subterránea. Otros lo colocan en depósitos de agua superficial. En estos casos, el agua recuperada se mezcla con otros suministros de agua y / o se almacena durante un cierto período de tiempo antes de que se extraiga y se vuelva a tratar en un sistema de tratamiento o distribución de agua. En algunas comunidades, el agua reutilizada se coloca directamente en tuberías que van a una planta de tratamiento de agua o sistema de distribución.
Las tecnologías modernas como la ósmosis inversa y la desinfección ultravioleta se utilizan comúnmente cuando el agua recuperada se mezcla con el suministro de agua potable. [20]
Reutilización potable indirecta
La reutilización potable indirecta (IPR) significa que el agua se entrega al consumidor de forma indirecta. Después de que se purifica, el agua reutilizada se mezcla con otros suministros y / o permanece un tiempo en algún tipo de almacenamiento, artificial o natural, antes de que llegue a una tubería que conduce a una planta de tratamiento de agua o sistema de distribución. Ese almacenamiento podría ser una cuenca de agua subterránea o un depósito de agua superficial.
Algunos municipios están utilizando y otros están investigando la Reutilización Potable Indirecta (DPI) de agua recuperada. Por ejemplo, el agua recuperada se puede bombear (recarga subterránea) o filtrar hasta (recarga superficial) acuíferos subterráneos, bombear, tratar nuevamente y finalmente utilizar como agua potable. Esta técnica también puede denominarse recarga de agua subterránea . Esto incluye procesos lentos de varios pasos de purificación adicionales a través de las capas de tierra / arena (absorción) y microflora en el suelo (biodegradación).
Los derechos de propiedad intelectual o incluso el uso potable no planificado de aguas residuales regeneradas se utilizan en muchos países, donde estas últimas se descargan en las aguas subterráneas para contener la intrusión salina en los acuíferos costeros. En general, los derechos de propiedad intelectual han incluido algún tipo de amortiguador ambiental, pero las condiciones en ciertas áreas han creado una necesidad urgente de alternativas más directas. [21]
Los derechos de propiedad intelectual se producen mediante el aumento de los suministros de agua potable con aguas residuales urbanas tratadas a un nivel adecuado para los derechos de propiedad intelectual, seguido de un amortiguador ambiental (por ejemplo, ríos, presas, acuíferos, etc.) que precede al tratamiento del agua potable. En este caso, las aguas residuales urbanas pasan por una serie de pasos de tratamiento que abarcan procesos de filtración y separación por membranas (por ejemplo, MF, UF y RO), seguidos de un proceso de oxidación química avanzada (por ejemplo, UV, UV + H 2 O 2 , ozono). [16] En aplicaciones de reutilización potable 'indirecta', las aguas residuales recuperadas se utilizan directamente o se mezclan con otras fuentes.
Reutilización potable directa
Reutilización potable directa (DPR) significa que el agua reutilizada se coloca directamente en tuberías que van a una planta de tratamiento de agua o sistema de distribución. La reutilización potable directa puede ocurrir con o sin "almacenamiento diseñado", como tanques subterráneos o sobre el suelo. [16] En otras palabras, DPR es la introducción de agua recuperada derivada de aguas residuales domésticas después de un extenso tratamiento y monitoreo para asegurar que los estrictos requisitos de calidad del agua se cumplan en todo momento, directamente en un sistema de suministro de agua municipal. La reutilización potable directa también se denomina "inodoro a grifo". [ cita requerida ]
Reutilizar en el espacio
La recuperación de aguas residuales puede ser especialmente importante en relación con los vuelos espaciales tripulados . En 1998, la NASA anunció que había construido un biorreactor de recuperación de desechos humanos diseñado para su uso en la Estación Espacial Internacional y una misión tripulada a Marte . La orina y las heces humanas se introducen en un extremo del reactor y el oxígeno puro, el agua pura y el compost ( humanure ) salen por el otro extremo. El suelo podría usarse para cultivar vegetales y el biorreactor también produce electricidad . [22] [23]
A bordo de la Estación Espacial Internacional , los astronautas han podido beber orina reciclada gracias a la introducción del sistema ECLSS . El sistema cuesta $ 250 millones y ha estado funcionando desde mayo de 2009. El sistema recicla las aguas residuales y la orina de nuevo en agua potable que se usa para beber, preparar alimentos y generar oxígeno. Esto reduce la necesidad de reabastecer la estación espacial con tanta frecuencia. [24]
Beneficios
La reutilización de agua / aguas residuales, como fuente alternativa de agua, puede proporcionar importantes beneficios económicos, sociales y ambientales, que son motivadores clave para implementar dichos programas de reutilización. Específicamente, en agricultura, el riego con aguas residuales puede contribuir a mejorar los rendimientos de producción, reducir la huella ecológica y promover beneficios socioeconómicos. [25] Estos beneficios incluyen: [26] [16]
- Mayor disponibilidad de agua
- Sustitución del agua potable : mantenga el agua potable para beber y el agua recuperada para uso no potable (es decir, industria, limpieza, irrigación, usos domésticos, descarga de inodoros, etc.)
