EL REUSO DEL AGUA

M. en C. Inés Navarro

El empleo del aguase ha triplicadodesde 1950

1/3 de la poblaciónvive en países conestrés hídrico

El agua es elproblema que enforma máscercana afecta almedio ambiente y ala humanidad

Causas de la falta de agua Administración inapropiada

(se usa más de la que sedebe)

Carencia por mala calidad(Contaminación)Falta de saneamientoFuentes dispersasDescargas de agua

“tratada” Crecimiento exacerbado de

la demanda en forma puntual(urbes, polos industriales,zonas agrícolas)

Cambio Climático

PronósticosPara el 2050 2/3 de la población en estrés

moderado a alto

½ con problemas graves de agua

El Oriente Medio por debajo delmínimo de supervivencia (100m3/hab.año) Actualmente estrés absoluto de

agua, 500 m3/hab.año)

Con problemas serios África, N de China, Sur de

India y Pakistán

México, la costa E de USA y elMediterráneo EPA (2004)

Ventajas del ReúsoConservar las Fuentes de agua e

incrementar la disponibilidadOrdenar la competencia entre usosPreservar la integridad de cuerpos de

agua, humedales y flora y fauna

Menor costo de tratamiento(infraestructura y sitio de la demanda)Reciclar compuestos (nutrientes)Hacer rentable el costo de saneamiento

Factores que favorecen el reúsoInterés público: Mayor conciencia

Conciencia sobre los costosambientales y económicos por manejoconvencional (almacenar el agua enpresas y reservorios y usar cursos deagua para autodepuración)

Estándares de calidad cada vez másestrictos

Sequías, escasez de agua,prevención de la intrusión salina,dificultad para descargar agua tratada,incentivos económicos, políticos ysuficiencia tecnológica

A partir de 100 m3 /d el costo de reúso es < a usar agua deprimer uso y tratarla

Yamagata et al., 2003

• Directo: del tratamiento alnuevo uso– Consumo humano: con

dilución en red desuministro

– Agricultura.- Sin dilución

• Indirecto: pasa a un cuerpode agua donde hay siempredilución– Consumo humano– Agricultura

Definiciones

Planta potabilizadora de aguaresidual tratada, Windoek,

Namibia

Riego por inundación con aguaresidual, Valle del Mezquital, México

• Reciclado: Reúso en elmismo uso que generó elagua

• Reúso Cambio de uso, porejemplo de municipal a laagricultura

El Reúso en: En países desarrollados,

después de las estrategias desaneamiento implantadas(controlado)

En países en desarrollo, comoresultado de la falta desaneamiento y/o falta de agua(no planeado)

Definiciones

Humedales de San Joaquin Wetlandsalimentados con agua renovada en Irvine RanchWater District, California, USA

Reúso aguaresidual paraproducción deVegetales enJoan Mai.Hanoi

Cómo se mide la necesidad de reúsoIntensidad de Uso (gradode Presión): Relación entrela cantidad de agua usaday disponibilidadIIU > 20%

– toda o parte del aguaresidual esta siendousada en formaplaneada o no

– Los acuíferos sonsobreexplotados (2-30veces)

– O el agua de mar esdesalada

86%

CNA, 2005

Tipos de Reúsos

Agricultura

Industrial

Municipal

Acuacultura

Mejoramiento Ambiental

Recarga de acuíferos

En cada uno con CALIDAD variable(término Abstracto) se debe definir para cada caso siguiendo

criterios y normas (pero no bastan)

Reúso Agrícola La agricultura emplea el 76% del agua en el mundo (UN, 2003) Tiene una productividad de 2 a 3 mayor que las zonas sin riego En 25 años debe incrementar en 20%, y será sólo con riego ¾ del área bajo riego se localiza en países en desarrollo (~ 192

millones de has, UN 2003) Consecuentemente hay mucha dependencia del riego para la

alimentación

Extracción de agua en 2000 para la agriculturaPor ciento

Beneficios, WHO 2006

Disminuir demanda de fertilizantes, y con ellolas descargas industriales y el consumoeconómico que su producción implicaIncrementar la producción agrícola en cantidad

y calidadEvitar la contaminación del agua superficialConservar el suelo al contribuir a la formación

de humus y a evitar la erosiónContribuir a una mayor y mejor nutrición

(seguridad alimenticia)

Reúso AgrícolaRESTRINGIDO: Cultivos para consumo humanoNO RESTRIGIDO: Cultivos forrajeros, fibras flores, cultivos

de grano, pastizales, invernaderos,comerciales, granjas de pasto

RIESGO PRINCIPAL: PÁTÓGENOS Y PARÁSITOS, desde 1980,reafirmado en 2005 y 2006 (WHO y US EPA),

