La proliferación de contaminantes en el agua conlleva grandes riesgos contra la salud pública y el medio ambiente. En la actualidad, resulta vital que las aguas residuales sean tratadas antes de ser vertidas en lagos, ríos o mares, ya que este procedimiento abre la posibilidad de darles un nuevo uso, generando así ahorro y previniendo problemas de escasez. Gracias a los avances tecnológicos, es posible encontrar diferentes posibilidades de tratamiento para cada tipo de industria.
El agua es un derecho fundamental básico para garantizar la vida de los seres humanos. Pese a su importancia, millones enfrentan dificultades para acceder a ella. Las previsiones a futuro resultan poco alentadoras. Según la ONU, para el 2050 se espera que el 25% de la población mundial viva afectada por la escasez de agua potable, debido a la mayor demanda, el cambio climático y a una gestión deficiente.
A gran escala, la solución al problema del agua pasa por una serie de acciones articuladas por parte de los gobiernos. Sin embargo, ciudadanos y empresas pueden contribuir significativamente a través de diferentes opciones de tratamiento. Estos procedimientos varían en función de las propiedades del recurso y del uso que se le dará.
En el foro virtual “Agua, Cambio Climático y Economía Circular”, organizado por el Colegio de Ingenieros del Perú (CIP) con motivo del Día Mundial del Agua, el ingeniero Wilian Gonzáles Zegarra, especialista en tratamiento de aguas residuales, compartió una serie de técnicas de tratamiento que se aplican en diferentes sectores, tanto en el Perú como en otros países.
LOS ASTRONAUTAS Y EL AGUA
Enviar astronautas al espacio representa una inversión importante para la Nasa. Ejemplo de ello es el cohete o nave de la empresa SpaceX, que requiere una inversión de US$ 4,000 por cada kg de peso. Siendo ese el caso, la gestión del agua debe ser muy cuidadosa. Es por ello que la estación espacial internacional utiliza un sistema que le permite recuperar hasta el 93% del agua consumida.
Los astronautas deben aprovechar el agua al máximo. Eso significa que deben consumir nuevamente el agua tratada a partir de lo que consumieron en la ducha, su propia orina y sudor. Solo un 7% se pierde como salmuera concentrada.
El ingeniero Gonzáles explicó que la orina pasa a un sistema de destilación a baja presión, en el cual se recupera el agua después de la condensación. Luego ingresa a un sistema en el que se colecta el agua de las duchas y, posteriormente, sigue un proceso de filtración para remoción de partículas, sólidos y moléculas grandes.
El siguiente paso consiste en un calentamiento, seguido de oxidación catalítica. Se trata de tecnologías muy avanzadas y poco usuales por el momento, pero que progresivamente están tomando fuerza. El sistema pasa a un pulimiento y queda lista para ser reusada como agua potable.
TORRES DE REFRIGERACIÓN
Otro recurso potencial es el generado por las torres de refrigeración o enfriamiento que poseen un gran potencial de recuperación de agua que no está siendo aprovechado, lo que supone un punto de pérdida para las industrias.
“Dentro de los ciclos de refrigeración, observamos que se acumulan sólidos del medio ambiente en el interior de los sistemas, producto de la evaporación de agua. Esto genera problemas de corrosión, incrustación y finalmente pérdidas en la transferencia de calor, lo cual se traduce en mayores costos para la empresa”, comentó el especialista.
La solución propuesta en estos casos para la recuperación del agua va desde un sistema de microfiltración de partículas hasta un sistema de ósmosis inversa, en el cual se reduce la cantidad de sólidos y sales disueltas de conductividad, recuperando así gran cantidad de agua del sistema de purga.
El ingeniero citó el caso de la empresa europea Kurita, cuya planta petroquímica utiliza un ingreso de agua constante en su sistema de circulación. Aplicando un sistema de recuperación, es posible rescatar hasta 48 m3 de agua y reducir la cantidad desperdiciada.
“Es un principio sencillo que se puede dar en muchas aplicaciones. Se basa en recuperar la purga o las aguas residuales y que estas no se combinen con otras aguas, sino que puedan ser tratadas en un microsistema en específico. En el caso de Kurita, están ahorrando cerca de 24 mil euros por mes solo en consumo de agua”, explica.
