RETEMA • Enero/Febrero 2018 by RETEMA, Revista Técnica de Medio Ambiente

31 AÑOS DE

TRAYECTORIA

1987 - 2018

Nº 204 I ENERO/FEBRERO 2018 I AGUAS

www.retema.es

Tratamiento de agua y economía circular

REPORTAJE Depuradora de Valle de Guerra

Especial Sequía en España, el camino a seguir

REPORTAJE Ampliación de la EDARi de Ahlstrom - Munksjö Paper

REPORTAJE Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Atotonilco

TECNOLOGÍA I INCLAM

Combatiendo la escasez de agua desde la planificación, concienciación y tecnología

os eventos de sequía han

el objetivo de realizar el balance hídrico

lleva a pensar que el problema de las

cobrado un gran protago-

de la cuenca utilizamos Modelos de

sequías podría verse agravado. Estas

nismo social en las últimas

Gestión que tienen en cuenta como in-

proyecciones climáticas basadas en

décadas. Aún teniendo pre-

puts fundamentales los recursos hídri-

más de 50 modelos, tienen un carácter

sentes los recientes episo-

cos, los usos y las demandas así como

global y por tanto tienen una escala

dios acontecidos en España, asociar

las reglas de explotación de los ele-

muy baja, lo cual nos obliga a realizar

en un país desarrollado los eventos de

mentos de regulación y transporte.

un post-proceso de regionalización para su correcta interpretación de los

sequía al término catástrofe, puede

Incorporar el factor cambio climático

parecer algo exagerado frente a otros

en los estudios de recursos hídricos es

casos. Las consecuencias de la se-

primordial. El último Informe de Eva-

En los Planes de Sequía reciente-

quía sí son especialmente dramáticas

luación del Grupo Intergubernamental

mente elaborados en España se dife-

para una porción significativa de la po-

de Expertos de Cambio Climático

rencian las situaciones de sequía natu-

blación mundial, que vive en regiones

(IPCC) augura, para el horizonte de

ral,

semiáridas y áridas, cuya economía

estudio 2100, olas de calor más fre-

precipitaciones, frente a las de esca-

de subsistencia depende de manera

cuentes y de mayor duración, lo cual

sez, originadas por la falta de capaci-

distintos escenarios.

motivadas

por

las

bajas

exclusiva de la lluvia, produciéndose en algunos casos terribles situaciones de hambruna como la ocurrida en Somalia, Etiopía y Kenia en el año 2016. Tanto en el mundo desarrollado como en los países más pobres, la Planificación Hidrológica es la clave para mitigar el impacto de los episodios de sequía evitando las consecuencias drásticas. Más de 30 años de experiencia en Planificación Hidrológica nos vienen demostrando que una fase determinante es el conocimiento preciso de la disponibilidad hídrica del territorio. Existe un significativo número de modelos hidrológicos que simulan las características hidrológicas de una cuenca teniendo en cuenta como input fundamental los parámetros climáticos y los relacionados con la capacidad de escurrimiento del suelo. Con

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Enero/Febrero 2018

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INCLAM I TECNOLOGÍA dad para atender a las demandas. Si

lógicos desde la planificación. Un

volucradas (agricultores, empresas de

bien la demanda más importante suele

ejemplo es la ciudad de Asunción (Pa-

ocio y turismo, abastecedoras, hidroe-

ser la agrícola (a modo de ejemplo, en

raguay) y su acuífero Patiño, la princi-

léctricas, grupos ecologistas, etc…).

la cuenca Ebro representa aproxima-

pal fuente de agua de toda el Área

Sólo bajo este enfoque se logran solu-

damente un 90% de la demanda total),

Metropolitana de Paraguay, incluyen-

ciones co-creadas, no impuestas, que

en grandes ciudades no se suele to-

do la capital del país, Asunción y casi

tienen una mayor aceptación y por tan-

mar conciencia de la gravedad de una

toda la población central. Realizar un

to una mayor probabilidad de éxito y

sequía hasta que no se

sostenibilidad en el tiempo.

producen restricciones en

Para enfrentar los even-

los servicios de agua pota-

tos de sequía con las nue-

ble, siendo ésta una medi-

vas soluciones tecnológicas

da adoptada en situaciones

es necesario potenciar tam-

de emergencia como las

bién la incorporación de

que se produjeron en los

modelos avanzados de

años 90 en España.

gestión y la ejecución de

A lo largo del año 2017

acciones en el ámbito de la

INCLAM ha participado en

innovación destinadas a im-

la redacción del Plan Espe-

plantar nuevas tecnologías.

cial de Sequía para la De-

Una herramienta como Wa-

marcación Hidrográfica del

tEner (www.watener.com)

Ebro, cuyo borrador está en

capaz de incorporar la inte-

fase de consulta pública.

ligencia artificial en una pla-

Frente al anterior Plan, sus

taforma integral para la ges-

principales novedades con-

tión y operación diaria de

sisten en el establecimiento

las redes, tiene como resul-

de un doble sistema de indi-

tado un incremento del aho-

cadores para diagnosticar

rro y de la eficiencia en el

los escenarios de sequía

uso de los recursos que

natural y los de escasez,

ayuda a mejorar la seguri-

así como el establecimiento

dad hídrica y a combatir las

de un periodo de referencia

consecuencias de eventos

(1980-2012) representativo

de sequía cada vez más

de las sequías de las últi-

frecuentes e intensos.

mas décadas en España.

Soluciones innovadoras

Los eventos extremos tie-

que se sirven de la tecnolo-

nen también especial protagonismo en

estudio de recursos hídricos y vulne-

gía para optimizar la gestión de recur-

Latinoamérica. Bolivia por ejemplo de-

rabilidad climática, como el que está

sos, favorecen también la proactividad

claró en noviembre de 2016 el estado

haciendo INCLAM sobre el acuífero

en las organizaciones e impulsan el de-

de emergencia nacional por déficit hí-

ante diferentes escenarios climáticos,

sarrollo de políticas de educación am-

drico. En la actualidad INCLAM está

es vital para las próximas generacio-

biental y la participación y conciencia-

desarrollando un Plan de Sequía en

nes y el desarrollo social y económico

ción ciudadana en la utilización

Bolivia dirigido a las zonas urbanas de

de la región.

eficiente de los recursos.

La Paz y El Alto, región donde la insu-

Otro de los pilares básicos es la con-

ficiencia de agua potable se notó con

cienciación en el uso eficiente del

mayor intensidad en aquel episodio.

agua, donde una componente clave

CONSULTORÍA EN HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA DEL GRUPO INCLAM

Para reducir el déficit en situaciones

es promover la participación e integra-

de emergencia es habitual recurrir a la

ción de todos los actores en la toma de

explotación de recursos subterráneos.

decisiones sobre el agua. La solución

Es fundamental estudiar este proceso

debe ser el reflejo de un proceso parti-

de explotación de recursos hidrogeo-

cipativo entre usuarios y entidades in-

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Enero/Febrero 2018

GRUPO INCLAM www.inclam.com

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SUMARIO SUMARIO

ENERO/FEBRERO 2018 AÑO XXIX · Nº 204

COMBATIENDO LA ESCASEZ DE AGUA DESDE LA PLANIFICACIÓN, CONCIENCIACIÓN Y TECNOLOGÍA Página 2 ESPECIAL I SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR (I)*

LA ANTICIPACIÓN, LA PREVENCIÓN Y EL COMPROMISO DE TODOS, PRINCIPIOS FUNDAMENTALES EN LA GESTIÓN DE LAS SEQUÍAS LIANA ARDILES, MINISTERIO DE AGRICULTURA Y PESCA, ALIMENTACIÓN Y MEDIO AMBIENTE Página 8 AD PETENDAM PLUVIAM Mª ANGELES UREÑA GUILLEM, CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL JÚCAR Página 11 TRABAJO CONJUNTO PARA UN FIN COMÚN: AGUA PARA TODOS FRANCISCO MARÍN MUÑOZ, CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL MIÑO-SIL Página 14 UN USO EFICIENTE DEL AGUA EXIGE EL COMPROMISO DE TODOS JUAN IGNACIO DIEGO RUIZ, CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL DUERO Página 17 LA GESTIÓN DE LA SEQUÍA EN LA DEMARCACIÓN DEL GUADALQUIVIR ANTONIO CARLOS RAMÓN GUINEA, CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL GUADALQUIVIR Página 19 POLÍTICAS DE ESTADO PARA GARANTIZAR EL AGUA MIGUEL A. RÓDENAS CAÑADA, CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL SEGURA Página 21

INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA Página 23 EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN ESPAÑA MANUEL SUAREZ, ADECAGUA Página 32 REPORTAJE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ATOTONILCO, MÉXICO Página 37 AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO Página 48 VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO Página 56 TENDENCIAS Y AVANCES TECNOLÓGICOS EN CONTADORES DE AGUA Página 64 REPORTAJE DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA, TENERIFE Página 70 LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO Página 80 REPORTAJE AMPLIACIÓN DE LA DEPURADORA INDUSTRIAL DE AHLSTROM - MUNKSJÖ PAPER Página 88 TECNOLOGÍA SMART-PLANT SCEPPHAR: HACIA EL OBJETIVO DE CONVERTIR UNA DEPURADORA EN UNA BIOREFINERÍA Página 93 VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES EN AGUAS TRATADAS Página 100

* La segunda parte del Especial se publicará en el número 207 Mayo/Junio 2018

ACTUALIDAD

Revisión de la legislación europea para mejorar la calidad y el acceso al agua potable

a Comisión Europea presentó

a la lista de criterios para determinar la

pone instalar el material necesario para

a principios de febrero una

seguridad del agua (como la legionela y

ofrecer agua potable en los espacios

propuesta legislativa que tiene

el clorato). Estas inclusiones tienen en

públicos, lanzar campañas para infor-

por objeto garantizar el dere-

cuenta el conocimiento científico más

mar a los ciudadanos sobre la calidad

cho al agua respondiendo así

reciente y en las recomendaciones de

del agua, y animar a administraciones

la Organización Mundial de la Salud.

y edificios públicos a que ofrezcan ac-

a la primera iniciativa ciudadana euro-

ceso a agua potable.

pea en lograr sus objetivos: la iniciativa por el derecho al agua, que

Otra modificación importante

reunió 1,6 millones de firmas para

de la legislación consistirá en

respaldar la mejora del acceso al

ofrecer al público de manera fácil

agua potable y segura para todos

y sencilla (también en línea) infor-

los europeos. Además, la propues-

mación sobre la calidad del agua

ta pretende fortalecer a los consu-

potable y su suministro en la zona

midores velando por que los distri-

en la que viven, a fin de incremen-

buidores de agua les ofrezcan

tar su confianza en el agua del

información más clara con relación

grifo. Según las previsiones, las

al consumo, el análisis de costes y

nuevas medidas reducirían los

el precio por litro, de forma que sea

posibles riesgos para la salud vin-

posible realizar una comparación

culados al agua potable de un 4%

con el precio del agua embotellada.

a menos de un 1%.

Ello contribuirá a los objetivos me-

Además, reducir el consumo de

dioambientales de reducir el uso in-

agua embotellada puede ayudar a

necesario de plástico y de limitar la

los hogares europeos a ahorrar

huella de carbono de la UE, así co-

más de seiscientos millones de

mo a la consecución de los Objeti-

euros al año. Si confían más en el

vos de Desarrollo Sostenible.

agua del grifo, los ciudadanos

La mayor parte de las personas

también pueden contribuir a redu-

que viven en la UE disfrutan de

cir los residuos plásticos proce-

buen acceso a agua potable de

dentes del agua embotellada, in-

gran calidad. Ello es resultado de

cluyendo la basura marina. Las

una amplia labor legislativa en la

botellas de plástico son uno de los

UE para proteger a los europeos y

artículos de plástico de un solo uso que se encuentran con más

garantizar que cuenten con un acceso a agua potable de gran calidad. La

Las nuevas normas requerirán que

frecuencia en las playas europeas.

Comisión desea velar por que esta cali-

los Estados miembros mejoren el acce-

Con la actualización de la Directiva so-

dad se mantenga a largo plazo. Las

so para todas las personas, especial-

bre el agua potable, la Comisión da un

normas que la Comisión propone ac-

mente en el caso de los grupos vulne-

paso importante en materia legislativa

tualizar hoy mejorarán la calidad y la

rables y marginados, que actualmente

para la aplicación de la estrategia de la

seguridad del agua, al añadir sustan-

tienen dificultades para disponer de

UE en materia de plásticos, anunciada

cias nuevas, y hasta ahora no incluidas,

agua potable. En la práctica, esto su-

el 16 de enero de 2018.

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Enero/Febrero 2018

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ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

LIANA ARDILES

DIRECTORA GENERAL DEL AGUA DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA Y PESCA, ALIMENTACIÓN Y MEDIO AMBIENTE

La anticipación, la prevención y el compromiso de todos, principios fundamentales en la gestión de las sequías

a situación de la sequía que

daciones, dos fenómenos, agravados

bre la base de dos principios fundamen-

hoy, y a pesar de las últimas

por el cambio climático cuyos impactos

tales: la anticipación y la prevención.

lluvias y nieves, continúa afec-

nos están afectando con especial inten-

tando a amplios territorios de

sidad en los últimos años.