El riesgo no es el mismo en países desarrollados que en desarrollo

Organismo PaísesDesarrollados

Países enDesarrollo

Salmonella Typhi, logNMP/100mL

3-4 6-9

Giardia Lamblia, log/L 2 4

Huevos de Helmintos/L 1-10 6-800

Enfermedades muy comunes dediverso tipos

Morbilidad < 1.5 % en PD 25-33 % en PED (varía entre10-90 % dependiendo de la clasesocial)

Ascariasis es la más común y esendémica en África, Latinoamérica yel lejano Oriente 1.3 billones de personasinfectadas 51 millones son niños < 15años, con deficiencias decrecimiento y desnutrición 1.5 millones de ellos nunca serecuperan aún cuando seantratados (Silva et al., 1997).

HelmintiasisHelmintiasis

Ascaris lumbricoides

Macho y Hembra

OncocercosisOncocercosis

Huevos de Helmintos

Muy persistentes (meses en plantasy años en suelos y agua)No producen inmunidadDosis infectivas muy bajas

Vibrio cholerae ~10,000,000 Huevos de helmintos 1-

10 en función de la especieResistentes al Cl2, Luz UV y OzonoNo se comportan como losindicadores (coliformes fecales)

Ascaris lumbricoidesTaenia spp.

Trichuris Trichiura Hymenolepis nana

Cuando se hace reúso se debeseguir el mismo camino?

primario

Agua residual Reúso

secundario terciario NutrientesSintéticos

TPA

$$$$$

$

SST DBO N, P

SSTPatógenos

pathogens

Reúso para riego de arroz enKumamoto, Japan)

La excesiva fertilización delarroz provoca bajaresistencia a pestes, áreasde podredumbre, almaceramiento de agua (secae el cultivo) por uncrecimiento excesivo ybaja calidad del arroz

Hiper fertilización a la largadisminuye la fertilidad delsuelo y hay unadistribución aleatoria por laacumulación de ARD en elcampo

Por ello se sugiere unamezcla por partes iguales yla adición del 50-70% delfertilizantes

Rice farming with treated wastewater(Source: Kumamoto Municipal Government, 1983)

Riego Agrícola Valle delMezquital

• Sin Agua residual• Con Agua residual

Reúso Municipal

En 20 años, 60% de la población vivirá enciudades (12% más que la que hayactualmente) (UN, 2006) , por ello: Habrá mayor demanda de agua municipal, y Mayor producción de agua residual En el mismo sitio

RiesgosSalud, hay un gran conjunto de individuos

expuestosContaminación de agua potable por

interconexiones En ambos casos DESINFECCION

Tipos de reúso UrbanoBaja Calidad: Riego de áreas con acceso poco frecuente y

controlado, lavado de calles y transportes,limpieza de excusados, aire acondicionado,protección ambiental

Calidad Media: Control incendios, construcción, llenadolagos recreativos, protección ambiental

Calidad Buena: Riego de áreas verdes, parques de juego,jardines escolares, campos de golf,cementerios, llenado de lagos recreativoscon contacto directo, áreas verdesresidenciales, cinturones verdes y derretido denieve, protección ambiental

Alta Calidad: Consumo humano

Reúso en Tokio, Japón

Líder en reúsomunicipalDesde 1984Sistema dual dedistribuciónIncremento deflujos de ríos

Sistema de reúso en Shinjuku, Tokyo, Japan

（Source: Tokyo Metropolitan Government

Reúso para consumo humano en Namibia

Único caso en elmundo por más de 37añosNo hay otras fuentesde suministro y ya sehizo un uso eficienteal máximo

Reúso Potable directoSe identificó como posibilidad/necesidad en 1954 y

se iniciaron los estudios piloto a inicio de los 60s

Barreras que no son de tratamientoSegregación de efluentesTratamiento avanzado de ARD con lagunas de

maduraciónMezclado de agua con otras fuentes de suministroParámetros estéticosControl riguroso de la calidad del agua cruda y

renovada

Uso de energía térmica en Sapporo, Japón(Shibuya, 1999; Sapporo Municipal

Government)• Se remueve 600,000 a 700,000 m3 de nieve con

efluentes de ARD cuya temperatura es de 13oC

Kitagou, conducto de nieve Tanque para derretir nieva

Source: Sapporo Municipal Government[TA1])

Riego Urbano con jardín “convencional”

Ben van der Merwe

Fabricación de nieve artificial en Mount BullerAlpine Resort, Australia(Tonkovic et al. 2002)