REÚSO DE AGUA PARA ÁREAS VERDES
Para que una ciudad sea sostenible, la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda que tenga al menos 9 m2 de áreas verdes per cápita. En Lima Metropolitana, apenas cinco distritos cumplen con este parámetro (Chorrillos, Jesús María, San Borja, Miraflores y San Isidro), pero el promedio en toda la ciudad es de 3.7 m2 por habitante, es decir, apenas el 42% del estándar.
Las áreas verdes otorgan múltiples beneficios sanitarios, ecológicos y urbanísticos, pero es fundamental que tengan sistema de riego adecuado. En su exposición, el ingeniero Gonzáles comentó el caso de la planta de tratamiento de agua residual ubicada en el parque María Reiche (Miraflores), la cual permite atender el riego del 28% de parques del distrito.
La planta de tratamiento cuenta con un mecanismo que inicia desde que el agua residual es captada del área urbana hasta su impulsión al sistema de riego en los 15 parques del distrito.
Tras la captación inicial desde el buzón del alcantarillado, el agua pasa por un proceso de pretratamiento, en el que se separan los residuos sólidos, la arena y los aceites. En el tercer paso, se igualan las características del agua a través de un tanque ecualizador, para luego desintegrar la masa orgánica en un reactor biológico.
En el quinto paso interviene una cámara de mezcla, en la que se adicionan los elementos químicos para facilitar la separación de la materia orgánica. Después, la materia orgánica se junta a través de un clarificador de placas, con lo que pasa a un proceso de ultrafiltración, donde se separan elementos como virus y bacterias. Se producen 750,000 litros de agua al día que son impulsados desde la cisterna de almacenamiento al sistema de riego.
“Se trata de una tecnología MBRR. Se basa en un reactor de lecho en movimiento. En este caso, el lecho son medios plásticos de diferentes formas y diseños, en donde cada lecho tiene una cantidad de área superficial por metro cuadrado. Allí crece un grupo de bacterias que forman un consorcio microbiano, que degrada la materia orgánica en poco tiempo y en cantidades enormes de ese reactor”, explica Gonzáles.
AGUA RESIDUAL EN AGUA POTABLE
En el mundo hay una tendencia creciente de convertir las aguas residuales nuevamente en agua potable. Según Gonzáles, en el Perú hay casos puntuales poco conocidos, pero sigue siendo una práctica muy poco extendida.
“Las aguas municipales que provienen de las casas y oficinas pasan por tratamiento primarios (asentamiento de sólidos) y secundarios (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta). Siguen un proceso de pulimiento, en el que se puede aplicar un sistema de ultrafiltración muy fino, un sistema de ósmosis inversa y un sistema de desinfección UV, para asegurarnos de que los contaminantes sean reducidos en su mayoría”, explicó.
Según detalló, estos sistemas son capaces de inyectar el agua nuevamente a los acuíferos, sean subterráneos o superficiales, para que luego sean tratados en una planta potabilizadora como agua potable. De esa forma se aprovecha.
En resumen, la ósmosis inversa ayuda a retener casi todos los contaminantes emergentes, incluyendo iones monovalentes, calcio, sodio, cloruros, entre otros. Un peldaño por debajo se encuentra la nanofiltración, que no retiene iones monovalentes, pero impide el paso de virus, proteínas y macromoléculas.
En el caso de la ultrafiltración, la retención solo alcanza sólidos suspendidos, coloidales, bacterias y virus, mientras que la microfiltración libera al agua únicamente de sólidos suspendidos y determinadas bacterias.
“He visto muchas plantas a nivel nacional en las que reúsan el agua pero no tienen ni siquiera un sistema de microfiltración, lo que es un atentado contra la salud pública, ya que no podemos garantizar una correcta desinfección. Debería haber, como mínimo, un tratamiento terciario”, indicó.
TRATAMIENTO Y REÚSO DE AGUAS GRISES
Conocemos como aguas grises a aquellas que se generan del uso doméstico, tanto en el lavamanos como en la ducha. El ingeniero Gonzáles señala que pueden abarcar entre el 20% y 30% del total de agua que se genera en una vivienda, y tienen un gran potencial de recuperación para reúso.