Lo que es nuevo es la intensidad y frecuencia de las sequías y las inundacio-

nuestro país, no es una situa-

Ni las inundaciones ni las sequías son

nes y lo que resulta necesario potenciar

ción nueva. La irregularidad hí-

fenómenos nuevos. Como tampoco es

es la adecuación de nuestras herramien-

drica que caracteriza nuestro clima Me-

nueva la iniciativa que ha venido toman-

tas de gestión para mejorar su integra-

diterráneo, hace que tengamos que

do la Administración para hacer frente a

ción en los planes hidrológicos de cuen-

enfrentarnos con relativa frecuencia a

estos episodios, que como ya hemos de-

ca, por ser la planificación hidrológica el

los efectos de las sequías y de las inun-

mostrado, somos capaces gestionar so-

instrumento en el que se apoya la políti-

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Enero/Febrero 2018

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I MAPAMA I

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

ca de adaptación al cambio climático en

Para reforzar nuestra estrategia de

me he referido, es la conveniencia de

lo referente a la gestión de los recursos

adaptación al cambio climático resulta

potenciar el vigente sistema de indicado-

hídricos.

preciso dar un tratamiento diferenciado a

res para diferenciar con claridad las si-

Contamos, desde el año 2007 con

los problemas de sequía, un fenómeno

tuaciones propias de sequía hidrológica

unos planes de sequía que nos permiten

natural de carácter coyuntural, y a los de

con la de escasez. La segunda, conse-

anticiparnos a estos episodios y mitigar

escasez, una situación ligada a la dificul-

cuencia de la anterior, responde a la ne-

de forma importante sus efectos sobre el

tad estructural de atender las demandas

cesidad de diferenciar las medidas que

abastecimiento urbano, sobre el estado

por no contar con suficientes recursos

deben adoptarse en situaciones de se-

ecológico de las masas de agua y sobre

hídricos para ello, clarificando las causas

quía de aquellas otras que corresponde

las actividades económicas.

que originan cada fenómeno y adoptan-

adoptar en el marco de los planes de

Y podemos anticiparnos a las sequías

do acciones y medidas apropiadas para

cuenca o en el marco del Plan Hidrológi-

gracias a que estos planes disponen de

cada situación. De esta manera, las me-

co Nacional para hacer frente al reto de

un sistema de indicadores que reflejan

didas de gestión de la escasez se abor-

la escasez, mientras que, la tercera per-

cuándo un sistema está entrando en es-

dan desde el ámbito de la planificación

mitirá adecuar la estructura y los proce-

ta situación y definen las medidas a

hidrológica por cuenca, mientras que la

sos de toma de decisiones en los orga-

adoptar en cada una de las fases de la

prevención y gestión de la sequía se

nismos de cuenca a la luz de ese nuevo

sequía para minimizar sus efectos.

acomete desde los planes especiales de

sistema de indicadores.

Durante los diez años que los planes

sequía, en coordinación con las medi-

llevan en vigor han demostrado ser una

das que para la gestión de la escasez

herramienta muy útil y necesaria que, no

contienen los planes de cuenca.

obstante, siguiendo las directrices esta-

De hecho, son los Planes hidrológicos

blecidas en los planes hidrológicos en vi-

del segundo ciclo los que ordenan la re-

gor, hemos empezado a revisar, con la fi-

visión de los vigentes planes especiales

nalidad, precisamente, de reforzar su

para garantizar su coherencia con la

mejor encaje y coordinación con el con-

nueva información contenida en los pla-

junto de la planificación hidrológica, ase-

nes hidrológicos, y los que exigen que se

gurando, de cara a los planes del tercer

dé un tratamiento diferenciado a los pro-

ciclo la coherencia de los planes de se-

blemas de sequía y escasez.

quía y sus sistemas de indicadores con

En síntesis, la revisión de planes de

el contenido de los planes hidrológicos

sequía obedece a tres razones funda-

de cuenca.

mentales: la primera de ellas, a la que ya

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Enero/Febrero 2018

Los nuevos planes de sequía suponen un avance significativo respecto de los aprobados en 2007

RETEMA

ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

I MAPAMA I

to y el contenido exigible a los Planes de Sequía en sus futuras revisiones.

Este es el momento de incluir en los nuevos planes la experiencia adquirida y de plasmar las soluciones a fenómenos que en 2007 no teníamos en cuenta, como la realidad del cambio climático en su actual dimensión

De este modo, la futura instrucción técnica así como la modificación Reglamento de Planificación Hidrológica en la que se contenga el régimen jurídico requerido por los planes de sequía, proporcionará el marco reglamentario adecuado para acometer la futura revisión de los planes especiales ante situaciones de sequía de cara al tercer ciclo de planificación hidrológica, garantizando así la coherencia entre ambos instru-

Además, estos nuevos planes espe-

mentos de planificación.

ciales suponen un avance significativo respecto de los aprobados en el año

Estas propuestas normativas se en-

2007 por numerosas razones: nos permi-

cuentran en trámite de consulta pública

ten incorporar las mejoras técnicas dis-

por tres meses desde el pasado 28 de

ponibles así como la experiencia acumu-

noviembre en el caso del borrador de

lada en los diez años transcurridos desde

instrucción y del 22 de diciembre en

la adopción de los primeros planes; pro-

cuanto al proyecto Real Decreto que

porcionan, como ya he avanzado, un

modifica el Reglamento de la Planifica-

tratamiento diferenciado para las situa-

ción Hidrológica y a las propuestas ini-

ciones de sequía y escasez; toman en

ciales de los citados planes especiales.

consideración los más recientes avances

Por su parte, los planes de sequía de

sobre los efectos del cambio climático en

las demarcaciones estarán en consulta

los recursos hídricos y establecen para

pública desde el 21 de diciembre hasta el

todas las cuencas una misma tipología

próximo 22 de marzo para que todos los

de medidas y acciones a adoptar en si-

interesados presenten las observaciones

tuaciones de escasez y sequía.

que estimen oportunas de cara a que la propuesta del Plan, ajustada tras la con-

Asimismo, los nuevos planes nos per-

sulta pública, pueda ser sometida a infor-

mitirán identificar para todas las demarcaciones las normas de referencia al ampa-

sintetizan información, como por ejem-

me del Consejo de Agua en primavera,

ro de las cuales el Organismo de cuenca

plo la referida a los componentes del ba-

previo a su aprobación y publicación en el

podrá declarar la situación excepcional

lance hídrico en cada demarcación, que

BOE. Este es el momento, pues, de incluir

por sequía extraordinaria y establecen un

es básica para la elaboración de los Es-

en los nuevos planes la experiencia que

sistema común, aplicable a todas las

quemas de Temas Importantes que se

hemos adquirido tras diez años de vigen-

cuencas, para la evaluación de los impac-

someterán a información pública durante

cia de los actuales planes y de plasmar las

tos ambientales y socioeconómicos de

el segundo semestre de 2019.

soluciones a fenómenos que en 2007 no teníamos en cuenta la realidad del cambio

las sequías prolongadas y de la escasez

En paralelo, a la revisión de los planes

coyuntural, regulando también cómo se

de sequía, el Ministerio está preparando

deben elaborar los informes post-sequía

también una instrucción técnica para

Las soluciones que se adopten for-

tras la superación de estas situaciones.

asegurar que los distintos organismos de

marán parte de los planes hidrológicos

Los nuevos planes de sequía, por lo

cuenca, en el proceso de revisión de sus

del tercer ciclo y del Pacto Nacional por

tanto, no sólo permiten la revisión de los

planes, siguen unas mismas directrices.

el Agua en el que estamos trabajando

aprobados en 2007, adaptándolos a los

Se ha comprobado la necesidad de con-

desde el Ministerio. Todos, administra-

planes hidrológicos de segundo ciclo, si-

tar con una norma de carácter reglamen-

ciones y usuarios, somos responsables

no que, de hecho, suponen ya un avan-

tario, aprobada por real decreto, para

del uso que estamos haciendo de un

ce en la preparación de tercer ciclo de

contar con el régimen jurídico adecuado

bien tan necesario como es el agua y

planificación hidrológica. En concreto,

y suficiente en el que queden estableci-

todos debemos adoptar las mejores de-

los nuevos planes de sequía recopilan y

dos, con carácter general el procedimien-

cisiones en la futura gestión del agua.

RETEMA

Enero/Febrero 2018

climático en su actual dimensión.

I www.retema.es I

I C. H. DEL JÚCAR I

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

uando en julio de 2014 la Junta de Gobierno de la Confederación Hidrográfica del Júcar acordó solicitar del entonces Ministerio de Agricultura, Alimentación y Me-

dio Ambiente, que se adoptaran las medidas

necesarias

carácter

extraordinario, de orden jurídico, técnico y económico, que permitieran la ejecución y puesta en marcha de un conjunto de medidas para mejorar las condiciones de aprovechamiento y gestión del agua, y superar la crítica situación generada por la inusitada disminución de recursos provocada por la ausencia de precipitaciones, estábamos atravesando un año hidrológico extremadamente seco, hasta el mes de julio se había registrado una precipitación acumulada de 170 mm frente a una media de 330 mm, en los anteriores 23 años. En ese momento la sequía meteorológica afectaba prácticamente a todo el ámbito de la Confederación, excepto a la cabecera de la cuenca del Júcar, único sistema que se encontraba en escenario de normalidad, aunque los subsistemas Magro y Albaida –ambos afluentes del

Mª ANGELES UREÑA GUILLEM

PRESIDENTE DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL JÚCAR

Júcar- se encontraban en emergencia y alerta respectivamente, con arreglo al

Ad petendam pluviam

Plan Especial de Alerta y Eventual Sequía (PES) de la Confederación, los sistemas Marina Alta y Vinalopó estaban en emergencia y el resto en prealerta. La Confederación Hidrográfica había adoptado ya determinadas medidas de

Pese a las medidas adoptadas, la

pó-Alacantí y el subsistema Magro, en el

gestión como la convocatoria de comi-

persistencia de falta de precipitaciones

Júcar. Los abastecimientos de la comar-

siones de desembalse extraordinarias,

llevó al Gobierno a declarar la situación

ca de la Marina Baja, con ciudades turís-

recordatorio a los municipios de más de

de sequía en el ámbito de la Confedera-

ticas de la entidad de Benidorm o La Vila

20.000 habitantes de la obligatoriedad

ción Hidrográfica del Júcar, mediante el

Joiosa, gestionados por el Consorcio de

de disponer de un Plan Municipal de

RD 355/2015 de 8 de Mayo, y posterior-

Aguas de la Marina Baja, pudieron ser

Emergencia ante situaciones de sequía,

mente se concedió un crédito extraordi-

atendidos merced al esfuerzo de gestión

intensificación del control de los usos

nario para acometer aquellas actuacio-

del propio Consorcio y a la efectividad de

del agua en los sistemas Palancia, Turia

nes que permitieran minorar los

las obras de emergencia que puso en

y en el subsistema Magro, y el incre-

impactos ambientales, sociales y eco-

marcha el Gobierno de España al ampa-

mento de los recursos disponibles me-

nómicos de la sequía.

ro del RD 355/2015 de 8 de Mayo, singu-

diante la reutilización de las aguas de-

Los veranos de 2015 y 2016 fueron es-

larmente sobre la conducción Rabasa-

puradas de Pinedo y Camp de Turia,

pecialmente críticos para los sistemas

Fenollar-Amadorio y la conexión de esta

entre otras.

Marina Alta, Marina Baja, Serpis, Vinalo-

conducción con la desalinizadora de Mut-

I www.retema.es I

Enero/Febrero 2018

RETEMA

ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

I C. H. DEL JÚCAR I

xamel, que permitió incorporar al sistema hasta 10 Hm3, de recur-

empeorando hasta la situación de

sos no convencionales. Todo ello

pone que manifiesto el informe

requirió un notable esfuerzo de

mensual de seguimiento del PES

gestión administrativa, puesto que

de la CHJ correspondiente al mes

fue necesaria la utilización de las

de enero de 2018.

emergencia, en la parte alta, según

infraestructuras de Aguas Munici-

Si en julio de 2014 se había re-

palizadas de Alicante y la Manco-

gistrado en el ámbito de la Confe-

munidad de los Canales del Taibi-

deración, la menor precipitación

lla, y la articulación de los

acumulada de los últimos 23 años,

respectivos acuerdos y convenios.

en el presente año hidrológico

Por su parte los regadíos del

2017-2018 -del que han transcurri-

sistema Turia venían utilizando el

do ya 4 meses- la aportación total a

“tandeo” para alternar el uso del agua entre las acequias del Tri-

la red fluvial en régimen natural, se estima en 365 hm3, aportación que

bunal de las Aguas y la CR Real

se corresponde con el peor registro

Acequia de Moncada. Y los rega-

para los meses de octubre a enero

díos del sistema Vinalopó-Ala-

del periodo 1940/41-2017/2018. El

cantí fueron atendidos con recur-

peor registro para los meses de

sos del sistema Júcar, mediante

otoño de los últimos 77 años. Con esta situación, con la conti-

sendas autorizaciones tempora-

nua merma de las reservas embal-

les otorgadas por la Confederación Hidrográfica del Júcar y convenios

de 2016 y enero y marzo de 2017, permi-

sadas en los sistemas Cenia, Júcar y

suscritos entre la Sociedad Estatal

tieron recuperar tanto los acuíferos en el

Turia -en los dos últimos se ubican los

Aguas de las Cuencas Mediterráneas

sistema Marina Alta, como el agua en los

principales regadíos y las mayores ciu-

SA y la Junta Central de Usuarios del

embalses de la costa y aliviar la situación

dades del ámbito de la Confederación-

Vinalopó-Alacantí y Consorcio de

de los sistemas Marina Baja, Serpis, Vi-

ha sido necesario poner en marcha to-

Aguas de la Marina Baja, que permitie-

nalopó-Alacantí y el subsistema Magro.