- Reducción de la sobreextracción de aguas superficiales y subterráneas
- Reducción del consumo de energía asociado con la producción, el tratamiento y la distribución de agua en comparación con el uso de recursos de aguas subterráneas profundas, la importación de agua o la desalinización.
- Cargas reducidas de nutrientes a las aguas receptoras (es decir, ríos, canales y otros recursos hídricos superficiales )
- Costos de fabricación reducidos por el uso de agua recuperada de alta calidad.
- Aumento de la producción agrícola (es decir, rendimiento de los cultivos)
- Reducción de la aplicación de fertilizantes (es decir, conservación de nutrientes, reducción de la necesidad de fertilizantes artificiales (por ejemplo, nutrición del suelo por los nutrientes existentes en los efluentes tratados))
- Mayor protección ambiental mediante la restauración de arroyos, humedales y estanques
- Aumento del empleo y la economía local (por ejemplo, turismo, agricultura).
Consideraciones de diseño
Distribución
El agua recuperada no potable a menudo se distribuye con una red de tubería doble que mantiene las tuberías de agua recuperada completamente separadas de las tuberías de agua potable.
En muchas ciudades que usan agua recuperada, ahora tiene tanta demanda que los consumidores solo pueden usarla en los días asignados. Algunas ciudades que anteriormente ofrecían agua recuperada ilimitada a una tarifa plana ahora están comenzando a cobrar a los ciudadanos por la cantidad que usan. [ cita requerida ]
Procesos de tratamiento
Para muchos tipos de aplicaciones de reutilización, las aguas residuales deben pasar por numerosos pasos del proceso de tratamiento de aguas residuales antes de que puedan utilizarse. Los pasos pueden incluir detección, sedimentación primaria, tratamiento biológico, tratamiento terciario (por ejemplo, ósmosis inversa) y desinfección. Es posible adquirir nitrógeno de las aguas residuales [27] y producir nitrato de amonio. Esto genera ingresos y produce un fertilizante útil para los agricultores. Existen varias tecnologías que se utilizan para tratar las aguas residuales para su reutilización. Una combinación de estas tecnologías puede cumplir con estrictos estándares de tratamiento y garantizar que el agua procesada sea higiénicamente segura, es decir, libre de bacterias y virus. Las siguientes son algunas de las tecnologías típicas: Ozonización , ultrafiltración , tratamiento aeróbico ( biorreactor de membrana ), ósmosis directa , ósmosis inversa , oxidación avanzada . [20]
Las aguas residuales generalmente se tratan con un tratamiento de nivel secundario cuando se usan para riego.
Una estación de bombeo distribuye agua recuperada a los usuarios de la ciudad. Esto puede incluir campos de golf, usos agrícolas, torres de enfriamiento o en vertederos.
Opciones alternativas
En lugar de tratar las aguas residuales con fines de reutilización, otras opciones pueden lograr efectos similares de ahorro de agua dulce :
- Sistemas de reutilización de aguas grises: a nivel doméstico, las aguas grises tratadas o no tratadas se pueden usar para inodoros o para regar el jardín.
