Water reuse: How safe is it?*

Image: SPCR

*Article written by the Young Water Researchers of the T&A area of the Catalan Institute for Water Research (ICRA). Spanish Version at the end of this article.

INTRODUCTION 

The capacity to ensure clean and affordable water is becoming one of the most significant global challenges of our century [1]. Global water demand is expected to increase with a rate of 1% per year until 2050, accounting for an increase of 20–30% above the current level of water use [1]. In combination with current water scarcity caused by climate change, the possibility of reusing water is not merely an option but a necessity [2].

SPAIN: EXAMPLES OF WATER REUSE

The Mediterranean region regularly suffers from severe water supply and demand imbalance, especially during the hottest season period. During the summertime, many Mediterranean countries become a holiday destination for tourists from all over the world. While this might be good for the local economy, water deficiency is often pushed to the extreme as a result of this intensive touristic activity.

The amount of water used by one single hotel at full capacity is enormous. Just imagine, all the showers and laundries that can be done in a single day.

However, the water reuse approach can turn the problem of how to treat an increased amount of polluted water into a benefit. Greywater collected from touristic locations can serve as a significant water and nutrient source while reducing the energy required for treatment.

An example of on-site water reuse is the Clean-TOUR project, which explores the potential benefits of greywater reuse in Lloret de Mar, a popular tourist destination of Costa Brava. Greywater is, in fact, all the household generated wastewater that is considered clean since it excludes toilet water, and thus can be potentially reused. The CLEaN-TOUR project is reusing this type of water for toilet flushing and as a feed for hydroponic vegetable systems where plants like tomatoes can grow.

Another excellent example of reclaimed water reuse is in Pinedo wastewater plant (Valencia). There, nearly 78 hm3/year (equivalent to about 31,000 Olympic swimming pools) of recycled water is used for crop irrigation alongside the environmental restoration of the Albufeira natural park. An additional benefit of the use of reclaimed waters in agriculture is the lower fertilizer consumption because nutrients involved in these waters can be leveraged by the terrain [1].

While the potential benefit of reusing water is something to pursue, the reused water must be safe both in terms of the environment side and our health.

A study showed that people who consumed crops irrigated with reclaimed wastewater were found to have higher blood levels of a pharmaceutical that they never consumed when compared to people eating crops irrigated with freshwater.

This pharmaceutical got into their food through the wastewater-soil-crop continuum. While the levels of this pharmaceutical were much lower than the therapeutic dose (theoretically safe), it does push the point that we need to understand the implications of wastewater reuse better and if the higher costs of treating water to higher standards is justified. 

WHAT

Pharmaceuticals like the ones found in crop products are just one type of a larger class of contaminants, just recently discovered. The emerging contaminants (ECs) also include personal care products, gasoline additives, plasticizers, nd other everyday life products. Only recently, the have been recognized as harmful substances [3].

WHY HARMFUL

ECs are persistent and recalcitrant towards water treatment technologies or natural attenuation, they tend to bioaccumulate in macroinvertebrates, other organisms in the aquatic food web, and humans (Stackelberg et al., 2007). As found by Reinert et al. (2012), they can end up in our drinking water sources. Furthermore, the impact of exposure to low-level of these contaminants over prolonged periods is a growing concern. For instance, persistent chemicals with long-term effects such as polychlorinated biphenyls (PCBs), perfluorinated alkylated substances (PFAS), and chlorofluorocarbons (CFCs), could cause cancer when their concentration is above a safety threshold.

HOW MUCH

Even if ECs are present at very low concentrations ranging from ng/L to µg/L (e.g., one ng/L is only one drop in one trillion drops of water), they may pose a risk to the environment or human health [4, 5]. 

Annually, about 300 million tons of synthetic compounds from industrial and consumer products, 140 million tons of fertilizers, and several million tons of pesticides are consumed and partially find their way into natural waters [6].

HOW TO MEASURE

Recent advances in analytical techniques have led to the detection of many ECs that ended up in drinking waters [7].

Since the analytical methods are evolving, a huge number of substances can now be detected in the water, even in trace quantities. It is crucial to investigate the effects of these new substances and their metabolites on health and the environment, especially under the scope of water reuse. In 2005, the European Commission funded the NORMAN project to promote a permanent network of reference laboratories and research centers, including academia, industry, standardization bodies, and NGOs. The NORMAN network notably targets to provided more transparent information and monitoring data on ECs and established an independent and competent technical/scientific debate on issues related to emerging substances. 

SOLUTIONS

One might wonder: but are there any solutions to remove these harmful pollutants to get safe drinking water?

The answer is YES.

Nevertheless, when it comes to water treatment, one must consider the quality of the water at the initial stage and the required quality after treatment, as dictated by its intended use. When treating domestic wastewater is concerned, the limitation, usually, is not a technological one, but rather an economical one.  

If we would just need to inactivate viruses, bacteria, and so on, the water purification process that most people would be familiar with is boiling. Now imagine a highly simplified case where one person is generating the typical quantity of wastewater (150 liters per day). If we boiled water, that would mean over €25 of energy consumption to let the water boil! Furthermore, although the process of heating water, while on the one hand, kill pathogens, on the other, it could be useless in terms of removing the ECs.  