“En el tema de las aguas grises, en el Perú tenemos una oportunidad enorme con programas como el bono verde del Ministerio de Vivienda, que se lanzó hace algunos años. Muchos hacen sistemas inadecuados, por lo que es momento de dar el paso a sistemas innovadores”, expuso el especialista.
Entidades internacionales como la OMS o la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) tienen una serie de exigencias de calidad para la recuperación de aguas grises. Por ejemplo, el total de sólidos en suspensión (TSS) no debe exceder de 10 mg/L, mientras que el cloro residual debe ser mayor a 1 mg/L.
En tanto, la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) tiene un valor recomendado menor a 50 mg/L y la Demanda Química de Oxígeno (DQO) debería ser inferior a 300 mg/L. Sin embargo, hay aguas grises que podrían presentar una carga mayor, lo cual depende de la cultura y costumbres familiares.
“Los parámetros son para poder reusar el agua dentro de los inodoros. En la práctica, muchos edificios no cumplen con estas características, pero aun así están reusando el agua. No olvidemos que también se regulan parámetros como turbidez, cloro, ph, aceites y grasas, entre otros”, explicó Gonzáles.
Al respecto, destacó el caso de la empresa española Azud, que cuenta con un sistema de tratamiento de aguas grises innovador. “Cuenta con un sistema de filtración de discos para remover pelos y sólidos de mayor tamaño, de 100 micras para arriba, una bomba que tritura los residuos y un sistema de dosificación de oxidantes para poder bajar la carga de DQO”, describió.
“Luego pasa a un sistema de ultrafiltración por membranas con una remoción de sólidos prácticamente a partir de 0.08 micras y sigue por un sistema de dosificación de cloro residual, a fin de reutilizar el agua resultante dentro del sistema de inodoros. Se trata de sistemas compactos que no admiten malos olores y son eficientes, pues garantizan la remoción de virus, bacterias y patógenos”, agregó.
Para aquellos casos en que las aguas grises tengan mucha carga, a tal punto de que se asemejen a las aguas residuales, el experto recomienda considerar los sistemas biológicos. Los más conocidos, indicó, son los lodos activados, los reactores biológicos de lecho móvil – MBBR y los de membrana MBR.
“En el sistema de lodos activados, encontramos un tanque de ecualización, luego un pretratamiento, aireación dentro del tanque, sedimentación secundaria, sistema de filtración por arena y carbón activado, y como resultado tengo agua para poder usar en inodoros o en riego”, puntualizó.
Respecto al MBBR, sostiene que se trata de un sistema más pequeño pero que sigue el mismo tren de tratamiento, con cloro ozono en la fase de desinfección para obtener agua tratada. Por último, explica que el sistema de membranas MBR obvia muchos de estos pasos, ya que están incluidos dentro del suelo reactor.
“Tenemos un sistema en el cual el reactor biológico ya obtiene agua lista para ser reusada. Ya no tengo que pasar por un proceso de filtración ni de carbón, ni de sedimentación, porque ya salen desde una membrana de ultrafiltración”, aseguró.
AGUA DE LLUVIA
Finalmente, el ingeniero Gonzáles aseguró que el agua de lluvia también se puede recolectar para darle un nuevo uso. Según indica, se trata de un sistema muy sencillo que puede aprovecharse en lugares con lluvias frecuentes, como la selva peruana.
“Consiste en captar el agua poniendo unas mallas o un tamiz de captación, para que entre la menor cantidad de sólidos posible. El agua será captada en una cisterna y luego pasará por un sistema de microfiltración, carbón activado o desinfección para poder tratar”, explicó.
En caso la turbidez tenga un nivel muy alto debido a que los techos están sucios o el agua ha entrado en contacto con muchos sólidos, recomienda realizar un análisis previo para luego implementar un sistema químico de pre tratamiento antes del sistema de filtración. El agua resultante también se podrá utilizar en baños y riego.
“Si el agua cuenta con las propiedades del agua potable, entonces podría utilizarse como tal. En todo caso, siempre será importante analizar primero sus características”, concluyó.
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