- Recolección de agua de lluvia y recuperación de aguas pluviales : los sistemas de diseño urbano que incorporan la recolección de agua de lluvia y reducen la escorrentía se conocen como Diseño Urbano Sensible al Agua (WSUD) en Australia, Desarrollo de Bajo Impacto (LID) en los Estados Unidos y Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS) en los Estados Unidos. Reino.
- Desalinización de agua de mar : un proceso de uso intensivo de energía en el que la sal y otros minerales se eliminan del agua de mar para producir agua potable para beber y para riego, generalmente mediante filtración por membrana ( ósmosis inversa ) y destilación al vapor .
Costos
El costo del agua recuperada supera al del agua potable en muchas regiones del mundo, donde el suministro de agua dulce es abundante. Sin embargo, el agua recuperada se suele vender a los ciudadanos a un precio más económico para fomentar 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 las fuentes que reducen 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 un valor importante de flexibilidad al sistema general [28].
Los sistemas de agua recuperada generalmente requieren una red de tuberías dual , a menudo con tanques de almacenamiento adicionales , lo que aumenta los costos del sistema.
Barreras para la implementación
- La implementación y operación a gran escala de los esquemas de reutilización del agua aún enfrentan desafíos regulatorios, económicos, sociales e institucionales. [29]
- Viabilidad económica de los esquemas de reutilización del agua. [29]
- Costos de monitoreo de la calidad del agua e identificación de contaminantes. [30] Las dificultades en la identificación de contaminantes pueden incluir la separación de contaminantes orgánicos e inorgánicos , microorganismos , coloides y otros. [31]
- Recuperación total de costos de los esquemas de reutilización del agua: falta de sistemas financieros de precios del agua comparables a las plantas de tratamiento convencionales ya subsidiadas. [32]
- Las barreras psicológicas, a veces denominadas el "factor asco", también pueden ser un impedimento para la implementación, en particular para los planes directos de reutilización de agua potable. Estos factores psicológicos parecen estar estrechamente asociados con el disgusto, específicamente la evitación de patógenos . [33]
Aspectos de salud
El agua recuperada se considera segura cuando se usa adecuadamente. El agua recuperada planificada para su uso en la recarga de acuíferos o el aumento de agua superficial recibe un tratamiento adecuado y confiable antes de mezclarse con agua natural y someterse a procesos de restauración natural. Parte de esta agua eventualmente se convierte en parte de los suministros de agua potable.
Un estudio sobre la calidad del agua publicado en 2009 comparó las diferencias en la calidad del agua del agua recuperada / reciclada, el agua superficial y el agua subterránea. [34] Los resultados indican que el agua regenerada, el agua superficial y el agua subterránea son más similares que diferentes con respecto a los componentes. Los investigadores analizaron 244 constituyentes representativos que se encuentran típicamente en el agua. Cuando se detectaron, la mayoría de los componentes se encontraban en el rango de partes por billón y partes por billón. DEET (un repelente de insectos) y cafeína se encontraron en todos los tipos de agua y prácticamente en todas las muestras. El triclosán (en el jabón y la pasta de dientes antibacterianos) se encontró en todos los tipos de agua, pero se detectó en niveles más altos (partes por billón) en el agua recuperada 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. Se encontraron ácidos haloacéticos (un subproducto de la desinfección) en todo tipo de muestras, incluso en el agua subterránea. La mayor diferencia entre el agua regenerada y las otras aguas parece ser que el agua regenerada ha sido desinfectada y, por lo tanto, tiene subproductos de la desinfección (debido al uso de cloro).