dos los instrumentos de gestión que

ron poner en operación la conducción Júcar-Vinalopó, y aportar 15 Hm3 des-

Sin embargo estas lluvias que, por inten-

prevé el PES de la CHJ. Se ha reunido

sas y concentradas en el espacio y en el

la Comisión Permanente de la Sequía,

de la desembocadura del Júcar. Para

tiempo, provocaron graves daños en el

se han celebrado con carácter extraordi-

atender los regadíos del subsistema

dominio público hidráulico y las infraes-

nario y periodicidad mensual, las comi-

Magro hubo que realizar pozos de se-

tructuras hidráulicas de titularidad estatal,

siones de desembalse de los principales

quía en la cola del embalse de Forata y

se produjeron en la franja costera, sin

sistemas. Se han acordado restriccio-

cubrir con ese aporte el 70% de las ne-

ninguna afección en las cabeceras de los

nes para el regadío, del 20% para el

cesidades anuales del subsistema.

principales ríos de la Confederación, Tu-

sistema Turia, del 10% para los regadí-

ria y Júcar, cuyos indicadores han ido

os solo superficiales del Sistema Júcar,

Los temporales de lluvia de diciembre

USUJ y Mancha Oriental y riegos mixtos del Canal Júcar-Turia que además verán disminuidas las aportaciones superficiales en el 20%. Y en todas las extrac-

Todo apunta a que las sequías serán más recurrentes e intensas; por eso es tan necesario disponer de instrumentos para gestionar de la manera más eficiente los fenómenos extremos y adelantarnos a sus consecuencias.

ciones de agua subterránea en la Mancha Oriental, se ha acordado una restricción del 10% tanto para regadíos exclusivos de agua subterránea como para los mixtos. Para los abastecimientos no se han fijado restricciones, por el momento, pero en el caso de la ciudad de Teruel ha sido necesario completar el abastecimiento

RETEMA

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SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

de aguas superficiales desde el embalse

administraciones y agentes concerni-

mático llevan a pensar que las sequías

de Arquillo de San Blas con aguas sub-

dos es necesaria para afrontar con éxito

serán más recurrentes en el tiempo,

terráneas, 50% de cada origen, dados

esta tarea. Todos debemos ser cons-

más intensas en sus efectos y que se

los bajos niveles de agua embalsada en

cientes del problema que la sequía re-

producirá una disminución de los recur-

Arquillo de San Blas y se ha iniciado la

presenta en este territorio, y los perjui-

sos disponibles para atender los dife-

tramitación de los expedientes necesa-

cios ambientales, económicos y

rentes usos; por eso es tan necesario

rios para la incorporación de agua sub-

sociales que genera la falta de agua, en

disponer de instrumentos que, como el

terránea en aquellos abastecimientos

un ámbito donde la agricultura de rega-

Plan Especial de Sequía que viene a

que tiene posibilidad de ello y donde la

dío y la industria agroalimentaria a ella

completar el Plan Hidrológico de cuen-

calidad del agua lo permita.

asociada y el sector turístico son pilares

ca, proporcionen los criterios y herra-

básicos de la economía.

mientas para gestionar de la manera

El presente episodio de sequía no ha concluido y por eso la CHJ sigue traba-

Anticiparse, afrontar los efectos adver-

más eficiente los fenómenos extremos

jando para movilizar todos los recursos

sos de la sequía y minimizar sus impac-

y adelantarnos a sus consecuencias. Y

disponibles para hacerle frente. La

tos, es lo que se consigue con la sucesiva

por eso es tan necesario que los muni-

puesta en operación de una red estraté-

aplicación de las medidas del Plan Espe-

cipios perciban la necesidad de la plani-

gica de pozos de sequía y el incremento

cial de Alerta y Eventual Sequía, que ha

ficación de las emergencias por sequía,

en la utilización de recursos no conven-

resultado ser un instrumento muy valioso

para dar una respuesta razonada, estu-

cionales son los frentes que actualmen-

para la gestión planificada de las sequias.

diada y calibrada ante las adversidades

te nos ocupan, en el bien entendido que

Todas las previsiones y estudios rea-

climáticas, que haga a los ciudadanos

la participación de todos los usuarios,

lizados sobre los efectos del cambio cli-

más fuertes frente a las mismas.

ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

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soporte a 88 centrales hidroeléctricas con una potencia instalada de 3.130 MW (16% de la Nacional). Las aportaciones permiten turbinar unos 47.000 hm 3 anuales que producen entre 6.000/8.000 GW hora /año. El efecto barrera de estas grandes presas se acentúa en los ríos con los más de 3.000 azudes identificados en los 22.000 km de cauces, pequeños azudes, la gran mayoría tradicionales, que están asociados a antiguas concesiones para molinos o derivaciones para pequeños regadíos consecuencia de la propia atomización de la propiedad de las tierras. Este efecto produce impactos de afección a la fauna, flora o al transporte de sedimentos lo que afecta al ecosistema fluvial. Los objetivos medioambientales pasan por la paulatina eliminación de las barreras en desuso, dispositivos de remonte y, en el futuro, conseguir adaptar la explotación de los embalses al régimen natural del río. La segunda característica específica de esta Demarcación es la atomización de la población, con muy pocos habi-

FRANCISCO MARÍN MUÑOZ

PRESIDENTE DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL MIÑO-SIL

tantes (850.000 habitantes) pero diseminados en muchos núcleos de población (>12.000 núcleos), lo que supone

Trabajo conjunto para un fin común: agua para todos

un reto para el organismo de cuenca en el control y gestión tanto de las extracciones para abastecimiento/regadío como de los propios vertidos al cauce. Hay que apuntar, además, que muchos de los asentamientos de población se sitúan próximos a los cauces lo que supone una presión al Domi-

a Demarcación hidrográfica

que están identificados, en la parte es-

nio Público Hidráulico –DPH- e implica

Miño-Sil (DMS), intercomu-

pañola, más de 22.000 km de cauces.

una mayor vigilancia, control y gestión

nitaria e internacional, está

de las zonas inundables.

formada por las cuencas de

La pluviometría media de la DMS es de 1.156 l/m2 lo que supone unas apor-

los ríos Miño y Limia com-

taciones medias anuales de 11.800 hm3.

ríamos la importancia de los efectos de

Como tercera característica destaca-

partidas con el vecino de

Estas generosas aportaciones han con-

la actividad minera, que debido al aban-

Portugal. Estas cuencas ocupan una superficie aproximada de 20.000 km2,

dicionado esta Demarcación hacia el

dono de la minería del carbón en la ca-

aprovechamiento hidroeléctrico. Las de-

becera del Sil (León), el aprovecha-

de los cuales el 90% se encuentra en

miento de la pizarra (límites de Ou, Lu y

territorio español. A pesar de que su

mandas consuntivas de agua son de 436 hm3 fundamentalmente para regadío -

superficie es relativamente pequeña,

320 hm3- y abastecimiento -98 hm3-.

importantes impactos, ya sea por las al-

posee una densa red hidrográfica en la

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Existen 76 grandes presas que dan

Enero/Febrero 2018

Le) y del granito (Baixo Miño) suponen teraciones morfológicas del terreno, la

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Para hacer un uso sostenible del agua es necesaria la mejora de las redes de abastecimiento y depuración

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

los responsables de la Administración

pluviometría en los últimos 18 meses -

Hidráulica de las cuencas intercomuni-

40% por debajo de la media-, desde el

tarias y nos corresponde la planifica-

pasado 2 de octubre la demarcación hi-

ción, administración, gestión y control

drográfica del Miño-Sil se encuentra en

del Dominio Público Hidráulico.

situación de Alerta por Sequía, situa-

Por ello, es nuestro deber el velar por

ción que según la última reunión cele-

el buen uso del recurso y mejorar, tam-

brada por la Oficina Técnica de la Se-

bién, el conocimiento y la gobernanza

quía el 2 de enero, se mantiene la

ante los cada vez más frecuentes fenó-

situación aunque con una notable me-

menos extremos, tanto en periodos de

joraría con respecto a diciembre.

intensas lluvias, siendo necesario ge-

En cuanto a la gestión de la misma y

nerar nuevos instrumentos para reducir

conforme a lo estipulado en el Plan Es-

las posibles consecuencias, como tam-

pecial de Actuación en Situaciones de

bién en periodos de sequías prolongaocupación de cauces o la contamina-

das, todo ello con el ánimo de reducir

ción de las aguas. Las medidas para

las consecuencias negativas de estos

conseguir los objetivos medioambienta-

fenómenos cada vez más recurrentes.

les pasan por la adecuada restauración

Para hacer un uso sostenible del recur-

de las explotaciones mineras, restaura-

so agua, dar satisfacción a las demandas

ción del DPH y el control de vertidos.

sin dañar al ecosistema, y para reducir los

Finalmente, como cuarta y última ca-

vertidos, las medidas a tomar pasan por

racterística de la DMS sería la contami-

una mayor vigilancia del Dominio Público

nación difusa consecuencia de la acti-

Hidráulico (DPH), coordinación con la

vidad agroganadera, cuyos principales

Planificación y Ordenación del Territorio e

efectos serían constatables por la eu-

inversión en la mejora de las redes de

trofización de los embalses que gene-

abastecimiento y depuración.

ran serios problemas de calidad de las aguas embalsadas. Por ello, las bue-

Sequía (Año hidrológico 2016-

nas prácticas agroganaderas y correc-

2017)

ta gestión de sus residuos en la cuenca del Limia y en el Miño Alto son un reto

El nuevo Reglamento de Planificación Hidrológica proporcionará el marco adecuado para acometer la futura revisión de los planes especiales ante situaciones de sequía

En este sentido, debido a la escasa

para el futuro si queremos mejorar las masas de agua afectadas. GESTIÓN DE LA CUENCA Desde la Confederación Hidrográfica del Miño-Sil –CHMS- entendemos nuestros cauces como una oportunidad de futuro y por ello apostamos por trabajar mano a mano con el resto de Administraciones con la intención de que nuestros ríos no se conviertan en barreras o límites naturales, sino en oportunidades para colaborar y para que los más de 835.000 españoles que residen en “El país de los 1000 ríos” no vivan de espalda al recurso más importante del siglo XXI, el agua. Los Organismos de cuenca somos, tal y como establece la Ley de Aguas,

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ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

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Alerta y Eventual Sequía (PES), se

ello con el ánimo de llegar a todos los

cio del Louro-, se les ha recordado la obli-

convocó a la Junta de Gobierno de la

sectores y concienciar a la población

gación de redactar e implantar los Planes

Demarcación para dar cuenta del pro-

de que #CadaGotaSuma y de que en-

de Emergencia ante situaciones de se-

cedimiento seguido ante esta situa-

tre todos podremos conseguir un aho-

quía, tal y como obliga el artículo 27.3 de

ción, comunicación a todos los Ayunta-

rro significativo porque “El Agua nos da

la Ley del Plan Hidrológico Nacional.

mientos de la demarcación de las

la vida. Cuidémosla”.

En paralelo a la gestión de la sequía

medidas de ahorro en usos y destinos

Es importante destacar que, en gene-

meteorológica, el 21 de diciembre de

no prioritarios - jardines, piscinas y bal-

ral, en la Demarcación del Miño-Sil, no

2017, el MAPAMA sacó a información

deo de calles-, la reducción de la pre-

se han detectado problemas relaciona-

pública, por un periodo de tres meses, el

sión nocturna en redes urbanas, el re-

dos con el abastecimiento a poblacio-

borrador del proyecto Real Decreto por el

fuerzo de los controles de potabilidad

nes, puntualmente algún pueblo ha te-

que se modifica el Reglamento de Planifi-

en el abastecimiento, vigilancia del

nido que ser atendido con cisternas por

cación Hidrológica en lo relativo a la ela-

funcionamiento de las depuradoras,

Administraciones Locales o Autonómi-

boración, aprobación y modificación de

así como, la puesta en marcha de

cas. Con esta situación de falta de llu-

los planes de sequía; Reglamento que

campañas de ahorro y concienciación

vias los caudales circulantes se han

proporcionará el marco adecuado para

del buen uso del recurso.

mantenido muy por debajo de la media.

acometer la futura revisión de los planes

Las campañas de concienciación se

Por otra parte, a las poblaciones con

especiales ante situaciones de sequía de

llevaron a cabo por algunos Ayunta-

más de 20.000 habitantes -Ayuntamien-

cada demarcación de cara al tercer ciclo

mientos, pero fundamentalmente por la

tos de Lugo, Ourense, Ponferrada (León),

de planificación, garantizando así la co-

CHMS y por el propio Ministerio, todo

y Ponteareas (Pontevedra), y al Consor-

herencia entre ambos instrumentos.

