Recursos contenidos en el agua servida: una oportunidad para el futuro

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CIDERH
Centro de Investigación y Desarrollo de Recursos Hídricos.
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El tratamiento de las aguas servidas ha tenido como fin la reducción de la contaminación para la conservación del medio ambiente y la protección de la salud pública. Este cometido se ha logrado principalmente en los países industrializados, a través del control y eliminación del material orgánico, nutrientes y organismos patógenos, por medio de la implementación de plantas de tratamiento. En Chile, con la privatización del sector sanitario y la promulgación de decretos de descarga, se ha avanzado de forma importante en el tema, y lo ha puesto como país a la cabeza en la región latinoamericana. Sin embargo, actualmente con el crecimiento de la población mundial, la mayor demanda por materias primas, el cambio climático y la necesidad de desarrollar enfoques más sostenibles en la gestión de los recursos hídricos, se ha originado una nueva tendencia. Esta tendencia se relaciona con un nuevo planteamiento: como se puede tratar el agua, y a la vez, aprovechar los recursos contenidos en ellas. En este sentido, el aprovechar los recursos contenidos en el agua servida como sus nutrientes, la energía y el agua por sí misma, son aspectos claves a tener en cuenta para el futuro.

Para el primer recurso, el agua, a nivel mundial el uso de agua regenerada se enmarca en una de las siete categorías definidas:

  • riego de productos agrícolas,
  • riego de jardines,
  • reutilización industrial, 
  • usos ambientales y recreativos,
  • usos urbanos no potables,
  • recarga de acuíferos, y
  • reutilización potable indirecta o directa.

Para cada uso, existe normativa especialmente en los países desarrollados, las que son una ampliación y mejora de las guías generales de la Organización Mundial de la Salud (OMS). En este sentido, Chile no posee normativa al respecto. Sin embargo, se puede emplear como guía los requisitos dispuestos por la Norma Chilena 1433, que establece parámetros de calidad del agua para diferentes usos. Por tanto, existe aquí un tema de estudio por desarrollarse en el país. El uso de agua regenerada debería ser un tema importante en las zonas áridas del norte. Pero también, la vulnerabilidad mostrada para la provisión de fuentes de agua en los últimos años, especialmente para la agricultura, y relacionada con la reducción de hasta un 40% anual en las precipitaciones, marcan la necesidad de incluir el tema en la zona central.

En Chile, con la privatización del sector sanitario y la promulgación de decretos de descarga, se ha avanzado en el tratamiento de aguas servidas.

Claramente es necesario asegurar la calidad del agua regenerada, por lo que la comunidad científica nacional y los organismos públicos, se deben preocupar por el estudio de los parámetros convencionales incluidos en las normas internacionales, y que se relacionan con materia orgánica, nutrientes, patógenos, sales y metales pesados. Además, se debe acometer el estudio del comportamiento de los virus y otros patógenos emergentes, junto a la evaluación de elementos orgánicos traza (productos químicos industriales, productos farmacéuticos, productos de limpieza del hogar y de higiene personal, disruptores endocrinos, entre otros). Estas temáticas son objeto de debate a nivel internacional, y representan un potencial de participación para los investigadores del país. Además, los resultados servirían de base para la evaluación de su inclusión en el desarrollo de normativa aplicable.

El segundo recurso, los nutrientes, hace referencia a la recuperación desde la fase líquida, principalmente de nitrógeno y fósforo. Existen diferentes formas de recuperación de nutrientes a partir del agua servida. Una de ellas, se relaciona con el uso del lodo de desecho proveniente de la tecnología de lodos activados para la producción de abono. La tecnología de lodos activados es aplicada actualmente en más del 60% de las plantas de tratamiento de aguas servidas que existen en Chile. Si bien, se han desarrollado trabajos en el país en este sentido, no existe un aprovechamiento real de éstos lodos, disponiendo gran parte de ellos en rellenos sanitarios. Actualmente existe un avance al respecto. Con la promulgación del Decreto Supremo 4 de 2009, se tiene un marco jurídico para reutilizar el lodo como abono y remediador de suelos degradados previo tratamiento, por ejemplo, mediante un sistema de compostaje.

Otra oportunidad de recuperación de nutrientes, es la precipitación de nitrógeno y fósforo en forma del mineral estruvita. En este sentido, las tecnologías anaeróbicas que poseen características que se ajustan más para la precipitación de este mineral, representan una oportunidad de investigación interesante para las zonas periurbanas y rurales, especialmente las localizadas en la zona norte de Chile. La aplicabilidad del tratamiento anaeróbico podría ser mayor en esta zona del país, gracias a las temperaturas medias anuales que favorecerían un funcionamiento más óptimo.