Un estudio de 2005 titulado "Irrigación de parques, patios de recreo y patios escolares con agua recuperada" encontró que no ha habido incidentes de enfermedades ni de patógenos microbianos ni de sustancias químicas, y que los riesgos de usar agua recuperada para el riego no son significativamente diferentes del riego. utilizando agua potable. [35]
Un estudio de 2012 realizado por el Consejo Nacional de Investigación en los Estados Unidos de América encontró que el riesgo de exposición a ciertos contaminantes microbianos y químicos al beber agua recuperada no parece ser mayor que el riesgo experimentado en al menos algunos tratamientos actuales de agua potable. sistemas, y pueden ser órdenes de magnitud menores. [36] Este informe recomienda ajustes al marco regulatorio federal que podrían mejorar la protección de la salud pública para la reutilización planificada y no planificada (o de facto) y aumentar la confianza pública en la reutilización del agua.
Muchos humanos asocian un sentimiento de disgusto con el agua recuperada y el 13% de un grupo de encuesta dijo que ni siquiera la bebería. [37] No obstante, el principal riesgo para la salud del uso potable del agua regenerada es la posibilidad de que los productos farmacéuticos y otros productos químicos domésticos o sus derivados ( contaminantes farmacéuticos persistentes ambientales ) persistan en esta agua. [38] Esto sería menos preocupante si las excretas humanas se mantuvieran fuera de las aguas residuales mediante el uso de inodoros secos o sistemas que tratan las aguas negras por separado de las aguas grises .
Para abordar estas preocupaciones sobre la fuente de agua, los proveedores de agua recuperada utilizan procesos de tratamiento de barreras múltiples y un monitoreo constante para garantizar que el agua recuperada sea segura y se trate adecuadamente para el uso final previsto.
Aspectos ambientales
Existe un debate sobre los posibles efectos sobre la salud y el medio ambiente. Para abordar estas inquietudes, la Fundación de Investigación WateReuse realizó un Estudio de Evaluación de Riesgos de los posibles riesgos para la salud del agua reciclada y comparaciones con las exposiciones convencionales de Productos Farmacéuticos y de Cuidado Personal (PPCP) . Para cada uno de los cuatro escenarios en los que las personas entran en contacto con agua reciclada que se usa para el riego (niños en el patio de recreo, golfistas y jardineros, y trabajadores agrícolas), los hallazgos del estudio indican que podría llevar desde unos pocos años hasta millones de años de exposición a agua reciclada no potable para alcanzar la misma exposición a PPCP que tenemos en un solo día a través de actividades de rutina.
El uso de agua recuperada para usos no potables ahorra agua potable para beber, ya que se utilizará menos agua potable para usos no potables. [39]
A veces contiene niveles más altos de nutrientes como nitrógeno , fósforo y oxígeno que pueden ayudar de alguna manera a fertilizar las plantas de jardín y agrícolas cuando se usan para riego.
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 en función de ese ecosistema . También ayuda a detener las posibilidades de sequía, ya que el reciclaje de agua reduce el uso del suministro de agua dulce de fuentes subterráneas. Por ejemplo, la Planta de Control de la Contaminación del Agua de San José / Santa Clara instituyó un programa de reciclaje de agua para proteger las marismas naturales de agua salada del área de la Bahía de San Francisco . [39]
Los principales riesgos potenciales asociados con la reutilización de aguas residuales regeneradas con fines de riego, cuando el tratamiento no es adecuado, son los siguientes: [40] [41]
- contaminación de la cadena alimentaria con microcontaminantes, patógenos (es decir , bacterias , virus , protozoos , helmintos ) o determinantes de la resistencia a los antibióticos ;
- salinización del suelo y acumulación de varios componentes desconocidos que podrían afectar negativamente la producción agrícola;
- distribución de las comunidades microbianas del suelo indígena ;
- 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 preocupación emergentes (CECs) (es decir, productos farmacéuticos y sus metabolitos , productos de cuidado personal , productos químicos domésticos y los aditivos alimentarios y sus productos de transformación), etc.) en el mismo y la posterior absorción por las plantas y cultivos;
- crecimiento excesivo de algas y vegetación en canales que transportan aguas residuales (es decir, eutrofización );
- Degradación de la calidad de las aguas subterráneas por los diversos contaminantes del agua recuperada, que migran y se acumulan en el suelo y los acuíferos.