I C. H. DEL DUERO I

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

esde finales de 2016, la demarcación española del río Duero, con una superficie de 79.000 kilómetros cuadrados y un población de 2,1 millones de habitantes,

viene soportando los efectos de una sequía persistente y severa que, en el año hidrológico 2016-17, conllevó un descenso alarmante de precipitaciones, en algunos casos del 50 por ciento. A mitad del presente invierno, tras algunas lluvias y numerosas nevadas tanto en las cordilleras montañosas como en determinados puntos de la zona central, los registros de entrada a los embalses siguen en su tónica ascendente, pero en valores aún por debajo de la media. En la segunda semana de febrero, tras más de diez consecutivas de incremento en los volúmenes, los dieciocho embalses del Estado en la cuenca se hallan al 32 por ciento de su capacidad, es decir, unos ocho puntos por debajo de la cifra del año pasado. Si se compara con el promedio de la última década, la reserva actual viene a suponer la mitad de la habitual, con algo más de 900 hectómetros cúbicos. De hecho, la media de entrada de agua en los

JUAN IGNACIO DIEGO RUIZ

PRESIDENTE DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL DUERO

embalses en una semana normal del invierno ronda los 45 hectómetros cúbicos, y ahora estamos en torno a los 30. Por tanto, los números actuales, junto a estadísticas de años anteriores y series históricas, permiten confirmar que

Un uso eficiente del agua exige el compromiso de todos

seguimos en una situación aún delicada, en la que no obstante es posible destacar también aspectos positivos. Por ejemplo, en algunos sistemas, como el

una cuenca con casi 550.000 hectáreas

de la prensa como de la opinión pública

Carrión, las reservas de agua que retie-

de regadío ha obligado a reforzar la comu-

por quedar a menos del cinco por cien-

nen los embalses de Camporredondo y

nicación con todos los usuarios –ayunta-

to de su capacidad, refleja del alguna

Compuerto ya están por encima de las

mientos, agricultores, empresas hidroeléc-

manera el esfuerzo realizado por pro-

de hace un año, mientras que el peligro

tricas...- para advertir de la evolución en

porcionar a los usuarios el máximo vo-

de restricciones al consumo humano pa-

cada momento y tomar medidas para tra-

lumen de agua posible en un año tan

rece superado con estas cifras.

tar de atemperar sus efectos. Porque no

complicado, sin poner en riesgo, como

debemos olvidar que vivimos la peor se-

es preceptivo, el suministro a la pobla-

quía de los últimos 25 años.

ción y los caudales ecológicos.

Desde el punto de vista de la gestión, 2017 ha significado para la Confederación Hidrográfica del Duero un verdadero reto

La mediática imagen del embalse le-

Hoy, Barrios de Luna ya ha logrado

en la administración de los recursos, pues

onés de Barrios de Luna, que desde fi-

multiplicar por ocho aquella exigua re-

la incidencia del acusado déficit hídrico en

nales de verano concitó el interés tanto

serva, hasta albergar 100 hectómetros

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ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

I C. H. DEL DUERO I

cúbicos. Sale beneficiado de las últimas

Quiero mencionar, por otro lado, que

nevadas, pero todavía dista bastante de

la depuración de aguas residuales, ám-

alcanzar el promedio ideal para permitir

bito en cual se ha avanzado mucho en

una campaña de riego con normalidad

los últimos años incluso en localidades

en la zona del Órbigo. De alguna mane-

pequeñas, nos debe llevar a plantear en

ra, prosigue la incertidumbre igual que

serio su reutilización en riego de zonas

en otros embalses de la demarcación:

verdes, al igual que una renovación de

crecen los volúmenes y aumentan las

las redes de abastecimiento resulta pri-

entradas, pero a un ritmo lento y muy de-

mordial para evitar fugas. Son puntos a

sigual por sistemas, lo que nos obliga a

tener en cuenta el nuevo horizonte de

ser extremadamente prudentes a la hora

usos del agua que debemos revisar y re-

de prever qué va a ocurrir en los próxi-

ajustar, con el objetivo irrenunciable de

mos meses respecto a los usos agrarios.

disminuir los consumos.

La agricultura de Castilla y León, cada

Las reuniones celebradas con distin-

vez más tecnificada, utiliza más del 80 por

tos agentes sociales, colectivos profe-

ciento de los recursos consumidos. En es-

2015-2021, el punto de partida adecua-

sionales y administraciones públicas de

te sentido, sigue vigente nuestro compro-

do para afrontar el futuro con garantías.

la demarcación, dentro del proceso de

miso de aportar información puntual sobre

Ahora, el embalse de Castrovido (44 hm3) afronta la fase final de sus obras

diálogo para alcanzar el Pacto Nacional

la disponibilidad de agua en cada momento según el régimen de llenado de los em-

para evitar los perjuicios de las crecidas

una creciente preocupación entre la ciu-

balses, con vistas a efectuar, desde estas

dadanía ante la gravedad de la sequía.

semanas previas a la siembra, una planifi-

en el Arlanza. Las balsas laterales proyectadas en los ríos Órbigo (34 hm3) y

cación de cultivos acorde con la previsión

Carrión (64 hm3), a punto de concluir su

ga de propuestas y observaciones al

de agua disponible por zonas a modo de

declaración de impacto ambiental, su-

respecto por parte de muchos de ellos,

dotación. Por desgracia, no estamos ante

pondrán un almacenamiento comple-

como contribución a ese proceso de diá-

un año normal y así lo expondremos en

mentario para regantes de esas zonas,

logo constructivo para conseguir un am-

las juntas de explotación previstas durante

plio acuerdo de estado, con amplitud de

el mes de marzo con los usuarios de los

mientras que el embalse de Lastras de Cuéllar (44 hm3), cuyo anteproyecto

trece sistemas. Y lo decimos con la misma

acabamos de adjudicar, servirá para re-

ponsable y eficiente de los recursos hí-

sinceridad que anunciamos en su día la

gular el río Cega y así prevenir los efec-

dricos. Porque sólo con un trabajo serio

detección de la sequía.

tos negativos de las avenidas, sin olvidar

y riguroso de planificación, atención de

la recarga de aguas subterráneas.

déficits y cumplimiento de objetivos am-

Al respecto, es oportuno insistir una vez

por el Agua, han dejado claro que existe

Lo estamos comprobando con la entre-

miras, basado en un uso solidario, res-

bientales será posible encarar el futuro

más en la apremiante necesidad de seguir

Al mismo tiempo, la CHD sigue contro-

modernizando los regadíos para ganar efi-

lando con especial celo las aguas subte-

ciencia y competitividad, dado que el pa-

rráneas, sobre todo en las cuatro gran-

En definitiva, tenemos que aprender a

trón que conlleva el cambio climático se

des masas de la parte central de la

convivir con la sequía también en la

traduce, sobre todo, en menor agua dispo-

Meseta –Los Arenales, Medina del Cam-

cuenca del Duero. Eso significa que to-

nible y distribuida de manera más irregu-

po, Tordesillas y Tierra del Vino-, que sur-

dos los usuarios hemos de asumir la

lar, tanto en el tiempo como en el espacio.

ten a una superficie de 88.000 hectáreas

nueva realidad desde un compromiso

Esa apuesta por la innovación, por hacer

donde ha habido problemas cualitativos y

de consumo racional de agua y evitar

más con menos, permite mejorar los ren-

cuantitativos. Además de vigilar el ritmo

cualquier tipo de dispendio. En el ámbito

dimientos, ahorrar agua y energía y resul-

de recarga y establecer limitaciones a

doméstico, agrícola, energético, indus-

ta, además, un motor de desarrollo rural

nuevos aprovechamientos, se ha conse-

trial y municipal, entre otros. Debemos

frente a los regadíos tradicionales. Es el

guido en poco más de un año un cambio

hacer un esfuerzo por administrar el

modelo realmente sostenible.

sustancial en la mentalidad imperante

agua con la máxima eficiencia, y desde

con solvencia.

De hecho, un regadío eficiente repre-

hasta ahora, al comenzar a constituirse

esta Confederación Hidrográfica, que

senta, junto a la mayor capacidad de re-

una treintena de comunidades de usua-

atesora tras de sí 90 años de historia de

gulación en la que ya estamos dando los

rios por sus ventajas de gestión participa-

servicio público, seguiremos gestionado

primeros pasos dentro del vigente Plan

tiva, ahorro de costes y flexibilidad de

el agua con criterios de interés general y

Hidrológico de la cuenca del Duero

usos de cara a la rotación de cultivos.

tratando de conciliar los diversos usos.

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I C. H. DEL GUADALQUIVIR I

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

31 de enero, el volumen de agua embalsada en la Demarcación era de 2.654 hm3, lo que representa un 32,69 % de la capacidad total de regulación. Nuestra

Cuenca se encuentra, por tanto, en niveles inferiores a la media de la reserva hidráulica española, que se sitúa al 41,5 %, con 23.254 hm3 almacenados. Es una cifra lejana de los 4.177 hm3 que nuestros embalses almacenaban el año anterior y de los 4.600 hm3 que acumulaban de media en los diez últimos años. De acuerdo a los 4 niveles o umbrales de fases de gravedad contemplados en los Planes de Sequía aprobados por la Orden MAM/698/2007, de 21 de marzo, nuestra Cuenca se encontraba a 1 de enero en situación de alerta por quinto mes consecutivo, pero el indicador del Sistema de Regulación General, (el que concentra el mayor número de embalses de toda la Demarcación), ha llegado a nivel de emergencia. Junto a la Regulación General, otros 6 sistemas de explotación se encuentran en situación de emergen-

ANTONIO CARLOS RAMÓN GUINEA

PRESIDENTE DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL GUADALQUIVIR

cia (Salado de Morón, Dañador, Rumblar, Sierra de Boyera, San Clemente y Cubillas-Colomera), y 5 se encuentran en situación de alerta (La Bolera, Hoya de Guadix, Bermejales, Quéntar-Canales y Fresneda). Sólo las reservas hidráulicas

La gestión de la sequía en la Demarcación del Guadalquivir

del Júcar y Segura están por debajo de las nuestras El valor medio nacional de las precipilación General 75 hm3, el 6% del desembalse de un año normal (1.200 hm3). Es-

que acontezcan hasta el 1 de mayo. el cálculo estadístico de lo que ocurrido

senta un 36,1% menos que el valor nor-

tábamos en 1.488 hm3 y ahora estamos en 1.563 hm3. Dicho de otra forma, en

mal correspondiente a dicho periodo

los días más lluviosos que hemos tenido

conocen que en caso de que tengamos

(285 mm). En nuestra Cuenca, han caído

hasta ahora en lo que va de año hidroló-

un año muy seco, con pocas o nulas

147 mm, un 40% menos que lo habitual,

gico no se han producido aportaciones

y las lluvias han sido dispersas y poco in-

significativas.

aportaciones a los embalses, la dotación disponible será sólo de 1.000 m3/ha, lo

taciones acumuladas desde el 1 de octubre de 2017 hasta el 23 de enero de 2018 ha sido de 182,1 mm, lo que repre-

Unos escenarios que están basados en entre 1980 y 2012. Así, los regantes ya

tensas por lo general, es decir, se han

Así, las cosas, hemos informado pun-

que sería prácticamente un riego de su-

producido de una forma poco favorable

tualmente a los usuarios de la situación

pervivencia. Habría que retrotraerse a la

para el almacenamiento de agua. En el

en la que se encuentran las reservas y de

década de los 90 para una dotación simi-

período en el que más ha llovido, desde

los diferentes escenarios a los que podrí-

lar. En aquella terrible sequía que se pro-

el 20 de diciembre hasta el 10 de enero,

an llegar a enfrentarse los usuarios de

apenas han entrado en el Sistema Regu-

riego, en función de las precipitaciones

longó desde 1992 a 1995, las dotaciones fueron incluso inferiores a 1.000 m3/ha.

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ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

I C. H. DEL GUADALQUIVIR I

En un escenario menos pesimista,

hemos celebrado ya tres Comisiones de

nión con los representantes de los Ayun-

con unas aportaciones a los embalses

Desembalse en la que hemos ido trasla-

tamientos y Mancomunidades de más de

como las del año pasado, que fue un año

dando a los usuarios información actuali-

20.000 habitantes para presentarles el

seco, las dotaciones serían de 2.000 m3/ha, una situación similar –ligeramen-

zada sobre las reservas hidrológicas y los

nuevo Plan de Sequía e insistirles en la

escenarios de dotaciones más probables

necesidad de redactar e implantar los

te peor- a la que tuvimos entre 2006,

para la campaña venidera. En dos de es-

Planes de Emergencia. Una semana

2007 y 2008, años en los que las dotacio-

tas comisiones se aprobaron asimismo sendos desembalses de 5Hm 3, para

más tarde, celebramos el Consejo del

atender las demandas del olivar, otros

se recordó a los sistemas de abasteci-

ciones a los embalses, las dotaciones podrían irse hasta los 4.000 m3/ha, pero

cultivos arbóreos (entre ellos el naranjo) y

miento que suministran agua a más de

las hortícolas con cultivos como el ajo an-

20.000 habitantes la obligación de dispo-

la probabilidad de que eso ocurra ha ido

te la ausencia de precipitaciones y la im-

ner del mencionado Plan de Emergencia,

decreciendo mes a mes y semana a se-

portancia de realizar el riego de estos cul-

como se especifica en la Ley del Plan Hi-

mana desde octubre y seguirá decrecien-

tivos en estas fechas. Próximamente, en

drológico Nacional.

do día a día mientras no cambie la situa-

este mes de febrero, se celebrará una

De forma paralela a la toma de decisio-

ción meteorológica. Solo en un horizonte

nueva Comisión de Desembalse para in-

nes de cumplimiento de lo dispuesto en

muy optimista, con lluvias en la cantidad

formar de la situación a los regantes.

el Plan de Sequía del Guadalquivir, de

nes estuvieron entre 2.000 y 3.000 m3/ha. Con un año “normal” de aporta-

Agua de la Demarcación, durante el cual

y duración adecuadas para generar gran-

Asimismo, y de acuerdo a lo previsto

acuerdo a los protocolos que estos esta-

des aportaciones a los embalses, podría-

en el Plan, se ha constituido de la Comi-

blecen, se ha estado trabajando en la re-

mos llegar a una dotación normal. Según

sión Permanente de seguimiento de la

visión y actualización del mismo, de

los cálculos que hicimos a principios de

sequía y se ha convocado la primera reu-

acuerdo con lo dispuesto en el RD

noviembre, la probabilidad de que eso

nión de esta para elevar al Gobierno la

1/2016, de 8 de enero, que establecía el

ocurra, de acuerdo a la serie histórica en-

tramitación y aprobación de un Real De-

año 2017 como plazo para iniciar dicha

tre 1980 y 2012, es sólo del 20%. La do-

creto por el que se declare la situación de

revisión. Así, con fecha 21 de diciembre

tación aprobada por hectárea de riego

sequía y se adopten medidas excepcio-

de 2017 fue publicado en el BOE la reso-

para la campaña 2016-2017 fue de 5.500 m3, y difícilmente llegaremos este año si-

nales. Dicho Decreto está en tramitación

lución de la Dirección General del Agua

y ha superado recientemente el período

por la que se anunciaba la apertura del

quiera a la mitad.