Over the last decades, chlorination has been the go-to treatment for disinfection. However, while chlorination allows us to get water free of pathogens, it does present some drawbacks. Some are harmless (e.g., the taste of chlorinated drinking water can ruin your tea), others, such as the generation of chlorinated by-products, are instead linked to bladder cancer, and it is ineffective against ECs.  

Other types of treatment are listed in the table with their positive and negative sides:

For example, both ozonation and especially photocatalysis are substantially more expensive than chlorination. This brings us back to what water quality is ultimately needed to justify the costs of its treatment.  

Otherwise, other kinds of low-cost treatments are considering electrochemical systems, hybrid systems coupling low-cost biological treatment with nanotechnology aimed at resource recovery (e.g., anaerobic digestion and recovery of nutrients and biogas) or nature-based solutions (NBS). An example of the latter one is the treatment wetland, which enables us to treat naturally polluted waters while promoting awareness on our environmental footprint. Also, NBS had already been implemented even in developing countries where the lack of financial investments poses a severe challenge on water treatment and sanitation.

What is required, however, is less easy to ascertain and is something that is still evolving as we find out more about the fate of pollutants in the environment.

WHAT IS THE CURRENT LEGISLATION

Just five countries in Europe (Cyprus, Greece, Italy, France, and Spain) have a specific legislation regarding water reuse, even if this should be an issue of concern in more countries. Precisely, in May 2020, the European Parliament published the regulation on minimum requirements for water reuse (EU 2020/741). This regulation contemplates water reuse mainly for agricultural purposes and lists a set of requirements to ensure the safe water reuse. It is important to point out that although ECs are not considered in this regulation, more research is needed to assess their presence and behavior under different treatment technologies in order to eliminate their presence in reused water.

CONCLUSIONS

The best way to ensure clean water is to prevent contaminating it.

Adopting a circular economy approach in product manufacturing can prevent the release of harmful pollutants at the source. Following the example of Nature’s cycles, we should start envisioning a more sustainable world to help us overcome water shortage. However, the current situation is still far from this ideal scenario.

Fortunately, with the proper technology, reclaimed water can be used in various applications, depending on its quality, from a source of drinking water to irrigation in agriculture. To ensure safe reclaimed water use, a well-defined framework should be put in place with regulations that are up to date and strictly imposed. At the same time, these regulations should stimulate and encourage water reuse.

Yes, technology and regulation can make water reuse safe. It is up to us to make water reuse our hero.

ACKNOWLEDGEMENT

The authors would like to thank the support of the Department of Economics and Knowledge of the Catalan Government through the Consolidated Research Group (ICRA-TECHNOLOGY – 2017 SGR 1318).

REFERENCES

[1] Jodar-Abellan A, López-Ortiz MI, Melgarejo-Moreno J. Wastewater treatment and water reuse in Spain. Current situation and perspectives. Water (Switzerland). 2019;11(8).  

[2] Qu X, Brame J, Li Q, Alvarez PJJ. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: Enabling integrated water treatment and reuse. Acc Chem Res. 2013;46(3):834–43.  

[3] Zwiener C, Frimmel FH. LC-MS analysis in the aquatic environment and in water treatment – A critical review: Part II: Applications for emerging contaminants and related pollutants, microorganisms and humic acids. Anal Bioanal Chem. 2004;378(4):862–74.

[4] Oliver J. Summary for Policymakers. In: Intergovernmental Panel on Climate Change, editor. Climate Change 2013 – The Physical Science Basis [Internet]. Cambridge: Cambridge University Press; 2019. p. 1–30. Available from: https://www.cambridge.org/core/product/identifier/CBO9781107415324A009/type/book_part

[5] Pal A, He Y, Jekel M, Reinhard M, Gin KYH. Emerging contaminants of public health significance as water quality indicator compounds in the urban water cycle. Environ Int [Internet]. 2014;71:46–62. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2014.05.025.ç

[6] Anderson, B. S., Phillips, B. M., Hunt, J. W., Worcester, K.,Adams, M., Kapellas, N., & Tjeerdema, R. Evidence of pesticide impacts in the Santa Maria River watershed, California, USA.Environmental Toxicology and Chemistry. 2006;25:1160–1170.

[7] Hsion-Wen, D. K. and Xagoraraki, I. Contaminants Associated with Drinking Water. International Encyclopedia of Public Health (Second Edition);2017:148-158

REUTILIZACIÓN DEL AGUA: QUÉ TAN SEGURA ES?*

Imagen: SPCR

*Artículo escrito por los Young Water Researchers del área T&A del Institut Català de Investigación del Agua (ICRA)

