A lo largo del planeta, utilizamos más de 9.000 millones de metros cúbicos de agua al día, de los cuales, el 56% se convierten en aguas residuales. Casi el 80% de las aguas residuales no se tratan y se deja en manos de los procesos naturales biogeofísicos. Por desgracia, la naturaleza no puede seguir el ritmo de la actividad humana y, como resultado, los limitados recursos mundiales de agua dulce se ven cada vez más amenazados por la contaminación y la escasez.
El Objetivo de Desarrollo Sostenible 6.3 de las Naciones Unidas pretende mejorar la calidad del agua, reduciendo a la mitad la cantidad de aguas residuales sin tratar, y aumentando sustancialmente el reciclaje y la reutilización a nivel mundial para 2030, de forma segura. ¿Cómo pueden ayudar a conseguirlo los avances en la tecnología de tratamiento de aguas residuales?
Tomemos por caso el tratamiento de aguas residuales con vertido cero de líquidos (ZLD). Se trata de un proceso extremo de tratamiento de aguas residuales que maximiza la recuperación de agua para su reutilización y evita el vertido de contaminantes. Sin embargo, el ZLD se ha basado tradicionalmente en métodos de tratamiento térmico, lo que convierte su coste en prohibitivo e insostenible, con una elevada demanda energética.
A pesar de ello, en regiones con escasez de agua como China e India, muchas industrias se han visto obligadas a adoptar el ZLD para cumplir con las estrictas normativas. Por ello, se necesitan enfoques avanzados para hacerlos sostenibles (y asequibles) y así lograr el ZLD. Valorar de qué manera estas industrias, como la textil en el sur de la India, han podido implantar la ZLD sin acabar en bancarrota, nos aporta valiosas enseñanzas.
Con más de 10 años de práctica comercial, el tratamiento de aguas residuales, procedentes de la industria textil, ha logrado optimizarse en dos vertientes para alcanzar el ZLD. En primer lugar, la demanda de energía y el coste total del proceso de recuperación del agua se ha reducido aproximadamente un 52% mediante el uso de un proceso de membrana de ósmosis inversa, energéticamente eficiente, en el que se recupera el 85-90% de las aguas residuales para su reutilización. Este proceso, denominado “vertido mínimo de líquidos” (Minimal Liquid Discharge, MLD), reduce el volumen de agua que necesita el tratamiento térmico ZLD más caro, y que consume más energía, a un solo un 10-15%. La combinación de MLD y ZLD reduce el coste total de recuperación de agua de, aproximadamente, 3,48 dólares por metro cúbico a 1,76 dólares.
Adoptando una mentalidad de refinería, orientada al valor, las industrias aumentarán la adopción de tecnologías que nos ayudarán a alcanzar el ODS 6.3
En segundo lugar, hacen el proceso de tratamiento de aguas residuales más atractivo y asequible, al obtener valor no sólo del agua, sino también de las sales. Ambas se recuperan para su reutilización en el proceso textil por un valor combinado de reutilización de 1,06 dólares por metro cúbico de aguas residuales tratadas. En conjunto, utilizando el MLD y los beneficios económicos circulares, el coste de alcanzar el ZLD podría reducirse de 3,48 dólares por metro cúbico a 0,70 dólares.
La industria textil ha sido pionera en el proceso de tratamiento de aguas residuales MLD-ZLD, con recuperación de sal y agua, que puede gestionarse y optimizarse de forma muy similar al funcionamiento de una refinería petroquímica. El agua contaminada se puede refinar en fracciones que tienen un valor de reutilización que compensa el coste del tratamiento.
Otras industrias pueden aprender de esto y deberían considerar la posibilidad de pasar del tratamiento a una mentalidad de refinería, a la hora de gestionar las aguas residuales industriales. A diferencia de los procesos de tratamiento, en los que el objetivo viene definido por la normativa local, los procesos de refinería se basan en el valor, y pretenden generar unos ingresos procedentes del flujo de proceso que compensen los gastos. En el caso de las aguas residuales, estos ingresos pueden ser el valor del agua, el valor de la sal, las materias primas orgánicas recuperadas o incluso los biogases.
Existen tecnologías de eficacia probada para practicar el refinado del agua, como los biorreactores de membrana, las resinas de intercambio iónico, las membranas de ultrafiltración y las membranas de ósmosis inversa y nanofiltración. Estas tecnologías ofrecen las ventajas complementarias de la recuperación de recursos y de agua. Los avances en la eficiencia energética y de separación de estas tecnologías, junto con procesos adaptables guiados por la monitorización digital, servirán para optimizar aún más el proceso de refino.
Al adoptar este enfoque de refinería sostenible y orientada al valor, las industrias aumentarán la adopción de procesos y tecnologías que nos ayudarán a alcanzar el ODS 6.3, para maximizar los beneficios y reducir los riesgos asociados a un porcentaje tan elevado de aguas residuales que quedan sin tratar.