Pautas y regulaciones
Organizaciones internacionales
- Organización Mundial de la Salud (OMS): “Directrices para el uso seguro de aguas residuales, excretas y aguas grises” (2006). [4]
- Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA): “Directrices para la reutilización de aguas residuales municipales en la región del Mediterráneo” (2005).
- Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo de Capacidades del Decenio del Agua (UNW-DPC): Actas sobre el proyecto de UNWater “Uso seguro de las aguas residuales en la agricultura” (2013).
Unión Europea
Desde el 25 de mayo de 2020 existe un reglamento de la UE sobre los requisitos mínimos para la reutilización del agua con fines de riego. [42] Se aplicará a partir del 26 de junio de 2023. Los requisitos de calidad del agua se dividen en cuatro categorías según lo que se riega y cómo se realiza el riego. Los parámetros de calidad del agua incluidos son E. coli , DBO5, sólidos suspendidos totales (TSS), 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 lograr los objetivos de calidad de la Directiva; sin embargo, esto sigue siendo una recomendación relativamente vaga más que un requisito: la Parte B del Anexo VI se refiere a la reutilización como una de las medidas que los Estados miembros de cada distrito de cuenca hidrográfica pueden optar por adoptar como parte del programa de medidas exigido en el artículo 11, apartado 4 ”. [43]
Además de eso, el artículo 12 de la Directiva de tratamiento de aguas residuales urbanas relativo a la reutilización de aguas residuales tratadas establece que “las aguas residuales tratadas se reutilizarán cuando sea apropiado”, no es lo suficientemente específico para promover la reutilización del agua y deja demasiado margen para la interpretación de lo que puede ser considerada como una situación “apropiada” para reutilizar las aguas residuales tratadas.
A pesar de la falta de criterios comunes de reutilización del agua a nivel de la UE, varios Estados miembros (EM) 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, después de una evaluación realizada por la Comisión Europea (CE) sobre los estándares de reutilización del agua de varios estados miembros, se concluyó que difieren en su enfoque. Existen importantes divergencias entre las diferentes normas con respecto a los usos permitidos, los parámetros a monitorear y los valores límite permitidos. Esta falta de armonización entre las normas de reutilización del agua podría crear algunas barreras comerciales para los productos agrícolas regados con agua regenerada. Una vez en el mercado común, el nivel de seguridad en los estados miembros productores puede no ser considerado suficiente por los países importadores. [44] Las normas más representativas sobre reutilización de aguas residuales de los estados miembros europeos son las siguientes: [43]
- Chipre: Ley 106 (I) 2002 de control de la contaminación del agua y el suelo y reglamentos asociados (KDP 772/2003, KDP 269/2005) (Instituciones emisoras: Ministerio de Agricultura, Recursos Naturales y Medio Ambiente, Departamento de Desarrollo del Agua).
- Francia: Jorf núm. 0153, 4 de julio de 2014. Orden de 2014, relacionada con el uso de agua de aguas residuales urbanas tratadas para riego de cultivos y áreas verdes (Instituciones emisoras: Ministerio de Salud Pública, Ministerio de Agricultura, Alimentación y Pesca, Ministerio de Ecología, Energía y Sostenibilidad).
- Grecia: CMD No 145116. Medidas, límites y procedimientos para la reutilización de aguas residuales tratadas (Entidades 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 agua urbana regenerada para riego (Instituciones emisoras: Instituto Portugués de Calidad).
- España: RD 1620/2007. El marco legal para la reutilización de aguas residuales tratadas (Instituciones emisoras: Ministerio de Medio Ambiente, Ministerio de Agricultura, Alimentación y Pesca, Ministerio de Salud).