INTRODUCCIÓN 
La capacidad de asegurar agua limpia y asequible se está convirtiendo en uno de los desafíos globales más importantes de nuestro siglo [1]. Se espera que la demanda mundial de agua aumente a un ritmo del 1% anual hasta el 2050, lo que supone un incremento del 20 al 30% por encima del nivel actual de uso del agua [1]. En combinación con la actual escasez de agua causada por el cambio climático, la posibilidad de reutilizar el agua no es sólo una opción sino una necesidad [2].
ESPAÑA: EJEMPLOS DE REUTILIZACIÓN DEL AGUA
La región del Mediterráneo sufre regularmente un grave desequilibrio entre la oferta y la demanda de agua, especialmente durante el período de la estación más cálida. Durante el verano, muchos países mediterráneos se convierten en un destino de vacaciones para los turistas de todo el mundo. Si bien esto puede ser bueno para la economía local, la deficiencia de agua suele ser llevada al extremo como resultado de esta intensa actividad turística.
La cantidad de agua utilizada por un solo hotel a plena capacidad es enorme. Imagínense, todas las duchas y lavanderías que se pueden llevar a cabo en un solo día.
Sin embargo, el enfoque de la reutilización del agua puede convertir el problema de cómo tratar una mayor cantidad de agua contaminada en un beneficio. Las aguas grises recogidas en lugares turísticos pueden servir como una fuente importante de agua y nutrientes, al tiempo que reducen la energía necesaria para el tratamiento.
Un ejemplo de reutilización del agua in situ es el proyecto Clean-TOUR, que explora los posibles beneficios de la reutilización de las aguas grises en Lloret de Mar, un popular destino turístico de la Costa Brava. Las aguas grises son, de hecho, todas las aguas residuales generadas en los hogares que se consideran limpias, ya que excluyen el agua de los inodoros, y por lo tanto pueden ser potencialmente reutilizadas. El proyecto CLEaN-TOUR está reutilizando este tipo de agua para las cisternas de los inodoros y como alimento para sistemas vegetales hidropónicos donde pueden crecer plantas como los tomates.
Otro excelente ejemplo de reutilización de agua recuperada es la planta de aguas residuales de Pinedo (Valencia). Allí, cerca de 78 hm3/año (equivalente a unas 31.000 piscinas olímpicas) de agua reciclada se utiliza para el riego de cultivos junto con la restauración ambiental del parque natural de la Albufera. Un beneficio adicional del uso de las aguas recicladas en la agricultura es el menor consumo de fertilizantes, ya que los nutrientes que intervienen en estas aguas pueden ser aprovechados por el terreno [1].
Si bien el beneficio potencial de la reutilización del agua es algo que hay que tener como objetivo principal, el agua reutilizada debe ser segura tanto en términos ambientales como de nuestra salud.
Un estudio demostró que las personas que consumían cultivos regados con aguas residuales recuperadas tenían niveles más altos de un fármaco que nunca habían consumido en comparación con las personas que consumían cultivos regados con agua dulce.
Este fármaco se introdujo en sus alimentos a través de la continuidad agua-suelo-cultivo. Aunque los niveles de este fármaco eran mucho más bajos que la dosis terapéutica (teóricamente segura), esto nos lleva al punto de que necesitamos entender mejor las implicaciones de la reutilización de las aguas residuales y si se justifican realmente los altos costos de tratar el agua a niveles más exigentes. 
QUÉ
Los productos farmacéuticos como los que se encuentran en los productos de cultivo son sólo un tipo de una clase más grande de contaminantes, recientemente descubiertos. Los contaminantes emergentes (EC) también incluyen productos de cuidado personal, aditivos de gasolina, plastificantes y otros productos para la vida diaria. Sólo recientemente han sido reconocidos como sustancias nocivas [3].

POR QUÉ SON DAÑINOS
Las EC son persistentes y recalcitrantes frente a las tecnologías de tratamiento del agua o la atenuación natural, tienden a bioacumularse en los macroinvertebrados, otros organismos de la red alimentaria acuática y los seres humanos (Stackelberg et al., 2007). Como han descubierto Reinert y otros (2012), pueden acabar en el agua potable. Además, el impacto de la exposición a bajos niveles de estos contaminantes durante períodos prolongados es una preocupación creciente. Por ejemplo, los productos químicos persistentes con efectos a largo plazo, como los bifenilos policlorados (PCB), las sustancias alquiladas perfluoradas (PFAS) y los clorofluorocarbonos (CFC), podrían causar cáncer cuando su concentración supera un umbral de seguridad.
CUANTO
Incluso si los CE están presentes en concentraciones muy bajas que van de ng/L a µg/L (por ejemplo, un ng/L es sólo una gota en un billón de gotas de agua), podrían suponer un riesgo para el medio ambiente o la salud humana [4, 5]. 
Anualmente se consumen unos 300 millones de toneladas de compuestos sintéticos de productos industriales y de consumo, 140 millones de toneladas de fertilizantes y varios millones de toneladas de plaguicidas, que en parte llegan a las aguas naturales [6].
CÓMO MEDIMOS
Los recientes avances en las técnicas analíticas han llevado a la detección de muchos CE que terminaron en aguas potables [7].

Dado que los métodos analíticos están evolucionando, actualmente se puede detectar un gran número de sustancias en el agua, incluso en cantidades ínfimas. Es crucial investigar los efectos de estas nuevas sustancias y sus metabolitos en la salud y el medio ambiente, especialmente en el ámbito de la reutilización del agua. En 2005, la Comisión Europea financió el proyecto NORMAN para promover una red permanente de laboratorios de referencia y centros de investigación, incluidos el mundo académico, la industria, los organismos de normalización y las ONG. La red NORMAN tiene por objeto, en particular, proporcionar información y datos de vigilancia más transparentes sobre las CE y establecer un debate técnico y científico independiente y competente sobre cuestiones relacionadas con las sustancias emergentes. 

SOLUCIONES
Uno podría preguntarse: ¿pero hay alguna solución para eliminar estos contaminantes dañinos para obtener agua potable segura?
La respuesta es sí.