de información pública. Asimismo, a prin-

período de consulta e información públi-

cipios de diciembre se celebró una reu-

ca del primer documento de revisión del

Informar puntualmente a los usuarios de las reservas hidrológicas y los esce-

Plan de Sequía del Guadalquivir, junto al

narios más probables, y en particular a

del resto de demarcaciones hidrográficas

los usuarios de riego para que puedan to-

intercomunitarias. Todos los actores inte-

mar las decisiones pertinentes relativas a

resados tendrán un plazo de tres meses

la planificación de cultivos, es sólo una

para presentar las propuestas, observa-

de las medidas de gestión de la sequía

ciones o sugerencias que estimen opor-

que estamos llevando a cabo, de acuer-

tunas, período tras el cual se recabará el

do con lo estipulado en el vigente Plan de

informe del Consejo Nacional del Agua,

Sequía de la Demarcación del Guadal-

previsiblemente en la primavera de 2018.

quivir, el cual contempla tres tipos de me-

Ojalá la situación hidrológica cambie y

didas a adoptar según los diferentes ni-

veamos antes de mayo los embalses de

veles o umbrales alcanzados: Medidas

la Demarcación Hidrográfica del Guadal-

de vigilancia y control, en todas las fases;

quivir –como los del resto de Demarca-

medidas de gestión a partir de la fase de

ciones españolas- volver a una situación

Alerta (acuerdos temporales, cambios

de normalidad. Pero la realidad, a día, de

puntuales en alguna concesión, elabora-

hoy, es que eso parece poco probable y

ción de Real Decreto de sequía); y medi-

el escenario más posible es el de fuertes

das de restricción de uso fundamental-

restricciones en favor de los abasteci-

mente en situación de Emergencia.

mientos, con el fin de que el uso prioritario esté atendido en cumplimiento de la

En el marco de lo contemplado en el vi-

Ley de Aguas.

gente Plan de Sequía del Guadalquivir,

RETEMA

Enero/Febrero 2018

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I C. H. DEL SEGURA I

SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR ESPECIAL

a demarcación hidrográfica del Segura se caracteriza por ser la de menor pluviometría de toda la Unión Europea continental, lo que la conduce a un déficit hídrico

estructural de 400 hectómetros cúbicos anuales que dificulta un normal desarrollo social, económico y ambiental. Escasez y frecuentes inundaciones, una realidad que ha marcado la forma de gestionar un recurso tan esencial como el agua. Esta situación se agrava en momentos como el actual, con una sequía que se prolonga desde el año hidrológico 2014-2015. Desgraciadamente, el cambio climático está provocando sequías cada vez más frecuentes, que también afectan a otros territorios de España. En la cuenca del Segura, la regulación hiperanual que han proporcionado los embalses de cabecera almacenando y distribuyendo los recursos que llegaron con la gran nevada de 2013, ha permitido atender durante los últimos tres años hidrológicos todas las demandas de las Vegas. El pasado diciembre, aún así, la Junta de Gobierno del Organismo de

MIGUEL A. RÓDENAS CAÑADA

Cuenca implantó medidas de ahorro en el regadío para intentar contar con re-

PRESIDENTE DE LA CONFEDERACIÓN HIDROGRÁFICA DEL SEGURA

cursos en primavera y verano, una decisión tomada con el apoyo de todos los usuarios, conscientes de la difícil situación que atraviesa esta tierra.

La revisión del plan especial de sequía tendra en cuenta la experiencia adquirida en estos años de sequía I www.retema.es I

Políticas de Estado para garantizar el agua Desde mayo de 2015, el Gobierno, a

300 hectómetros cúbicos de recursos

través del Ministerio y de la Confedera-

adicionales extraordinarios de agua. Así,

ción Hidrográfica del Segura, ha puesto

se ha incrementado la producción de

en marcha complementariamente nume-

agua desalada, se han abierto pozos de

rosas medidas, gracias a un Real Decre-

sequía y se han llevado a cabo otras ini-

to de Sequía que se ha prorrogado tres

ciativas como la aprobación, el pasado 9

veces y con el que se ha conseguido po-

de junio, de un Real Decreto ley con me-

ner también a disposición de los usua-

didas urgentes para paliar los efectos de

rios de riego y abastecimiento más de

la sequía que está permitiendo aplicar

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ESPECIAL SEQUÍA EN ESPAÑA, EL CAMINO A SEGUIR

I C. H. DEL SEGURA I

La solidaridad, el respeto, el diálogo, el consenso y también la racionalidad son imprescindibles para conseguir entre todos garantizar los recursos hídricos en cantidad y calidad para toda España exenciones como las relativas a las tari-

Ha comenzado un cuarto año hidroló-

fas y cánones vinculados a la disponibili-

gico de sequía, lo que exige seguir man-

dad de recursos hídricos.

teniendo todas las medidas contempla-

La Confederación Hidrográfica del

das

legalmente

para

gestionar

Segura, al igual que el resto de orga-

eficazmente los recursos. Aún así, un

nismos de cuenca de España, está re-

recurso vital como el agua requiere polí-

visando su plan especial de gestión de

ticas de Estado. La existencia de las

sequía. Esta revisión tendrá en cuenta

Confederaciones Hidrográficas desde

tre todos garantizar los recursos hídricos

la experiencia adquirida en estos años

hace más de 90 años demuestra que

en cantidad y calidad para toda España.

de sequía. Paralelamente a este traba-

esta concepción histórica ha sido com-

En definitiva, es lo que establece el artí-

jo, el Ministerio, a través de la CHS, ha

partida por todos los españoles desde

culo 45.2 de la Constitución Española:

recordado a los ayuntamientos de más

hace casi un siglo. Ante los nuevos retos

“Los poderes públicos velarán por la utili-

de 20.000 habitantes de la cuenca del

a los que nos enfrentamos se hace ne-

zación racional de todos los recursos na-

Segura la necesidad de que revisen y

cesario un Pacto Nacional por el Agua.

turales, con el fin de proteger y mejorar

activen sus propios planes de sequía

La solidaridad, el respeto, el diálogo,

la calidad de la vida y defender y restau-

para conseguir ahorrar agua, tal como

el consenso y también la racionalidad

rar el medio ambiente, apoyándose en la

establece el Plan Hidrológico Nacional.

son imprescindibles para conseguir en-

indispensable solidaridad colectiva.”

INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

Innovación, consenso e incentivos económicos en el ciclo urbano del agua Marta Arenas y Gonzalo Delacámara Instituto IMDEA Agua I www.agua.imdea.org

o hace tanto que hemos despedido 2017. Un año en el que se ha hablado mucho de agua, aunque con frecuencia dentro

de la propia comunidad del agua: la sequía más intensa en 22 años, algunos episodios de lluvias torrenciales e inundaciones o el modelo de gestión de los servicios del agua en algunas ciudades, han pasado a ser asuntos de opinión pública en mayor o menor medida, más allá de los medios especializados. En 2017 igualmente, la Fundación Canal publicó el estudio elaborado por el equipo de economía del agua del Instituto IMDEA Agua sobre el sector del abastecimiento de agua y saneamiento en España1. Sus objetivos eran

conocer los desafíos presentes y futuros del sector, analizando las diferentes dimensiones del ciclo urbano del agua (social, ambiental, tecnológica, jurídico-administrativa, económica, financiera y de gobernanza) y desde múltiples perspectivas: la de los municipios, como titulares legales de esos servicios

Una de las premisas desde el inicio

énfasis en países con características si-

públicos; la de los operadores en sus

del estudio fue mantener esa mirada po-

milares a las que el sector adopta en Es-

diferentes formas (municipales o su-

liédrica que permitiera plantear pregun-

paña, de modo que fuese posible para

pramunicipales; como servicios o em-

tas relevantes a la vez que diferentes,

el lector observar nuestra realidad des-

presas municipales, otra clase de em-

basadas en el interés genuino de cada

de una mirada internacional y a largo

presas públicas, empresas mixtas,

uno de esos actores, como cuando un

plazo. El estudio no es únicamente el re-

empresas privadas en régimen de con-

niño se enfrenta por primera vez a algo

sultado de nuestro propio análisis sino

cesión); la de los ciudadanos, en tanto

que no conoce y le fascina. Nuestro es-

también de confrontar a diferentes ex-

que usuarios finales de los servicios,

tudio buscaba identificar retos pero tam-

pertos externos a nuestro equipo a las

contribuyentes, miembros de la socie-

bién soluciones no siempre viables en la

preguntas anteriormente mencionadas

dad civil; y en menor medida, por moti-

misma medida pero sí verosímiles. Para

y a escenarios hipotéticos. El estudio in-

vos competenciales, otros niveles de la

ello, analizamos la evidencia en diferen-

cluye, adicionalmente, una revisión his-

Administración.

tes ámbitos territoriales, con especial

tórica de los principales hitos que permi-

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INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

Fig. 1. Línea de base sobre estrés hídrico en parte del ámbito europeo y en la cuenca mediterránea, como la relación entre las captaciones para uso consuntivo de agua y el recurso renovable disponible en un año. Fuente: World Resources Institute (WRI), 2014

ten entender la situación actual y exami-

respecto de la media histórica del perio-

nar tendencias, revelando retos y opor-

do 1981-2010, según la AEMET. Que

tunidades en las dinámicas sociodemo-

llueva menos hace que el recurso hídri-

gráficas y en la demanda de servicios

co renovable disminuya para una mis-

de agua, en el envejecimiento de las in-

ma (o superior) demanda de agua, ge-

los Planes Especiales de Actuación en

fraestructuras, los cambios regulatorios

nerando niveles significativos de estrés

Situaciones de Alerta y Eventual Se-

hacia mayores exigencias o el cambio

hídrico, que es alto o extremadamente

quía (PES), como en el caso de las de-

climático que altera la disponibilidad de

alto para la mayor parte del territorio na-

claraciones de sequía en vigor (a ve-

recursos hídricos y nuestra capacidad

cional y en el Mediterráneo (Fig. 1).

ces ya prorrogadas) en las cuencas del

El Informe Final está disponible para su consulta en la página web de la Fundación Canal: www.fundacioncanal.com

La sequía ha generado ya en algu-

Segura, el Júcar y el Duero (RD

En definitiva, tanto la Fundación Ca-

nas cuencas hidrográficas españolas

356/2015, RD 355/2015 y RD

nal como IMDEA Agua pretendíamos

pérdidas relevantes en el sector agrí-

684/2017, respectivamente). En enero

contribuir a explicar y entender más a

cola y energético que contribuiremos a

se anuncian Decretos declarando la

que a describir, ofreciendo puntos de

compensar todos, en uno u otro senti-

alerta en las Cuencas Mediterráneas

encuentro que permitan alinear intere-

do, como consumidores y contribuyen-

Andaluzas y, previsiblemente en marzo

ses individuales y objetivos colectivos

tes. En nuestro país, el abastecimiento

en la cuenca del Guadalquivir.

comunes, para avanzar hacia solucio-

de agua a poblaciones es prioritario se-

Que exista garantía jurídica y adminis-

nes a los desafíos del sector en torno a

gún el artículo 60.3 del Texto Refundi-

trativa que salvaguarda hasta ese punto

la gestión del ciclo urbano del agua.

do de la Ley de Aguas. Salvo casos

el derecho humano al abastecimiento de

para responder.

contados de restricciones horarias (bá-

agua, no significa en sentido alguno que

EL DESAFÍO DE LA

sicamente en pequeñas poblaciones) o

el sector del agua pueda mantenerse

SEGURIDAD HÍDRICA EN UN

reducción de la presión, seguimos te-

ajeno a las estrategias de adaptación

CONTEXTO DE

niendo agua corriente en nuestras vi-

frente a situaciones de emergencia, o

ADAPTACIÓN AL CAMBIO

viendas – o en el peor de los casos,

que no se deriven riesgos que interactú-

CLIMÁTICO

abastecimiento mediante camiones

an con el desempeño de otros sectores

cisterna. Esta jerarquía de usos se

fundamentales para la economía del pa-

El año se ha cerrado en España con

mantiene aun cuando se activen los

ís, como el turismo, la generación de

un 27% de déficit en precipitaciones

estados de emergencia en el marco de

energía eléctrica o la agricultura.

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INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

Fig. 2. Mapa de aridez en España, que muestra la relación entre precipitaciones y evapotranspiración. Fuente: MAPAMA, Programa de acción nacional contra la desertificación, 2015

para asumir la complejidad del sistema (en vez de obviarla) en su dimensión más tecnológica pero también en la forma en que se regulan ésta y las dimensiones social, económica y ambiental, y cómo se financian los sistemas para asegurar su sostenibilidad sin dejar a nadie atrás. Parece esencial estar preparados para disminuir nuestra dependencia del recurso y su distribución desigual en el espacio y en el tiempo, en un territorio con sus dos terceras partes en riesgo de desertificación (Fig. 2). La gestión del ciclo urbano del agua es también (o fundamentalmente) la gestión de riesgos a corto, medio y largo plazo. Eso explica que avanzar en la diversificación de las fuentes de agua sea crítico.