También, se ha logrado la recuperación de nitrógeno y fósforo por lixiviación, a partir de materiales filtrantes como la zeolita empleada en los procesos de tratamiento. Una nueva estrategia para recuperación conjunta de nutrientes y agua, plantea la gestión de las aguas servidas en el origen, mediante la separación de las aguas servidas del hogar en tres tipos de aguas:

  • aguas negras, incluyen las heces y orina, junto a las aguas residuales de la cocina,
  • aguas grises, todo tipo de agua de lavado, y
  • aguas de lluvia.

En este sentido, la mezcla de aguas negras y aguas de cocina, por tratamiento anaerobio, representarían la recuperación de nutrientes y agua, mientras que las aguas grises con un tratamiento para la eliminación de sólidos por filtración, representarían un recurso para provisión de agua para los sanitarios, y junto con el almacenamiento de aguas lluvias, una fuente para el riego de jardines. Este modelo de gestión alternativa, resultaría interesante de aplicar en los nuevos desarrollos urbanísticos de las zonas periurbanas del país, mediante la integración de empresas constructoras, científicos y los organismos públicos. Sin embargo, al igual que en el caso del recurso agua, no existe una normativa que regule esta situación. Por esto, sería interesante desarrollar estudios de casos piloto en diferentes zonas del país, tendientes a entender el comportamiento de este modelo de gestión, para ver su potencial de aplicación y regulación en proyectos de construcción en el futuro.

Para el tercer recurso, la energía, la recuperación que se puede lograr del agua servida es de forma directa o indirecta. De manera directa, se plantea la recuperación a partir de la transformación de la materia orgánica contenida en el agua residual a metano, subproducto del tratamiento anaeróbico. En este sentido, se estima que se pueden producir 0,35 m3 de metano por kilogramo de material orgánico medido como DQO (Demanda Química de Oxígeno). El metano producido posee un poder energético de 36.500 KJ por metro cúbico, el que puede ser aprovechado para calefaccionar o para producir energía eléctrica. Actualmente, el tratamiento anaeróbico ha sido aplicado principalmente para la estabilización del lodo producido en las plantas de tratamiento basadas en tecnología de lodos activos de las grandes ciudades, con implementación de sistemas de producción de energía eléctrica en Santiago.

De otro lado, estudios basados en la propuesta de separación de aguas (descrita previamente), han indicado un potencial de recuperación de energía eléctrica por tratamiento anaeróbico de 6,25 kWh por habitante por año. Si se toma en cuenta, que normalmente en Chile, una planta de tratamiento de aguas servidas basada en tecnología de lodos activados consume entre 20 y 40 kWh por habitante por año, la recuperación de energía eléctrica a partir del agua residual constituye un aporte para este recurso en el país.

Es necesario asegurar la calidad del agua regenerada.

Ahora bien, de manera indirecta, la recuperación de energía puede también ser lograda con el uso de sistemas pasivos en zonas periurbanas y rurales, al emplear por ejemplo tecnología de humedal construido . En plantas de tratamiento basadas en esta tecnología, los consumos de energía podrían llegan a ser de 0 kWh por habitante por año. Esto se debe a que el proceso de eliminación de contaminantes del agua servida se basa en la interacción planta microorganismos cuya energía proviene del sol. Aquí, es importante indicar que este tipo de tecnologías necesita de espacio, por lo que la evaluación de su implementación requiere un análisis más detallado. Sin embargo, presentan tres ventajas respecto a las tecnologías aeróbicas y anaeróbicas:

  • simplicidad de operación,
  • valores estéticos para ser empleados como zonas verdes, y
  • integración con el paisaje.

Pero existe otra forma de ahorro de energía eléctrica de manera indirecta. Por cada metro cúbico de agua que se reuse, se ahorra la energía necesaria para producirla y transportarla. Esto es importante en ciudades como Antofagasta (extrae agua de mar) o Iquique (extrae agua de acuífero). Además, es interesante en las ciudades mencionadas, porque podría reducir el uso de agua potable para actividades como el riego de jardines que requieren agua de menor calidad.

Por tanto, la planificación de nuevos proyectos de tratamiento a ser aplicados en zonas periurbanas y/o rurales, que empleen cualquier tipo de tecnología, debería incluir en su concepción la recuperación de por lo menos uno de los recursos mencionados. En conclusión, el agua residual es una fuente potencial de recursos, los que son necesarios de considerar en un desarrollo sustentable futuro. El país debería estar dispuesto a profundizar en el tema, a través de la integración de la comunidad científica representada en centros de investigación como CIDERH y universidades, junto a organismos públicos y privados, generando proyectos y normativa que conduzca a un mayor conocimiento y regulación al respecto. Esto servirá como contribución a una gestión más eficiente del recurso hídrico, teniendo una fuente de recursos y una provisión de agua adicional para el futuro.

(*) Ismael Leonardo Vera Puerto es Investigador en Tecnologías Ambientales del Centro de Investigación y Desarrollo de Recursos Hídricos (CIDERH).  

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