Sin embargo, cuando se trata del tratamiento del agua, uno debe considerar la calidad del agua en la etapa inicial y la calidad requerida después del tratamiento, según lo dicte su uso previsto. Cuando se trata del tratamiento de aguas residuales domésticas, la limitación, por lo general, no es tecnológica, sino más bien económica.  
Si sólo tuviéramos que inactivar virus, bacterias, etc., el proceso de purificación del agua con el que la mayoría de la gente estaría familiarizada es la ebullición. Ahora imaginemos un caso muy simplificado en el que una persona está generando la cantidad típica de aguas residuales (150 litros por día). Si hirviéramos el agua, eso significaría más de 25 euros de consumo de energía para dejar hervir el agua! Además, aunque el proceso de calentar el agua, mientras que por un lado, mata a los patógenos, por el otro, podría ser inútil en términos de eliminar las EC.  
En las últimas décadas, la cloración ha sido el tratamiento para la desinfección. Sin embargo, mientras que la cloración nos permite obtener agua libre de patógenos, presenta algunos inconvenientes. Algunos son inofensivos (por ejemplo, el sabor del agua potable tratada con cloro puede arruinar el té), otros, como la generación de subproductos clorados, están en cambio vinculados al cáncer de vejiga, y es ineficaz contra los AE.  
Otros tipos de tratamiento se enumeran en la tabla con sus lados positivos y negativos:

Por ejemplo, tanto la ozonización como, especialmente, la fotocatálisis son sustancialmente más caras que la cloración. Esto nos devuelve a la calidad del agua que se necesita en última instancia para justificar los costos de su tratamiento.  
Por lo demás, otros tipos de tratamientos de bajo costo están considerando los sistemas electroquímicos, los sistemas híbridos que combinan el tratamiento biológico de bajo costo con la nanotecnología dirigida a la recuperación de recursos (por ejemplo, la digestión anaeróbica y la recuperación de nutrientes y biogás) o las soluciones basadas en la naturaleza (NBS). Un ejemplo de esto último es los humedales artificiales, que nos permiten tratar las aguas naturalmente contaminadas y al mismo tiempo promover la conciencia sobre nuestra huella ambiental. Además, las NBS ya se han puesto en práctica incluso en los países en desarrollo, donde la falta de inversiones financieras plantea un grave problema en el tratamiento del agua y el saneamiento.
Sin embargo, lo que se requiere es menos fácil de determinar y es algo que todavía está evolucionando a medida que averiguamos más sobre el destino de los contaminantes en el medio ambiente.

¿CUÁL ES LA LEGISLACIÓN ACTUAL?
Sólo cinco países de Europa (Chipre, Grecia, Italia, Francia y España) cuentan con una legislación específica en materia de reutilización del agua, aunque esto debería ser motivo de preocupación en más países. Precisamente, en mayo de 2020, el Parlamento Europeo publicó el reglamento sobre los requisitos mínimos para la reutilización del agua (EU 2020/741). Este reglamento contempla la reutilización del agua principalmente para fines agrícolas y enumera una serie de requisitos para garantizar la seguridad de la reutilización del agua. Es importante señalar que, aunque las CE no se consideran en este reglamento, se necesita más investigación para evaluar su presencia y comportamiento bajo diferentes tecnologías de tratamiento a fin de eliminar su presencia en el agua reutilizada.
CONCLUSIONES

La mejor manera de asegurar un agua limpia es evitar su contaminación en origen.

Adoptar un enfoque de economía circular en la fabricación de productos puede prevenir la liberación de contaminantes nocivos en la fuente. Siguiendo el ejemplo de los ciclos de la naturaleza, deberíamos empezar a imaginar un mundo más sostenible para ayudarnos a superar la escasez de agua. Sin embargo, la situación actual todavía está lejos de este escenario ideal.
Afortunadamente, con la tecnología adecuada, el agua recuperada puede utilizarse en diversas aplicaciones, dependiendo de su calidad, desde una fuente de agua potable hasta el riego en la agricultura. Para garantizar un uso seguro del agua regenerada, debería establecerse un marco bien definido con reglamentos actualizados y estrictamente impuestos. Al mismo tiempo, esas reglamentaciones deberían estimular y fomentar la reutilización del agua.
Sí, la tecnología y la reglamentación pueden hacer que la reutilización del agua sea segura. Depende de nosotros hacer de la reutilización del agua nuestro héroe.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer el apoyo del Departament d’Economia i Coneixement del Gobierno catalán a través del Grupo de Investigación Consolidado (ICRA-TECNOLOGÍA – 2017 SGR 1318).

REFERENCIAS

[1] Jodar-Abellan A, López-Ortiz MI, Melgarejo-Moreno J. Wastewater treatment and water reuse in Spain. Current situation and perspectives. Water (Switzerland). 2019;11(8).  

[2] Qu X, Brame J, Li Q, Alvarez PJJ. Nanotechnology for a safe and sustainable water supply: Enabling integrated water treatment and reuse. Acc Chem Res. 2013;46(3):834–43.  

[3] Zwiener C, Frimmel FH. LC-MS analysis in the aquatic environment and in water treatment – A critical review: Part II: Applications for emerging contaminants and related pollutants, microorganisms and humic acids. Anal Bioanal Chem. 2004;378(4):862–74.