Estados Unidos
En los EE. UU., La Ley de Agua Limpia de 1972 ordenó la eliminación de la descarga de desechos no tratados de fuentes municipales e industriales para hacer que el agua sea segura para la pesca y la recreación. El gobierno federal de los Estados Unidos otorgó 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 generalmente utilizan oxidación y / o cloración además del tratamiento primario y secundario, debían cumplir con ciertos estándares. [45]
Condado de Los Angeles 's distritos de saneamiento comenzaron a proporcionar aguas residuales tratadas para el riego de jardines en parques y campos de golf en 1929. La primera instalación de agua regenerada en California fue construido en San Francisco ' s Golden Gate Park en 1932. El agua Reposición del Distrito del Sur de California se la primera agencia de aguas subterráneas en obtener el uso permitido de agua reciclada para la recarga de aguas subterráneas en 1962.
El Proyecto de Demostración de Reutilización Directa de Agua Potable de Denver [46] examinó los aspectos técnicos, científicos y de aceptación pública del DPR desde 1979 hasta 1993. Un estudio de efectos crónicos en la salud de animales enteros de por vida en el producto de planta de tratamiento avanzado de 1 MGD aumentó una evaluación integral de la calidad del agua química y microbiológica. El estudio de $ 30 millones encontró que el agua producida cumplía con todos los estándares de salud y se comparaba favorablemente con el agua potable de alta calidad de Denver. Además, el costo proyectado fue menor que las estimaciones para obtener nuevos suministros de agua distantes.
El agua recuperada no está regulada por la Agencia de Protección Ambiental (EPA), pero la EPA ha desarrollado pautas de reutilización de agua que se actualizaron más recientemente en 2012. [47] [48] Las pautas de la EPA para la reutilización del agua representan el estándar internacional para las mejores prácticas en reutilización del agua. El documento fue desarrollado bajo un Acuerdo de Investigación y Desarrollo Cooperativo entre la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (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 regulaciones que incorporen las mejores prácticas y aborden los requisitos locales.
Otros paises
- Canadá: "Directrices canadienses para el uso de agua recuperada en el baño y urinarios" (2010).
- China: Norma nacional de calidad del agua recuperada de China; Estándar nacional de 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 Infraestructura: Informe del Proyecto Microbiano de Calidad del Agua sobre Aguas Residuales Tratadas y Aguas Residuales Reclamadas (2008).
- Jordania: base técnica jordana n. 893/2006 Plan de gestión de la reutilización del agua de Jordania (política).
- México: Norma mexicana NOM-001-ECOL-1996 que regula la reutilización de aguas residuales en la agricultura.
- Políticas de Sudáfrica: La última revisión de la Ley de Servicios de Agua de 1997 relacionada con aguas grises y efluentes tratados (Departamento de Asuntos del Agua y Silvicultura, 2001).
- Túnez: Norma para el uso de aguas residuales tratadas en la agricultura (NT 106-109 de 1989) y lista de cultivos que pueden regarse con aguas residuales tratadas (Ministerio de Agricultura, 1994).
- EE. UU. Nacional: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) “Pautas para la reutilización del agua” (2012).
- Australia Directrices a nivel nacional: Gobierno de Australia (el Consejo Ministerial de Gestión de Recursos Naturales, el Consejo de Protección y Patrimonio del Medio Ambiente 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. [43]
Historia
La reutilización de aguas residuales (planificada o no planificada) es una práctica antigua, que se ha aplicado desde los albores de la historia de la humanidad y está estrechamente relacionada con el desarrollo de la provisión de saneamiento. [49]
Ejemplos de
Australia
Cuando hay sequías en Australia , aumenta el interés en las opciones de efluentes recuperados. Brisbane ha sido visto como un líder en esta tendencia, y otras ciudades y pueblos revisarán el Proyecto de Agua Reciclada del Corredor Occidental una vez que esté terminado. [50] [6]
Si bien actualmente no existen esquemas de reutilización potable directa a gran escala en Australia, la División Antártica Australiana está investigando la opción de instalar un esquema de reutilización potable en su base de investigación de Davis en la Antártida . Para mejorar la calidad de la descarga marina de la PTAR Davis , se han seleccionado varias tecnologías diferentes y probadas para su uso en el futuro, como ozonización , desinfección UV , cloro , así como UF, filtración de carbón activado y RO. [6]
Israel
A partir de 2010, Israel lidera el mundo en la proporción de agua que recicla. [51] 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 trata y reutiliza como agua de riego para la agricultura y las obras públicas. A día de hoy, todas las aguas residuales recuperadas en Israel se utilizan con fines agrícolas y de mejora de la tierra.