En relación al primero de esos sectores, por ejemplo, España se ha situado

aumento en la frecuencia e intensidad

Ahora bien, para ello es fundamental in-

de estos fenómenos extremos.

centivar de forma eficaz la entrada de

tras Francia y delante de EE.UU. como

Bien al contrario, uno de los desafíos

fuentes alternativas, como la reutilización

el segundo país con más visitantes del

identificados en el estudio es avanzar

de aguas residuales regeneradas o la de-

mundo. Con un récord histórico de 82

hacia modelos de gestión que vayan

salación, y avanzar en el empleo de solu-

millones de turistas internacionales en

más allá de la prestación de servicios

ciones basadas en la naturaleza.

2017 según datos del MINETAD, distri-

aislados, que conecten la ciudad con el

En el caso de la reutilización de agua

buidos en el arco mediterráneo de for-

territorio, que comprendan los servicios

residual tratada para determinados

ma mayoritaria y coincidiendo con las

del ciclo urbano del agua como integra-

usos, fundamentalmente la recarga de

regiones con mayor estrés hídrico y en

dos en la gestión de recursos hídricos.

acuíferos, el riego de determinados

las épocas más secas, el turismo tiene

Una apuesta innovadora es precisamen-

cultivos, jardines y campos de golf o el

un impacto en la economía española

te aquella que consigue elevar la mirada

baldeo de calles, España cuenta ya

de hasta el 16% del PIB, según el informe de CaixaBank Research de junio 2017, muy por encima del 4,2% a nivel de la UE. Las inundaciones – que pueden colapsar también, en este caso por exceso de capacidad o por roturas, los sistemas de distribución y tratamiento – y la gestión de las aguas pluviales en episodios de lluvias torrenciales – agua que arrastra numerosos compuestos contaminantes que pueden comprometer la eficacia de los procesos para eliminarlos –, también muestran que la gestión del ciclo urbano del agua no puede ser ajena al contexto, mucho menos en presencia de proyecciones que ya predecían el

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desde 2007 con un marco legislati-

La desalación, por su parte, en la

vo que la regula. Un marco regula-

que las empresas españolas son

torio, por cierto, bastante más exi-

también líderes a nivel mundial,

gente que en la mayor parte de los

siendo absolutamente relevante pa-

países de la Unión Europea. Se-

ra la evolución del ciclo urbano del

gún las estimaciones disponibles,

agua en algunas zonas, tiene el po-

tenemos el potencial de alcanzar los 1.200 hm 3 /año en 2025. El

tencial (en función de la capacidad

agua que se está reutilizando ya en

parte de la demanda anual de agua,

nuestro país supone un tercio del

pero, sin embargo, se ha venido

volumen regenerado en Europa. El

usando solo al 18% en promedio,

RD 1620/2007, a pesar de imponer

por deficiencias en los incentivos

parámetros de calidad exigentes

(precios y subsidios). Con todo, la

que dan garantías sanitarias a dife-

perspectiva del crecimiento en la

rentes niveles según el uso, prohí-

instalación de capacidad nueva se

be sin embargo el empleo de

ha ajustado a la baja con respecto a

aguas regeneradas como pota-

las proyecciones realizadas en

bles, aunque las soluciones estén

2008 (Fig. 3).

instalada) para abastecer una sexta

El valor del agua y de los servicios

tecnológicamente disponibles hoy en día (como sucede, por ejemplo, en

to que aún no lo han hecho y de las re-

del ciclo urbano del agua, no es sólo, en

Australia, Singapur, Namibia o Califor-

des de distribución necesarias para in-

sentido alguno, el coste de su provisión

nia). En este momento la Comisión Eu-

corporar aguas regeneradas, mejorar

– y cuando el recurso es escaso, estos

ropea promueve un cambio normativo

la información y concienciación para

costes se disparan por diferentes razo-

hacia estándares comunes para toda la

que la población conozca que la reutili-

nes: activación de reservas estratégicas

Unión, que puede establecer requisitos

zación ya alcanza estándares de cali-

y fuentes alternativas, costes de oportu-

técnicos aún más demandantes, lo que

dad excepcionales para ser considera-

nidad, aumento de costes energéticos y

requeriría de una respuesta en térmi-

da un recurso hídrico seguro para la

de potabilización y distribución, costes

nos de inversión en tratamientos más

salud y las empresas, son desafíos im-

de mantenimiento para evitar pérdidas

avanzados. Además de las necesida-

portantes ahora, retos clave de cara a

físicas en las redes, entre otros –, sino

des financieras que supondrían la

la adaptación frente a la escasez es-

también el reflejo de su capacidad para

adaptación de las plantas de tratamien-

tructural de agua.

contribuir al bienestar, aumentando la seguridad hídrica a largo plazo.

Fig. 3. Las previsiones de nueva capacidad contratada anual de desalación a nivel global se han tenido que ajustar a la baja porque la demanda no está siendo la esperada. Fuente: Global Water Intelligence (GWI), 2017

¿DESAFÍOS TECNOLÓGICOS O INNOVACIÓN EN LA GOBERNANZA, FINANCIACIÓN Y GESTIÓN? La transformación digital (revolución industrial 4.0) está cambiando productos, procesos y servicios de manera exponencial y no lineal como en las anteriores revoluciones; también, aunque todavía de modo tímido, en el sector del agua. La innovación tecnológica en esta línea ha irrumpido de forma disruptiva en los modelos de negocio, en las prescripciones de las políticas o en el concepto de ciudadano “prosumidor” (productor y consumidor al tiempo), creando espacio para

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INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

nuevas aproximaciones a la gestión del

vas propiedades y funcionalidades, la

mejoras en toda la cadena de valor de

entorno global común, mejorando la cali-

captura, almacenamiento y transmisión

los servicios de agua.

dad de los servicios o la seguridad de los

de la energía a través de sistemas de re-

Existen incubadoras y aceleradoras de

tratamientos a un menor coste e impacto

des inteligentes o la impresión 3D, están

innovación en el sector (por citar algunos

ambiental. La transformación digital nace

entre las 12 tecnologías emergentes cla-

ejemplos dentro y fuera de España, el

de la demanda (satisfacer las expectati-

ve mencionadas en el Global Risk Re-

Centro de Recursos del Agua –CREA–

vas de información y transparencia por

port 2017 del World Economic Forum y

en Barcelona o la Water Innovation Acce-

parte de ciudadanos – como consumido-

revolucionarán también la gestión inte-

lerator en Suecia) que fomentan el desa-

res o contribuyentes – o requerimientos

grada del ciclo urbano del agua. Son te-

rrollo de estas y otras ideas. Además de

de los reguladores), pero también ayuda

mas centrales en los Blue Tech Forum

la digitalización, nuevas líneas de trabajo

a limitar riesgos y aumentar la relación

que se celebran anualmente. Algunos

en economía circular para transformar

coste-eficacia de los operadores de los

operadores están investigando la posibi-

las plantas depuradoras en fábricas de

servicios del ciclo urbano del agua.

lidad de adaptar sus equipos de inter-

agua, recuperadoras de nitratos y fósforo

El tratamiento avanzado de la infor-

vención con impresoras 3D para la im-

o de valorización de los fangos de depu-

mación almacenada a tiempo real – ya

presión de piezas de repuesto

radora produciendo bioplásticos; la mejo-

ʻHuge Dataʼ en vez de ʻBig Dataʼ –, com-

directamente en el terreno. Si encuen-

ra de la eficiencia de procesos de desala-

binado con redes de sensores e infraes-

tran una forma eficiente de incorporar

ción y desalobración; el empleo de

tructura de comunicación de bajo coste,

estos avances en estas líneas de traba-

energías renovables; la gestión de aguas

la robótica y la inteligencia artificial (AI),

jo, los proveedores tecnológicos pueden

pluviales; y la eliminación de contaminan-

internet de las cosas (IoT), los materiales

convertirse en un elemento esencial del

tes emergentes, son algunos ejemplos

avanzados y nanomateriales con nue-

ciclo urbano del agua, proporcionando

presentados en los foros de innovación.

INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

Los avances tecnológicos se dirigen

Con todo, numerosos ejemplos de-

maño, los recursos y capacidad del ope-

también a mejorar la gestión del mante-

muestran que España cuenta con un

rador para acometer inversiones o asu-

nimiento de las infraestructuras de

sector de los servicios del agua tecnoló-

mir riesgos.

agua, en gran medida “invisibles” para

gicamente puntero y que ha experimen-

En cualquier caso, el sector se en-

el ciudadano (más de 4 millones de kiló-

tado una expansión internacional espec-

frenta al desafío de adaptarse a los

metros de conducciones subterráneas

tacular en las últimas décadas. Según

cambios y gestionar mejor los riesgos,

forman parte de las redes de distribu-

un informe del Ministerio de Asuntos Ex-

así como la demanda, mediante incenti-

ción para abastecimiento en Europa, a

teriores y de Cooperación de 2016, las

vos y una comunicación más eficaz. Pa-

los que se suman los 3 millones de kiló-

empresas españolas son líderes mun-

rece importante progresar, por ejemplo,

metros de colectores para el alcantari-

diales en gestión integral del agua. Sin

hacia sistemas distribuidos en los que

llado, según el último informe de EurE-

embargo, los estudios sobre innovación

podamos reutilizar parte del agua resi-

au, 2017). La tecnología contribuye a la

apuntan a que el sector va en términos

dual que generamos para algunos usos

gestión de estos activos con nuevas

generales por detrás en este aspecto,

en nuestras viviendas, pero coordina-

formas de detectar fugas, nuevos mate-

mucho más si se habla de digitalización,

dos e integrados en modelos de planifi-

riales, evaluación remota, modelización

comparando con otros sectores como el

cación y gestión que permitan capitali-

del estado de las tuberías, etc. Parte de

del transporte o las telecomunicaciones

zar economías de escala y alcance.

las soluciones que, por ejemplo, se es-

e incluso la energía. Los largos plazos

Para ello es necesario que la innova-

tán evaluando en el proyecto europeo

de retorno de la inversión en las infraes-

ción no se limite a determinados produc-

Smart Water for Europe –SM4EU– con

tructuras o la amplia duración de las con-

tos, procesos o servicios – a su dimen-

participación de empresas españolas,

cesiones administrativas, intervienen en

sión tecnológica – sino que se fomente

tienen que ver con la introducción de

también en lo que respecta al resto de di-

sensores remotos para la detección de

cierta medida en este hecho (cabe recordar que 1m3 de agua pesa 1 tonelada y

pérdidas físicas o la monitorización de

es costoso moverla, salvo que se haga

gunos casos, mediante cambios incre-

parámetros de calidad de las aguas,

por gravedad). Las plantas de tratamien-

mentales o impulsados por la demanda

para mejorar los tiempos de reacción

to son en muchas ocasiones el resultado

(por ejemplo, el desarrollo de nuevos ma-

de las intervenciones.

mensiones e intersectorialmente. En al-

de decisiones adoptadas hace décadas

teriales inducirá procesos más eficientes

A fin de cuentas, la reducción del

que serían diferentes de haberlas toma-

para la desalación o la reutilización y, al

porcentaje de Agua no Registrada

do ahora. La adopción de nuevas tecno-

tiempo, acarreará cambios en la planifi-

–ANR–, actualmente en un promedio

logías varía también en función del ta-

cación hidrológica o, más allá, en la ten-

nacional del 23% y con margen de

dencias de cultivos de regadío de un

mejora hasta llegar a cifras del

país); en otros, mediante cambios

10%, es otro de los desafíos tec-

disruptivos o transformadores del

nológicos que demandan accio-

sector (por ejemplo, que el regula-

nes y soluciones innovadoras. Al-

dor[es] pueda disponer de micro-da-

gunas prácticas, como aplicar una

tos de usos y demandas para dise-

sectorización en la red de distribu-

ñar tarifas de los servicios con

ción, una planificación eficaz de

criterios sostenibles y equitativos).

regulación de la presión óptima en

De cualquier manera, sin los corres-

red, la implantación de sistemas

pondientes estudios de caso, inclu-

de vigilancia de la red de distribu-

yendo sus correspondientes mode-

ción mediante caudal mínimo, la

los de negocio, es difícil que los

prelocalización de fugas, etc., tie-

avances se extiendan en la industria.

nen una eficacia notable en la re-

Las barreras más importantes pa-

ducción del porcentaje de ANR

ra la adopción de innovaciones sue-

que, según los diferentes casos

len situarse en esas dimensiones

planteados por la American Water

adicionales. Por ejemplo, como

Works Association –AWWA– ,

mencionan los socios del citado pro-

puede llegar a alcanzar un incre-

yecto SW4EU para los sensores de

mento en los valores del rendi-

calidad del agua en tiempo real, el

miento de hasta el 15-20%.

cuello de botella está más en los en-

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INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

tes reguladores que, por el momento, no

inversión pública en servicios de agua y

ten la tendencia (y la recomendación por

admiten que los datos de estos sensores

saneamiento ha caído en España desde

parte de algunos estudios) a subir las ta-

reemplacen, en determinados episodios

2009, en un contexto de más del 100%

rifas de los servicios, que en España son

en los que se podría actuar con más ra-

de deuda pública sobre el valor del PIB y

de las más bajas de Europa en términos

pidez, a los análisis de laboratorio. O la

con dificultades para cumplir con los ob-

relativos (Fig. 4). Mientras que el gasto

ya citada prohibición del uso potable de

jetivos de reducción del déficit público.

per cápita en servicios de agua en el

agua regenerada, que podría empezar a

En este contexto, además, el envejeci-

conjunto de Europa es, según el último

verse como un producto de consumo de

miento de las redes de abastecimiento y

informe de la Federación Europea de

calidad y seguridad alimentaria garanti-

alcantarillado es ya un problema: en

asociaciones nacionales de operadores

zada si cambiara la regulación, se adap-

conjunto, según el último Estudio de AE-

(EurEau, recogido en el número de di-

taran las plantas de tratamiento y los sis-

AS-AGA (2016), más del 40% de las re-

ciembre del Global Water Intelligence,

temas para garantizar la salud pública y

des supera los 30 años y las tasas de re-

2017), de 93,5€, en España es de 60€,

se produjera el necesario cambio cultu-

novación de 0,9% y 0,6% anuales,

según el presidente de AEAS (tal y como

ral, tras el correspondiente estudio eco-

respectivamente, conducirían a vidas fi-

se señala en el Libro Blanco de la Eco-

nómico a largo plazo.

nales de 111 y 160 años, muy superiores

nomía del Agua, 2018).