[4] Oliver J. Summary for Policymakers. In: Intergovernmental Panel on Climate Change, editor. Climate Change 2013 – The Physical Science Basis [Internet]. Cambridge: Cambridge University Press; 2019. p. 1–30. Available from: https://www.cambridge.org/core/product/identifier/CBO9781107415324A009/type/book_part

[5] Pal A, He Y, Jekel M, Reinhard M, Gin KYH. Emerging contaminants of public health significance as water quality indicator compounds in the urban water cycle. Environ Int [Internet]. 2014;71:46–62. Available from: http://dx.doi.org/10.1016/j.envint.2014.05.025.ç

[6] Anderson, B. S., Phillips, B. M., Hunt, J. W., Worcester, K.,Adams, M., Kapellas, N., & Tjeerdema, R. Evidence of pesticide impacts in the Santa Maria River watershed, California, USA.Environmental Toxicology and Chemistry. 2006;25:1160–1170.

[7] Hsion-Wen, D. K. and Xagoraraki, I. Contaminants Associated with Drinking Water. International Encyclopedia of Public Health (Second Edition);2017:148-158

Agència Catalana de l’Aigua (y IV): Regeneración y Reutilización de las aguas

Con esta entrevista cierro el ciclo de temas hablando con profesionales de la Agència Catalana de l’Aigua: Saneamiento (Marc Moliner y Jordi Robusté), Presas y Embalses (Carlos Barbero), Calidad de las Masas de Agua (Antoni Munné) y Regeneración y Reutilización de las Aguas Residuales (Carme Arreciado). Muchas gracias a todos ellos por ayudarme a divulgar sobre este mundo que me apasiona, a mis compañeros de viaje (con un especial recuerdo para Eduard Martínez, In Memoriam) por haber compartido unos cuantos cafés hablando de ello y sobretodo muchas gracias a Xavier Duran, contigo empezó todo 😉

Hoy contamos con la presencia de Carme Arreciado, Técnica del Departamento de Regulación de Servicios de Abastecimiento de la ACA. Buenos días y bienvenida Carme, cuéntanos un poco la historia reciente en el impulso a la reutilización del agua desde la ACA (2008-2018).

Buenos días Jordi. La Agència desde hace ya unos años apuesta fuerte por la reutilización de les aguas regeneradas. El uso de este recurso para usos “no potables” permite liberar agua potable para uso de boca. En el año 2008 y con motivo de la gran sequía que hubo en Catalunya, se construyeron instalaciones para mejorar la calidad y augmentar así el uso de agua regenerada, que se considera básico, sobretodo en situaciones de falta de recurso de agua potable. Durante unos años y debido a la crisis económica no se ha potenciado la reutilización, pero actualmente se está trabajando de nuevo en su expansión. Un ejemplo significativo es el convenio de colaboración entre la Agència Catalana de l’Aigua y la AMB firmado el pasado año 2018 con el objetivo de explotar las instalaciones de reutilización de la ERA del Prat del Llobregat

Para clarificar conceptos, agua regenerada, reciclada o reutilizada. Son la misma cosa? En qué se diferencian?

Agua regenerada es aquella agua depurada que ha estado sometida a un tratamiento addicional o complementario, llamado tratamiento de regeneración, que permite adecuar su calidad a los usos a los que se quiere destinar.

Los terminos “agua reciclada” o “agua reutilizada” aunque son utilizados con frecuencia para referirse al agua regenerada, sobretodo el segundo, no son correctos y en consecuencia tenemos que hablar de agua regenerada. Estos términos hacen referencia a un agua ya consumida que se ha vuelto a utilizar en un segundo uso, pero sin implicar que exista un tratamiento que mejore o adecue su calidad.

Existen diferentes tipos de reutilización: la indirecta, la planificada y la directa. Podrías dar un ejemplo de cada una? Cuál se ha desarrollado más hasta la fecha en Catalunya? 

La reutilización indirecta, también llamada no planificada, hace referencia a los efluentes de las depuradoras que vierten al medio receptor, sin ningún tratamiento addicional a los previstos en el Plan de Saneamiento y que posteriormente pueden ser captadas aguas abajo para volver a ser utilizadas. Es un tipo de reutilización que se realiza de manera natural. 

La reutilización directa, o planificada es aquella que hace referencia al uso del agua regenerada para un uso determinado y predefinido. Este tipo de reutilización requiere de una red de distribución o otros medios de transporte para llevarla hasta el usuario final. También necesita un tratamiento adicional de regeneración para conseguir la calidad necesaria para el uso al que se quiere destinar. Esta calidad viene fijada por el RD 1620/2007 y es el tipo de reutilización que la Agència quiere potenciar.

Qué proyectos relacionados con la regeneración y reutilización serán una realidad en un futuro próximo?

Desde la Agència se trabaja para incrementar el volumen en la reutilización planificada, sobretodo de aquellas depuradoras que vierten a mar, ya que es recurso que “se pierde” y interesa reincorporarlo de nuevo al ciclo hidrológico.

De caras al futuro aún queda mucho por hacer. El año pasado se reutilizaron de manera directa en Catalunya 30 hm3, tan solo un 5% del agua depurada en las depuradores públicas.