Namibia
Un ejemplo 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 40 años. Se basa en el concepto de barreras de tratamiento múltiple (es decir, pre-ozonización, coagulación mejorada / flotación por aire disuelto / filtración rápida en arena y ozono posterior , carbón activado biológico / carbón activado granular , ultrafiltración (UF), cloración) para reducir los riesgos asociados y mejorar la calidad del agua. [50] Las aguas residuales recuperadas representan hoy en día alrededor del 14% de la producción de agua potable de la ciudad. [52]
Singapur
En Singapur, el agua recuperada se llama NEWater y se embotella directamente desde una instalación avanzada de purificación de agua con fines educativos y de celebración. Aunque la mayor parte del agua reutilizada se utiliza para la industria de alta tecnología en Singapur, una pequeña cantidad se devuelve a los depósitos de agua potable.
A fines de 2002, el programa, que se denominó con éxito NEWater, había obtenido una tasa de aceptación del 98 por ciento, y el 82% de los encuestados indicaron que beberían el agua reutilizada directamente, otro 16% solo cuando se mezclara con agua del depósito. [53] El NEWater producido después de la estabilización (adición de productos químicos alcalinos) cumple con los requisitos de la OMS y se puede canalizar a su amplia gama de aplicaciones (por ejemplo, reutilización en la industria, descarga a un depósito de agua potable). [54] NEWater ahora representa alrededor del 30% del uso total de Singapur, para 2060 la Agencia Nacional del Agua de Singapur planea triplicar la capacidad actual de NEWater para satisfacer el 50% de la futura demanda de agua de Singapur. [55]
Sudáfrica
En Sudáfrica, el principal impulsor de la reutilización de las aguas residuales son las condiciones de sequía. [56] 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 la aguda escasez de agua (producción de 2300 m 3 por día). . [57] [58] La configuración del proceso se basa en el concepto de barrera múltiple 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 enfrentaba escasez de agua y había decidido una estrategia de DPI (2009/2010), donde los efluentes finales de su PTAR de Outeniqua se tratan con una calidad muy alta mediante UF y desinfección antes de ser devueltos a la instalación de almacenamiento principal, Garden Route. Presa, donde se combinan con los actuales suministros de agua cruda. Esta iniciativa aumenta el suministro existente en 10.000 m 3 por día, aproximadamente un tercio de la demanda de agua potable. La configuración del proceso incluye los siguientes procesos de tratamiento: tamiz de tambor, UF y desinfección con cloro. Se ha previsto la adición de carbón activado en polvo (PAC) en George WTW, si es necesario, como una barrera operativa adicional. [56]Estados Unidos
La reutilización del agua recuperada es una respuesta cada vez más común a la escasez de agua en muchas partes de los Estados Unidos. El agua recuperada se está reutilizando directamente para varios usos no potables en los Estados Unidos, incluido el riego del paisaje urbano de parques, patios escolares, carreteras y campos de golf; protección contra incendios; usos comerciales como 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 reutilizaba directamente un total de 1.700 millones de galones estadounidenses (6.400.000 m 3 ) por día, o casi el 3% del suministro público de agua. California reutilizó 0,6 y Florida 0,5 mil millones de galones estadounidenses (1,900,000 m 3 ) por día, respectivamente. Veinticinco estados tenían regulaciones sobre el uso de agua recuperada en 2002. [59] La reutilización directa planificada de agua recuperada se inició en 1932 con la construcción de una instalación de agua recuperada en el Golden Gate Park de San Francisco . El agua recuperada generalmente se distribuye con una red de tubería doble codificada por colores que mantiene las tuberías de agua recuperada completamente separadas de las tuberías de agua potable. [61]Ver también
- Conservación del agua
- WateReuse
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