En muchos otros casos las barreras

a los parámetros técnicos de vida útil.

La estructura tarifaria de los servicios

son financieras: uno de los grandes de-

Cómo se financian los desafíos podría

del agua en España, que depende de

safíos detectados en el análisis del sec-

considerarse una más de las innovacio-

decisiones de los titulares de las compe-

tor, el mantenimiento y la reposición de

nes que podrían generar mejoras en el

tencias (los municipios o consorcios y

activos, es un buen ejemplo de ello. La

sector, con soluciones que complemen-

mancomunidades, y el resto de niveles

INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

más efectivos. Para que las tarifas sean útiles en esta función, han de ser bien explicadas y comprendidas y responder a criterios predecibles, coherentes y que tengan en cuenta la capacidad de pago de los ciudadanos. La gestión de la demanda a través de las tarifas ha permitido reducir el consumo de agua en un 2040%, con varios ejemplos en Europa, incluida España, según un estudio de Hoyos y Artabe en 2017. Limitar las tarifas puede ser beneficioso para los consumidores y debería conducir a mayor y mejor innovación y a la creación de valor en una organización, pero puede comprometer a la vez las mejoras a largo plade la Administración, de las Comunida-

de modulación de la demanda por parte

zo, la sostenibilidad y el riesgo de fallo en

des Autónomas en lo que se refiere a ta-

de los consumidores, a través de incenti-

infraestructuras

sas y cánones de saneamiento, y de la

vos para el consumo racional de agua: el

Por otro lado, una estructura tarifaria

Administración General del Estado en

consumo doméstico promedio por habi-

heterogénea y difícil de comprender di-

relación a otros tributos), es en general

tante y día fue de 139 litros en 2014, se-

ficulta la transparencia y genera asime-

binomial y progresiva. También incluye

gún el INE. La llamada elasticidad precio

trías de hasta el 350% entre municipios,

de manera heterogénea otros concep-

de la demanda es pequeña (un 10% de

según las organizaciones de consumi-

tos como la recogida de basuras, el al-

aumento en el precio resulta en una dis-

dores, que no tienen que ver siempre

quiler de los contadores y el IVA.

minución del consumo de un 3-4%, con

con los costes de provisión de los servi-

En ausencia de un ente regulador a ni-

carácter general, aunque es más alta en

cios. Con todo, el coste promedio para

vel nacional que aplique principios comu-

algunos tramos de consumo), pero ha de

el usuario en 2016 fue del 0,91% de su

nes – predictibilidad, coherencia, eficien-

emplearse para inducir cambios en el

presupuesto familiar, según el INE, por

cia, adaptabilidad y rendición de cuentas

comportamiento: bloques de consumo

debajo de la media europea (1,6% se-

–, y con esta estructura heterogénea, se

realmente progresivos, estacionalidad,

gún Eurostat) y de las recomendacio-

complica el análisis de si la tarifa cumple

momentos pico de consumo, son facto-

nes de Naciones Unidas (<3%). Ade-

con sus objetivos, financieros y también

res a valorar para que los cambios sean

más, se hace frente a los problemas de capacidad de pago, en la cola de la dis-

Fig. 4.Tarifas medias de abastecimiento y saneamiento en ciudades europeas (€ por metro cúbico, corregido por la paridad del poder adquisitivo). Fuente: Datos del GWI (Global Water Intelligence) Water Tariff Survey, 2016

tribución con los hogares de renta más baja mediante diferentes mecanismos de acción social (bonificaciones en la estructura tarifaria o Fondos de Solidaridad, a los que en conjunto accede hasta el 90% de la población analizada por AEAS-AGA en su estudio sobre la sostenibilidad social del sector; 2016). Hacen falta nuevos diseños de estructuras tarifarias o soluciones financieras que trasladen el foco de la gestión desde el pasado hacia el futuro, desde la recuperación de costes incurridos hacia la incorporación de costes ambientales y del recurso, con un mejor diseño de incentivos. Se necesitan nuevos enfoques basados en adaptación más que en mitiga-

RETEMA

Enero/Febrero 2018

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INNOVACIÓN, CONSENSO E INCENTIVOS ECONÓMICOS EN EL CICLO URBANO DEL AGUA

forma transparente, con mecanismos de rendición de cuentas que prevengan y controlen la corrupción también requieren soluciones innovadoras, que implican a los operadores y a los reguladores como garantes de la prestación de los servicios. Hay que hacer además un esfuerzo didáctico por informar y comunicar mejor. El ciudadano debería percibir estos temas como más cercanos de modo que pueda comprender en qué consisten no sólo sus derechos a recibir servicios de abastecimiento y saneamiento, sino también los sistemas que se requieren para disfrutar de ellos: captar el agua, almacenarla, potabilizarla, distribuirla, recogerla una vez consumida, depurarla y ción, que sean proactivos y no tanto reac-

existencia de economías de escala me-

devolverla al medio o a cualquier uso au-

tivos. Mecanismos que permitan financiar

diante un aumento proporcional en el vo-

torizado para su reutilización, además de

la seguridad hídrica a largo plazo para au-

lumen de agua servida y tratada y del nú-

la monitorización de la calidad del agua y

mentar los niveles de resiliencia ante la

mero de clientes por área geográfica de

de los propios servicios.

escasez estructural de agua y los eventos

servicio, es robusta, con ahorros de cos-

Como reclamaba el Panel de Alto Ni-

de sequía e inundaciones, mejorando la

tes (descenso del coste unitario a medida

vel para el Agua –HLPW– convocado

calidad del agua y de los servicios.

que aumenta la escala) en municipios

conjuntamente por Naciones Unidas y el

Otro de los desafíos destacados para

pequeños. Esto ya sucede en los 325

Banco Mundial en 2016, hace falta un

el sector en España en nuestro estudio

grupos de municipios que se encargan

cambio fundamental en la forma en la

es el de contar con un modelo territorial y

de la provisión conjunta de servicios del

que el mundo mira al agua. Con todo lo

de gestión de los servicios profundamen-

agua, según la FEMP.

acontecido durante 2017 en el sector del

te fragmentado, siendo la titularidad del

Por último, las respuestas para aten-

agua, el año 2018 podría ser escenario

servicio municipal. Con más de 8.100

der la demanda ciudadana por unos ser-

de cambios a mejor, si ponemos los me-

municipios (8.124), de los que más del

vicios accesibles, de calidad, asequibles,

dios para avanzar en la vía hacia objeti-

90% tiene menos de 20.000 habitantes,

sostenibles y equitativos, gestionados de

vos comunes.

se ponen en evidencia oportunidades para la agregación supramunicipal en la prestación de servicios y la capitalización

Algunas conclusiones: los desafíos compartidos Demandas y desafíos

Beneficios para los operadores

Beneficios para los ciudadanos

Brecha de financiación

Tarifas para recuperar costes, planes de inversión suficientes

Mejora la gestión de riesgos, seguridad del servicio

de economías de escala y alcance, aprovechando sinergias a diferentes niveles. También hay evidencia de dificultades no menores en la prestación de servicios de calidad en estos

Economías de escala y alcance

Optimizar la prestación

Servicio más eficiente, relación calidad-precio

Ausencia de principios únicos de regulación

Principios homogéneos, adaptándose a la realidad local

Defensa de los derechos a servicios de calidad, equitativos, sostenibles, eficientes y transparentes

Gestión del recurso

Planificación integrada del ciclo urbano del agua

Seguridad hídrica para afrontar situaciones de escasez o eventos extremos

Incertidumbre y gestión del riesgo

Toma de decisiones coherentes y a largo plazo

Reducción de riesgos

Tratamiento de aguas residuales

Abordar exigencias, avanzar en reutilización y control contaminantes

Mantener o recuperar servicios de los ecosistemas

municipios más pequeños (según el último estudio de AEASAGA [2016], el 24% de la población en estos asentamientos ve como sus aguas no son tra-

La recuperación de costes no es sólo un problema financiero, también económico

tadas). La evidencia – también

Los aspectos sociales de asequibilidad, en cumplimiento de los derechos humanos al agua y el saneamiento, preocupan a todos

en otros países con estructuras

El interés general ha de prevalecer, alejando el foco de discusiones irrelevantes

fragmentadas – respecto a la

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Enero/Febrero 2018

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Manuel Suarez Presidente ADECAGUA

Evolución de la calidad del agua en España

a calidad de las aguas natura-

consignaban fondos económicos para

Plan de Saneamiento Integral de Madrid

les está absolutamente ligada

esta finalidad y las Administraciones hi-

(PSIM). Alguna depuradora en ciudades

a las inversiones realizadas

dráulicas, responsables de la calidad de

importantes, como Barcelona (Bogatell)

para la corrección o depura-

las aguas, poco podían hacer para forzar

y alguna que otra en zonas turísticas,

ción de los vertidos existentes, por lo

a las otras administraciones públicas a

como la Costa Brava, por citar alguna

que una idea de las mejoras produci-

invertir en el sector. ¿Multas entre admi-

de las que me vienen a la memoria.

das se puede obtener analizando las

nistraciones? Con las industrias los Or-

Coincidiendo con el PSIM, un poco

inversiones realizadas.

ganismos Hidráulicos eran un poco más

posterior, hay que citar el Plan de Sane-

eficaces. Aunque muy poco para no cre-

amiento de Catalunya, en el cual por pri-

ANTES DE LA LEY DE AGUAS

ar agravios comparativos. Y los funcio-

mera vez se soluciona el principal pro-

DE 1985

narios capeando el temporal como podí-

blema de la depuración de las aguas:

an, teniendo que mirar para otro lado.

LA FINANCIACIÓN. Y se hace de ma-

Hasta los años 80 prácticamente no se

Es cierto que se habían construido

nera que todos los generadores de verti-

habían construido Depuradoras de

algunas Depuradoras. Pero se las ha-

dos de aguas residuales paguen en fun-

Aguas Residuales en nuestro país y la

cia funcionar poco tiempo ya que eran

ción de la contaminación que generan,

calidad de las aguas de nuestros ríos era,

muy caras.

con independencia de que sus aguas

lógicamente, absolutamente lamentable.

Se había subvertido el principio de

residuales se depuren o no. Fue el pri-

El medio ambiente estaba muy degra-

QUIEN CONTAMINA PAGA por otro

mer Plan Integral que se puso en mar-

dado y peligraba el abastecimiento de

más perverso, como era el de QUIEN

cha en nuestro país, asegurando recur-

agua a la población. La normativa era ri-

DEPURA PAGA.

sos económicos para la construcción y

gurosa pero se incumplía sistemática-

Seguramente la actuación más em-

mente. Las administraciones públicas no

blemática por su envergadura fuera el

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Enero/Febrero 2018

explotación de estas infraestructuras. Una lectura de esta iniciativa es que

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La Ley de Aguas de 1985 introduce la Planificación como un instrumento clave de su actuación, instaurando los PLANES HIDROLÓGICOS DE CUENCA. Visto en perspectiva parece un planteamiento brillante. La realidad puso de manifiesto importantes problemas. Seguramente el más importante ha sido, como es muy habitual en nuestro país, la solución de la financiación.

el Parlamento de Catalunya (En el año

Se estudia la situación existente, se

Nos volvemos a encontrar con el gra-

1981) recoge la necesidad social de

detectan los problemas, se propone un

ve problema de una Administración que

mejorar la calidad de las aguas y pro-

objetivo de calidad y se deciden las ac-

tiene la obligación de perseguir unos ob-

mulga una Ley adecuada, decidiendo

tuaciones a realizar. Se determina la

jetivos, que dispone de unas determina-

que invertir en este sector es prioritario

capacidad de los ríos y masas de agua

das herramientas pero que debe exigir a

y que la sociedad debe destinar una

para recibir vertidos y con esta base se

otras administraciones que actúen e in-

parte de los limitados recursos econó-

determinan los límites de vertido que

viertan. ¿Sanciones? Como ya se ha in-

micos de que dispone en esta activi-

pueden ser aceptables y que se incor-

dicado antes, las sanciones tienen un

dad. Y esto con unas competencias en

poran a las autorizaciones de vertido.

cierto éxito ante los entes privados, em-

materia hidráulica prácticamente nulas.

Los Planes Hidrológicos se someten a

presas, pero una eficacia muy limitada

Creo conveniente recordar que todo

la consideración de los ciudadanos, insti-

lo expuesto se realiza con una legisla-

tuciones, entidades interesadas y otros

En Catalunya, como ya he dicho, se

ción de protección de la calidad de las

siguiendo los procedimientos democráti-

puso en marcha el Plan de Saneamien-

aguas bien arcaica, una Ley de Aguas

cos del país que empezaban a infiltrarse

to, que proporcionaba recursos a la Ge-

del año 1879, Ley que por aquella épo-

por todos los ámbitos de la sociedad.

neralitat para la construcción de las ins-

ca ya era centenaria.