Evolución del volumen de agua reutilizada. Fuente: ACA

Por lo que respecta a proyectos, tal y como te he comentado antes, el pasado año 2018 se firma con la AMB el convenio de colaboración para la explotación de la ERA del Prat. Este convenio establece tres regímenes de explotación con volúmenes y usos fijados en función de las necesidades del sistema.

Este convenio establece también la necesidad de realizar campañas analíticas para hacer un seguimiento de la calidad del agua regenerada vertida al azud de Molins de Rei. El objetivo de derivar el agua regenerada hasta este punto, a través de un bombeo y más de 10km de conducción, tiene un doble objetivo, por un lado mejorar la calidad del agua del rio con objetivos medio ambientales y por otro incrementar el recurso.

Este mes de mayo, con el seguimiento y la colaboración de un grupo de expertos de diversos sectores, se inicia una primera campaña. con un total de 30 muestras y 352 parámetros a analizar.

En el III Congrés de l’Aigua a Catalunya, la economista e investigadora del CETAQUA Montserrat Termes, proponía mitigar el «yuck factor» propio de la percepción que la gente tiene del agua regenerada involucrando a la ciudadanía mediante programas educativos, centros demostrativos y una mayor transparencia en la gestión de la información. Le añadiría algo más a estas líneas de acción propuestas? 

Estoy totalmente de acuerdo con estas observaciones, falta informar a la ciudadania en relación a este tema. El agua regenerada se asocia a agua depurada y por este motivo es importante realizar estudiós y campañas que sirvan para “demostrar” que se trata de un recurso con una buena calidad.

La campaña analítica como la que se esta realizando actualmente va en este sentido.

Parque Sa Riera (Tossa de Mar), regado con agua regenerada. Foto: CCBrava

III Congreso del Agua en Catalunya

Bajo el lema «Evolución de los usos: Reutilización, Economía Circular y Nuevas Tecnologías», el III Congrés de l’Aigua a Catalunya presentaba un interesante programa dividido en cuatro bloques los días 20-21 de Marzo en Barcelona:

  • Recursos Convencionales y Complementarios
  • Aspectos Sociales, Económicos y Ambientales
  • Retos de Futuro
  • Economía Circular

20/03/2019

1. Recursos Convencionales y Complementarios

Después de la conferencia inaugural de Rafael Mujeriego sobre la necesidad de avanzar en la reutilización del agua y la aprobación de un nuevo Reglamento en la UE sobre los usos de agua regenerada aplicados a la agricultura, se dio paso al primer bloque donde, Josep Dolz, Catedrático de la UPC, nos habló sobre la disponibilidad del agua en Catalunya vinculada al cambio global y los efectos en la gestión de las interconnexiones entre las áreas de ATL y el CAT, o Ebre-Ter. En especial, Dolz destacó la importancia de completar estas interconexiones para mejorar la gestión en situaciones de sequía como la que se vivió en 2008.

Jordi Molist, Director del Área de Abastecimiento de la ACA, centró su ponencia en la planificación y gestión del agua regenerada, destacando el interés en potenciar las Concesiones Marco, donde las entidades supramunicipales gestionen y distribuyan como operadores esta agua con tarifas acordes a su sostenibilidad.

Jordi Molist, explicando la gestión integrada del agua regenerada

En el capítulo de experiencias relacionadas, destacar la intervención de Lluís Sala, Jefe de Área de Abastecimiento y Reutilización del Consorci de la Costa Brava. Más allá de ponernos al día en lo que a reutilización se refiere, dejó entrever a modo de ironía la creciente burocratización en la administración pública. Sala acabó parafraseando a Mark Zuckerberg al relacionar el proceso de contratación (léase programación en el caso del CEO de Facebook) con la poesía.

Por otro lado, Jordi González de Aigües del Prat, explicó el Plan Básico de Uso no Potable en el municipio del Prat de Llobregat y sus ámbitos de actuación en agua regenerada y los acuíferos de la zona, así como el desarrollo paulatino de una doble red, la de agua potable y la no potable destinada a varios usos como riego o baldeo de calles.

2. Aspectos Sociales, Económicos y Ambientales

De las ponencias de la tarde me gustaría destacar la de Pilar Rodríguez, del Grupo Suez, donde explicó la gran apuesta por la transformación de las EDARs, de plantas de tratamiento de agua a biofactorías. En este nuevo concepto entran toda una serie de factores a tener en cuenta como son la generación de energía obtenida del agua bruta, la gestión del agua regenerada como un valioso recurso o la gestión integral de activos. No faltaron ejemplos que ya se han llevado a la práctica como pueden ser la EDAR de Granada o en Chile la depuradora de la Farfana. Un caso más cercano a nuestras latitudes y que ya está en fase de desarrollo sería la EDAR del Prat de Llobregat.

Miquel Paraira y la seguridad en todo el ciclo del agua

Muy interesante fue también la exposición de Miquel Paraira explicando los Sanitation Safety Plans, los planes de salud en aguas regeneradas que vienen a cerrar el ciclo, complementando los Planes de Seguridad del Agua en el área de abastecimiento.