A 200km NW deMelbourneUno de los sitios máspopulares para esquiar70% del AR se producedurante el inviernoEfluente secundario

con UF para removerpatógenos

Lago de Chapultepec, Ciudad De México

Proyecto de los años50

Varias décadas deexperiencia

Adios a las carpas

Ningún seguimientosobre efectos desalud

Reúso para mejoramiento ambiental

Aumento de flujos o creación de• Corrientes• Lagos• Fuentes• Humedales

BeneficiosIncremento de la cantidad y calidad de las reservas de

aguaFines estéticos, recreativos o recuperación de

ecosistemasSe logra reponer la vida acuática de peces, insectos,

moluscosSe recuperan espacios y escenarios naturalesSe crean corredores ecológicos en áreas urbanas

Río que pasa por área residencial y que fue abandonado por sucontaminación

Se recupera con agua tratada y desinfectada con luz UV

Actualmente hay trucha Japonesa, lisa rayada y gobies, antes habíansólo 3 especies bioindicadores ahora hay más de 3000

Recuperación de flora y Fauna, Río Meguro, Tokyio, Japón

Río Meguro (antes) Río Meguro (después)

（Source : Tokyo Metropolitan Government, 2001

Recuperación de paisaje en el Castillode Osaka, Japón Osaka Municipal

Government, 2003)El foso es llenado con 58L/s de agua tratada a nivel terciario (filtración en

arena y desinfección)

Llenado del Lago deXochimilco, Ciudad deMéxico (30 años)

Control de Tolvaneras,Ex Lago de Texcoco,Ciudad de México

Recarga de acuífero

Los acuíferos sirven paraalmacenar y transmitir aguadar tratamiento natural al agua de alta calidadconservar el agua (muy poca evaporación)Poca contaminación secundaria por animales, lluvias No hay riesgo de crecimiento de malezasEs menos costoso pues no se requieren construir tuberías

TiposRestringido : Uso para suministro potableNo restringido: Control de la intrusión salina o de

hundimiento

Métodos para recarga de acuíferos

Fox, 1999

Estanques de recargaRequieren

– áreas grandes con suelo permeable– Acuíferos no confinados con alta transmisividad– Suelo no saturado (o zona vadosa) sin capas que limiten

La zona no saturada actúacomo filtro natural para remover sólidos suspendidos,

sustancias orgánicas, bacterias, virus y otros organismosRemueve N, P y metales pesados

Por tanto, se conoce como tratamientosuelo/acuífero (SAT)

Ventajas• Bajo costo• Facilidad de operación• Compagina con la agricultura

Inyección directaRequerimientos

Emplea agua tratada (avanzado con fuerte desinfección)Se emplea para acuíferos profundos o que se encuentranbajo capas impermeablesSon de mayor costo de construcción y operación

VentajasSe llega a acuíferos profundos al introducir agua

directamente en pozosRequiere menos terrenoDesventajas†Las paredes del pozo se pueden taponar con SS,

crecimiento biológico o precipitados químicos†No se observa actividad depuradora por el suelo

Recarga en Montebello Forebay

• Por más de 35años En la zonadel río Hondo

• Para recarga deun acuífero parauso potable enla zona centraldel condado deCalifornia

Sitio de Recarga en (Los Angeles, CA, U.S.A)

Reúso industrial

• La Industria emplea el 20 % del agua• Reúso potencial importante pues la demanda

incrementará en 50% (Shiklomanov, 1999).

VentajasDisminuye el costo de producción por la recuperación de

subproductos y la reducción del consume de aguaRecupera calorDisminuye el costo de tratamiento del agua así como el

de su descarga

Reúso industrialEnfriamiento (más común)Demanda elevada de

agua (20-50% en unaindustria)Baja calidad de agua

que empleaFacilidad para

implementarloEn generación de energíaConsume 70% del agua

industrialTratamiento secundario

+ (algunas veces)filtración oablandamiento

Reúso/recicladopara enfriamiento

Reúso IndustrialDiferente porque: Involucra al sector privado Sigue reglas propias, definidas de acuerdo con las

posibilidades e intereses de la industria, tanto en términosde cantidad, calidad como de recursos financieros

Es motivado por intereses económicosSe practica en zonas industriales (más en paísesdesarrollados que en desarrollo)Primero se recicla Los efectos son observados inmediatamente Se requiere una inversión menor

Luego se reúsa Inversiones mayores Cumplir normas externas Contar con la aceptación social

Es más efectivo para el gobierno dar incentivos queestablecer normas

Notas Finales

No se incluyó pero también importaCriterios y estándaresProcesos de tratamientoCapacidad institucional requerida (recursos

humanos, normatividad, administración,economía y aceptación social, entre otros)Aceptación y participación social