La creciente escasez de agua está impulsando el uso cada vez mayor de recursos hídricos no convencionales para compensar el déficit en zonas con acusado estrés hídrico. Los avances tecnológicos y el desarrollo de la legislación están permitiendo un uso creciente de la reutilización del agua para el riego agrícola.
Hoy en día, este recurso se ha convertido en una fuente alternativa, fiable y segura de suministro de agua, y en una herramienta imprescindible de planificación hídrica, especialmente en los países del Sur de Europa. No obstante, la reutilización del agua para riego está actualmente muy por debajo de su potencial.
Numerosas barreras lo impiden y hacen necesario un análisis detallado de los distintos aspectos que afectan al uso del agua regenerada en la agricultura, mediante un enfoque integrado y multidisciplinar.
El proyecto RECLAMO
En este contexto se encuadra el proyecto RECLAMO (contribution of water REuse to a resourCe-efficient and sustainabLe wAter manageMent for irrigatiOn), desarrollado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y la Universidad de Valladolid, dirigidos por la doctora Irene Blanco del Centro de Estudios e Investigación para la gestión de riesgos agrarios y medioambientales (CEIGRAM) de la UPM. El proyecto está financiado por la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación en su Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020, Programa Estatal de I+D+i Orientada a los Retos de la Sociedad (Proyectos ‘Retos Investigación’ , RTI).
El objetivo de RECLAMO es analizar el potencial de la reutilización del agua regenerada para el regadío en España, así como sus implicaciones sociales, económicas y ambientales, e identificar opciones de política que apoyen la adopción de esta práctica como solución eficiente para la gestión integrada y sostenible de los recursos hídricos en cuencas en situación de estrés hídrico.
Metodología para elegir los mejores emplazamientos para reutilizar el agua
Rencientemente el equipo ha publicado un artículo en la prestigiosa revista científica Agricultural Water Management sobre cómo priorizar proyectos de reutilización de agua para riego entre varias depuradoras candidatas en una zona de estudio:
Bolinches A., Blanco-Gutiérrez I., Zubelzu S., Esteve P., Gómez-Ramos A. (2022). A method for the prioritization of water reuse projects in agriculture irrigation, Agricultural Water Management 263.
Dada un área de estudio, el método identifica en qué Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales concretas sería interesante incorporar una Planta de Regeneración de Agua, teniendo en cuenta los potenciales clientes (regantes) existentes en las proximidades y los costes y beneficios que ello implica.
En el apartado de beneficios, se cuantifica la producción adicional de cada parcela por el hecho de pasar a regadío teniendo en cuenta el tipo de cultivo, los rendimientos según la cantidad de irrigación, y los precios de mercado de los productos.
Análisis de costes: algoritmo de trazado de la red de distribución
El apartado de costes es más complejo, ya que para poner en marcha un proyecto de irrigación con agua regenerada a partir de una depuradora existente se deben cuantificar tanto las inversiones iniciales (la planta de reutilización, la estación de bombeo, depósitos de acumulación, las tuberías de distribución a las parcelas) como el coste recurrente de explotación (de la planta de reutilización y de la estación de bombeo), teniendo en cuenta distintos escenarios de costes unitarios de materia prima y energía, así como de los periodos de amortización de la infraestructura y de las herramientas de financiación disponibles.
Mientras que existen herramientas para cuantificar los costes de las estaciones según su capacidad nominal y las características de salida (concentración de microorganismos permitida, altura manométrica mínima de bombeo, etc), el cálculo del coste de la red de distribución (las tuberías que conectan la planta de reutilización con las parcelas donde se va a usar el agua) requiere un trabajo previo de diseño y optimización del trazado, longitud y diámetro de las tuberías.
Para automatizar dicho proceso, se ha desarrollado un algoritmo de optimización que, a partir de las características (coordenadas, elevación, consumo anual de agua, etc) de las parcelas es capaz de generar automáticamente un trazado de la red de distribución que minimice el coste. Para ello los investigadores se han basado en la tecnología de Minimum Spanning Trees (Jarník, 1930, Prim, 1957). La siguiente animación muestra un ejemplo de aplicación:
Una cuantificación detallada de los costes y beneficios esperados
Los resultados del método nos muestran un Análisis de Coste y Beneficio cuantitativo para cada proyecto candidato, separando la contribución de cada elemento. En el siguiente ejemplo se ve cómo los costes operativos de la planta de regeneración representan la mayor parte de los gastos, mientras que los beneficios por pasar los cultivos de viña a regadío representan la mayor parte de las ganancias, generando un beneficio neto del proyecto.
La cuantificación del beneficio neto de cada proyecto candidato según sus características particulares permite que las autoridades cuenten con una mayor información a la hora de tomar decisiones sobre las inversiones a efectuar, así como la creación de escenarios que permitan anticipar el efecto de modificaciones en la información de base (cambios en tipos de cultivo, tecnología de regeneración de aguas residuales, volatilidad de los tipos de interés en las amortizaciones, etc).
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