Y en el capítulo de experiencias relacionadas, la profesora de Economía de la Univesitat de Barcelona y colaboradora de CETAQUA Montserrat Termes, incidió en el reto de la aceptación social de los proyectos de regeneración de agua. La percepción no suele ser muy positiva de inicio, entrando con fuerza el «Yuck factor«, un concepto desarrollado por Arthur Caplan y que se puede mitigar involucrando a la ciudadanía mediante programas educativos, centros demostrativos (como NEWater en Singapur) y siendo transparentes en la gestión de la información. En el fondo, el mayor o menor avance en el uso del agua regenerada depende del factor social y no del técnico.

21/03/2019

3. Retos de Futuro

Con diferencia, la sesión más cargada de ponencias fue la que hablaba de futuro, esperemos que sea un buen augurio de cara a los próximos años 🙂

Uno de los proyectos más ambiciosos en Economía Circular: HYDROUSA.

De las ponencias de la mañana, la de HYDROUSA me impresionó por la cantidad de agentes involucrados (de entre ellos el Catalan Water Partnership, clave en estos últimos años en la internacionalización de las empresas vinculadas al sector del agua en Catalunya). Sara Rodríguez-Mozaz, investigadora del ICRA desarrolló la presentación explicando los diferentes demo sites (hasta un total de seis) en tres islas griegas y que abarcan desde la recuperación de nutrientes a la reutilización de agua regenerada, pasando por la producción sostenible de energía a partir de subproductos o la recarga de acuíferos para reducir su salinidad. En definitiva, un catch-all project en el cual me gustaría profundizar a medida de que vayan saliendo nuevas conclusiones al respecto.

Y previo al capítulo de la mañana de Experiencias Relacionadas tuvimos la suerte de escuchar la original charla del Catedrático de la Universitat de Girona y Director del Campus de l’Aigua Manel Poch:

Ya en las experiencias contadas por sus protagonistas, hubo por ejemplo las de reutilización en el complejo petroquímico de Tarragona (BASF y REPSOL), el proyecto Zero Brine de gestión de salmuera (explicado por Miquel Rovira, Director de Sostenibilidad de EURECAT-CTM), el también ambicioso Plan Director de Agua Regenerada del Consorci Besós-Tordera (detallado por Pere Aguiló, Director de Operaciones del mismo consorcio) o el proyecto de reutilización de agua en la ciudad de Sabadell, una de las grandes ciudades de Catalunya con más de 200.000 habitantes y defendido por Jordi Vinyoles, Director de Saneamiento del Grupo CASSA.

Pere Aguiló explicando el PDAR del Consorci Besòs-Tordera

4. Economía Circular

Quim Comas y la revolución 5.0

Y llegué a la última sesión por la tarde del jueves ya un poco cansado a causa de no haberme perdido casi ninguna ponencia, pero con las ganas intactas de escuchar la presentación sobre las cuatro revoluciones en la historia del agua del Dr. Joaquim Comas, Investigador Senior en el ICRA y profesor de la UdG. Su speech destacó por varios detalles llenos de ironía mientras nos iba desgranando los diferentes hitos en gestión y consumo del agua a lo largo de la historia.

La siguiente ponencia tuvo un presentador muy especial, Xavier Marcet, Presidente de Lead to Change y consultor en estrategia, innovación y emprendimiento corporativo, el cual nos invitó a pensar que la apuesta por la Economía Circular en Europa es la esperanza para que el continente no quede fuera de juego en los tiempos que vienen a nivel mundial, aunque también dejo una advertencia: no hagamos como en las smart cities, pues estas sólo han sido un gran campo de pruebas piloto sin ir más allá.

También destacar la existencia de otra sala de conferencias (la BETA) en las cuales también hubo presentaciones cortas muy interesantes. Una de ellas fue la de Marc Terés, Técnico de Gestión del Saneamiento en la Agència Catalana de l’Aigua, el cual nos explicó el proyecto LIFE Saving-E, basado en el cambio de paradigma de las EDARs consumidoras de energía a productoras de energía mediante bacterias ANAMMOX.

Marc Terés al inicio de la charla

Para finalizar el congreso y después de las conclusiones se dieron los Premios del Agua, uno de los cuales fue a parar al remodelado Máster en Ciencia y Tecnología de los Recursos Hídricos de la Universitat de Girona. Los Dres. Ignasi Rodríguez-Roda (ICRA) y Jesús Colprim (LEQUIA) fueron los encargados de recoger el premio. Aquí el discurso del Dr. Rodríguez-Roda:

Y por mi parte nada más, sólo añadir que disfruté mucho de las dos jornadas del Congreso pero que quizás en ciertos momentos tuve un punto de sobresaturación por exceso de charlas, además de que bastantes coincidían en el tiempo. De todas formas este pequeño inconveniente pone de relieve el buen momento actual que atraviesa el sector…aprovechémoslo! Ya que nunca se sabe cuando va a llegar la próxima sequía 😉

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Panel de expertos por el agua regenerada

Detalle de la ERA del Prat de Llobregat. Fuente: Área Metropolitana de Barcelona

El pasado 21 de noviembre se reunió por vez primera el Panel de Expertos encargado de estudiar la posibilidad de transportar el agua regenerada de la EDAR del Prat de Llobregat hasta al tramo final del río Llobregat, con el objetivo de aumentar la garantía hídrica más allá de los periodos de sequía.

El panel de expertos en la primera reunión. Fuente: ACA

Actualmente el área metropolitana se abastece de un mix triple de aguas de diferentes orígenes:

  • Subterráneas
  • Superficiales
  • Desalinizadas

El objetivo del estudio que se ha puesto en marcha añadiría un cuarto origen, las aguas provenientes de la Estación Regeneradora de Aguas o ERA. Esta instalación dispone de un tratamiento terciario que produce un agua de calidad lo suficientemente buena como para verterse aguas arriba del río Llobregat, con el objetivo de ser captada por la potabilizadora de Sant Joan Despí. La entrada en vigor del nuevo Plan de Sequía refuerza esta tesis con la previsión de activar este procedimiento cuando las reservas de los embalses en Catalunya estén por debajo del 25%. Aún así, y en previsión de un aumento progresivo del estrés hídrico la administración catalana se plantea dar un paso más: aportar agua regenerada al río durante todo el año de forma independiente a las reservas de los pantanos.

La viabilidad técnica ya está presente, la sanitaria también, sólo falta el visto bueno de los expertos para confirmarlo y poder cerrar el círculo en beneficio de todos.

Fuente: Agència Catalana de l’Aigua

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Reutilización: tipos, gestión y visión estratégica

Heraclito de Efeso

Friedrich Nietzsche

LINEAL O CIRCULAR?

"Un hombre no puede bañarse dos veces en el mismo río" Esta frase, atribuida al filósofo presocrático Heráclito de Efeso, trata de que todo está siempre en movimiento, el tiempo pasa y todo cambia: nosotros y también el río. Cuando volvemos a bañarnos esta ya no es la misma, ni sus partículas, ni los minerales que lo acompañan... ni siquiera los átomos de hidrógeno y oxígeno. Esta concepción lineal del paso del tiempo no mezcla bien con conceptos como agua reciclada, regenerada o reutilizada pero si bien esta frase daría para una buena conversación entre amigos aficionados a la Filosofía, en este caso quizás encaja mejor una concepción circular como la Friedrich Nietzsche y su Eterno Retorno.

Aplicado al ciclo del agua, la idea circular del filósofo alemán quedaría así: a lo largo del cauce de un río hay varias poblaciones, la primera capta el agua, la utiliza, la vierte al alcantarillado, la depura mediante EDAR y la devuelve al mismo río pero aguas abajo donde, a continuación, el siguiente pueblo hará el mismo procedimiento... y así hasta la llegada de este río a su desembocadura. De este modo, la misma agua es captada, usada, ensuciada y limpiada para volver a empezar en otro punto del curso del río hasta su desembocadura, donde pasará a formar parte de un ciclo más grande que la traerá de vuelta mediante la evaporación y lluvia al nacimiento del río.

Explicados los fundamentos conceptuales, es el momento de poner en práctica dos tipos de reutilización de aguas superficiales para riego: en un caso tenemos una reutilización no planificada o simplemente "de facto" y en el otro una de consciente o planificada. Cómo funciona cada una? Lo explico en base al documento "Characterization of unplanned water reuse in the EU", de la Universidad Técnica de Munich.

Reutilización no planificada del agua

O también denominada "de facto" es la que se produce, por ejemplo, cuando se consume el agua del río en un punto aguas abajo donde previamente una EDAR vierte su agua depurada. En función de los caudales del río y el efluente de la depuradora se producirá un mayor o menor efecto de dilución. Dicho esto, hay dos factores importantes a tener en cuenta:

  • La relación de caudales del agua depurada y el agua del río provocan que el efecto dilución sea más o menos importante. En el caso del esquema es 5/95 pero se puede dar la situación inversa.
  • Derivado del primer punto, si un 80-90% del caudal es agua depurada para un 10-20% del río, aunque la EDAR cumpla con los límites legales de vertido habrá muy poca dilución, provocando una concentración más alta de contaminantes persistentes (antibióticos, derivados del plástico, detergentes, etc.) y microorganismos como E. coli. Esta situación es consecuencia de que la ley no contempla la eliminación ni reducción de estos parámetros para los efluentes de agua depurada.

Reutilización planificada del agua

En este caso tenemos una EDAR que proporciona una parte de su agua depurada a usuarios interesados para riego de cultivos. Aquí previamente se pone en marcha una solicitud administrativa basada en la legislación RD 1620/2007 donde se incluyen unos parámetros límite. Para cumplir con estos la depuradora dispone de un tratamiento terciario compuesto por un sistema de filtración y desinfección que hace que el agua acabe siendo apta para el uso en cuestión.

Un recurso más para la gestión hídrica

Comparando los riesgos asociados a los dos tipos de reutilización, queda claro que en el caso de la no planificada nos encontramos con un fenómeno inevitable que abre muchos interrogantes de cara a la propia seguridad de su uso. Además, normalmente las aguas superficiales captadas para potabilización suelen ser de peor calidad que las del terciario de una EDAR, es por eso que tiene todo el sentido del mundo reconducir el agua regenerada de la EDAR del Prat de Llobregat a la cabecera de la potabilizadora de Sant Joan Despí para convertirse en un recurso extra de 2m3/s en épocas de sequía.

Una reflexión final

El tiempo dirá si las intenciones del actual gobierno catalán forman parte del tacticismo habitual de nuestros políticos o van más allá en una visión estratégica en materia de gestión hídrica. Si la segunda idea es cierta bienvenidos sean todos los esfuerzos para cerrar el círculo. Nietzsche estaría muy satisfecho de ello.

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