A pesar de su impecable propuesta,

ante otras Administraciones públicas.

talaciones

necesarias

para

la realidad puso de manifiesto impor-

depuración de las aguas y su posterior

DE LA LEY DE AGUAS DE 1985

tantes problemas. Seguramente el más

mantenimiento. La competencia de la

HASTA LA DIRECTIVA MARCO

importante ha sido, como es muy habi-

construcción y explotación de las infra-

DEL AGUA

tual en nuestro país, la solución de la fi-

estructuras continuaba en poder de las

nanciación.

Administraciones Locales que debían

La Ley de Aguas de 1985 introduce la

Planifican los Organismos de Cuen-

recibir los recursos económicos de la

Planificación como un instrumento clave

ca, en su mayor parte dependientes de

Generalitat para actuar. La realidad ha

de su actuación, instaurando los PLA-

la Administración Central del Estado,

sido que la Generalitat procedió a reali-

NES HIDROLÓGICOS DE CUENCA.

mientras que las actuaciones inverso-

zar la mayoría de las actuaciones con

Visto en perspectiva parece un plantea-

ras recaen en los Ayuntamientos y en

los fondos recaudados, cediendo poste-

miento brillante.

las Comunidades Autónomas.

riormente las instalaciones a los Entes

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MANUEL SUÁREZ, ADECAGUA I EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN ESPAÑA

Locales para su explotación, aportando los fondos económicos necesarios. La excepción mas importante a esta forma de actuar la encontramos en el Área Metropolitana de Barcelona, entidad que se encargó de realizar las actuaciones dentro de su ámbito territorial, más del 50% de la población de Catalunya. Y dentro de este ámbito hay que atribuir a

La Directiva Marco del Agua, año 2000, es un revulsivo para la gestión de la calidad de las aguas. Se introduce el concepto de Estado Ecológico de las Aguas, superando al concepto más simple de simple calidad

la Administración Central la construcción de las dos grandes depuradoras de Barcelona y poblaciones vecinas, como son la Depuradora del Besós y del Baix Llobregat, con fondos procedentes en

mismo organismo sea el responsable de

ce el concepto de Estado Ecológico de

buena parte de la Unión Europea.

ejecutar las inversiones en depuración y

las Aguas, superando al concepto más

Siguiendo en Catalunya, tiene una

al mismo tiempo sea el responsable del

simple de simple calidad. Este nuevo

cierta transcendencia el hecho de la ce-

control de la Calidad de Agua de los ríos

concepto considera al rio en su con-

sión de competencias hidráulicas que

y masas de agua. Una eficaz separa-

junto, teniendo en cuenta no solo la

se generó con el establecimiento de las

ción de poderes seguramente sería mas

calidad del agua sino también los cau-

Autonomías. La Generalitat de Catalun-

transparente. ¿Devolver la competencia

ces, incluyendo la fauna y flora que los

ya recibió todas las competencias hi-

efectiva a los ayuntamientos u otros ór-

forman.

dráulicas en las Cuencas Internas, anti-

ganos de la Administración local, inclu-

guo Pirineo Oriental, mientras que en la

yendo los recursos económicos?.

Cuenca del Ebro, se transfirieron algu-

Se sacraliza la cuenca hidrográfica como unidad de gestión, concepto relativamente novedoso en Europa pero

nas competencias de gestión, pero bajo

A PARTIR DE LA DIRECTIVA

que en España ya hacía muchos años

la tutela de la Confederación Hidrográfi-

MARCO DEL AGUA

que se venía utilizando.

ca del Ebro. En las Cuencas Internas se

Se introducen criterios económicos

ha producido, a mi juicio, una cierta dis-

La Directiva Marco del Agua, año

en la planificación y la gestión de las

torsión administrativa que no considero

2000, es un revulsivo para la gestión

aguas, proponiendo que los usos del

racional, como es el hecho de que el

de la calidad de las aguas. Se introdu-

agua soporten todos los costes en que incurren, incluyendo los medioambientales. Desde la promulgación de la Ley de Aguas de 1985 hasta el momento actual se han realizado grandes inversiones en la depuración de las aguas residuales, dedicando a este sector una parte importante de los Fondos Económicos procedentes de la Unión Europea. ¿Dónde estamos en estos momentos? La mayoría de las grandes depuradoras del país se han construido o faltan bien pocas. La fuerte crisis que hemos padecido en los últimos años ha ralentizado el ritmo de construcción y ha tenido efectos muy negativos sobre su mantenimiento, aspectos que deberemos corregir en los años futuros.

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MANUEL SUÁREZ, ADECAGUA I EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN ESPAÑA

Nos queda por ejecutar un gran nú-

mo tiempo sus aguas abastecen a una

mero de medianas y pequeñas depura-

elevada población e industria a lo largo

doras, corrigiendo contaminaciones puntuales que afectan a nuestras masas de agua. CALIDAD Y CANTIDAD DE AGUA. LOS LÍMITES DE LA REUTILIZACIÓN El uso intensivo de los recursos hidráulicos produce una degradación de la

Es obvio que debemos incrementar la reutilización de las aguas pero debemos ser también conscientes de que existe un límite

de su recorrido. Se capa su agua, se utiliza, se depura y se devuelve al cauce para sus usos posteriores. Su nivel de salinidad aumenta y su calidad es insuficiente para satisfacer ciertos usos. La necesidad de mejorar la calidad de las aguas de abastecimiento del área metropolitana de Barcelona ha exigido implantar tratamientos de membranas para eliminar parte

calidad de las aguas y una destrucción

de su contenido salino, tratamientos

de recursos. Un caso muy representati-

que se aplicaron en la Potabilizadoras

vo se puede observar en el rio Llobre-

de Abrera y Sant Joan Despí. El concentrado salino que producen

gat, sometido a una intensa presión y una muy alta reutilización indirecta. Es bien conocido que el uso del agua

be recurrir a procesos de desalación,

estos tratamientos exigen su vertido

como los de membranas.

directamente al mar, para lo cual se

incrementa el contenido de sales mine-

El rio Llobregat nace ya con un ele-

debió de ampliar el Colector de Sal-

rales y que este tipo de contaminación

vado contenido de sales ya que drena

mueras existente, perdiendo en esta

no se elimina con tratamientos conven-

su cuenca salina y actividades relacio-

operación una cantidad apreciable de

cionales. Para eliminar las sales se de-

nadas con la minería de la sal. Al mis-

agua.

MANUEL SUÁREZ, ADECAGUA I EVOLUCIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA EN ESPAÑA

LA BAJA CALIDAD DEL AGUA

guiente titular: LA GESTIÓN DE

DEL RIO HA IMPLICADO UNA

LAS AGUAS DE LLUVIA: MÁS

PÉRDIDA DE RECURSOS. Este

AGUA, MENOS CONTAMINA-

hecho a mi juicio significa que se

CIÓN Y MENOS INUNDACIÓN.

ha llegado al límite de la capaci-

Y para finalizar estos comenta-

dad de abastecimiento que puede

rios sobre la Calidad de las

proporcionar este Rio y que si se

Aguas, debo realizar una breve

necesita más agua deberá apor-

referencia a ADECAGUA, ASO-

tarse de otras fuentes, o si se pre-

CIACIÓN PARA LA DEFENSA DE

tende mejorar la calidad de las

LA CALIDAD. Tenemos como pi-

aguas potabilizadas se producirá

lar básico y signo de identidad las

una disminución de recursos.

actividades relacionadas con la

¿Qué debemos hacer para me-

calidad de nuestras aguas, ya se-

jorar la calidad de estas aguas?

an las continentales o las mari-

Parece que la única solución via-

nas. Este sector ocupa a multitud

ble consiste en la aportación de

de técnicos de un gran número de

nuevos recursos hídricos, los cua-

disciplinas, desde las sanitarias,

les parece que solo podrán proce-

hasta las de ingeniería, económi-

der de la desalación de agua de

cas, fiscales, legales y otras, que

mar, dando por hecho que los

ocupan una gran variedad de

trasvases de otras cuencas hidro-

puestos de trabajo: funcionarios, consultores, constructores de de-

gráficas ya no son viables. Es obvio que debemos incrementar

puradoras, profesores de universidad,

la reutilización de las aguas pero debe-

investigadores, empresas de servicios,

mos ser también conscientes de que existe un límite. LA GESTIÓN DE LAS AGUAS DE LLUVIA EN ZONAS URBANIZADAS Los países mas avanzados en el campo de la depuración de las aguas residuales están observando que la contaminación más importante que afecta a los ríos y otras zonas receptoras, lagos y mares, se genera en las escorrentías que se producen en las zonas urbanizadas. Estas zonas son

Los países mas avanzados en el campo de la depuración de las aguas residuales están observando que la contaminación más importante se genera en las escorrentías que se producen en las zonas urbanizadas

etc., y en ADECAGUA hay una buena representación de ese mundo. Y la actividad de la Asociación está orientada por sus miembros al desarrollo de temas de interés en cada momento. ADECAGUA es la Asociación Española de la Water Environment Federation (WEF), entidad radicada en EEUU y que integra Asociaciones de un gran número de países. Es una gran entidad que genera gran cantidad de documentación técnica, reuniones técnicas, promueve una feria anual del sector de la calidad del agua y una Conferencia intensa de gran contenido en múltiples aspectos.

lavadas por las aguas de lluvia que

ADECAGUA está también integrada

arrastran una gran contaminación y al-

dentro de la European Water Associa-

canzan los medios receptores. ADECAGUA hace años que está pro-

impulsar estas actuaciones dentro del

tion (EWA), siendo el órgano español

moviendo actuaciones para mitigar este

Pacto por el Agua, en el que nuestra

de esta Asociación.

tipo de contaminación, siguiendo los pa-

Asociación está colaborando.

Ser el órgano de la WEF y la EWA en

sos que está impulsando la Water Envi-

ADECAGUA ha realizado dos Jorna-

España es un activo de un valor inapre-

ronment Federation (WEF) en los EEUU.

das Técnicas con especialistas en este

ciable por la información que proporcio-

Es por ello que saludamos la iniciati-

sector y la colaboración de diversas

na, permitiendo situar a los técnicos en

va del Ministerio de Agricultura y Pes-

administraciones implicadas, sinteti-

los aspectos más innovadores del sec-

ca, Alimentación y Medio Ambiente de

zando las ventajas que ofrece en el si-

tor de la calidad del agua en el mundo.

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REPORTAJE

Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

ATOTONILCO México LA DEPURADORA MÁS GRANDE DEL MUNDO CONSTRUIDA EN UNA SOLA FASE

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REPORTAJE I PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ATOTONILCO (MÉXICO)

Pedro García - Arroyo Director de Construcción de la PTAR de Atotonilco ACCIONA Agua I www.acciona-agua.com

1. INTRODUCCIÓN

Valle de México conducidas a través del Túnel Emisor Oriente y del Emisor

El Consorcio Aguas Tratadas del Va-

Central, los cuales descargan al río El

lle de México (ATVM), del que forma

Salto y al canal de riego El Salto-Tla-

parte ACCIONA Agua, ha sido la encar-

maco, respectivamente. Finalmente el

gada del diseño, construcción y opera-

Río verterá al canal de riego, y en una

ción de la Planta de Tratamiento de

derivación de este canal, se han cons-

Aguas Residuales de Atotonilco.

truido las obras de captación de las

El proyecto completo consiste en la

aguas que alimentan la planta.

CAUDALES DE DISEÑO Condiciones de Diseño y Operación

Valor

TPC, Período de Estiaje (212 días) Caudal promedio de diseño, m3/s

23,0

Caudal promedio de operación, m3/s

22,9

Caudal máximo, m3/s

30,0

Caudal mínimo, m3/s

18,0

Volumen del Período, Mm3 *

419,4547

prestación de servicios de tratamiento

La planta cuenta con dos trenes de

de aguas residuales del Valle de Méxi-

tratamiento, un tren de tratamiento bio-

co por 22 años, más 3 años para la

lógico denominado Tren de Procesos

elaboración del proyecto ejecutivo,

Convencionales (TPC) y un Tren de

construcción, equipamiento electro-

Procesos Químicos (TPQ). La planta ha

mecánico, pruebas, operación, con-

sido diseñada para un caudal máximo en tiempo de lluvias de 50 m3/s, siendo

Caudal promedio de diseño, m3/s

12,0

su caudal medio de 42 m3/s en la época de lluvias y de 35 m3/s en la temporada

Caudal promedio de operación, m3/s

12,0

Caudal máximo, m3/s

12,0

Caudal mínimo, m3/s

0.0

Volumen del Período, Mm3 *

66,3552

servación y mantenimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco, además de la remoción y dos que se generen en la misma, así

de estiaje, lo que representa un caudal medio diario de 3.628.800 m3/día y de

como la cogeneración de la energía

3.024.000 m3/día en cada una de las

eléctrica.

épocas indicadas y permite depurar las

disposición final de los lodos y biosóli-

La Planta de Tratamiento de aguas

aguas residuales de una población de

residuales Atotonilco tiene como objeti-

12,6 millones de habitantes equivalen-

vo tratar las aguas provenientes del

tes de la Ciudad de México.

TPQ, Período de Estiaje (113 días)

TPC, Período de Lluvias (153 días) Caudal promedio de operación, m3/s (Caudal promedio de diseño + 20%)

27,6

Caudal máximo de operación, m3/s

33,0

Caudal mínimo de operación, m3/s

22,1

Volumen del Período, Mm3 *

364,8499

TPQ, Período de Lluvias (153 días)

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Caudal promedio de operación, m3/s (Caudal promedio de diseño + 20%)

14,4

Caudal máximo de operación, m3/s

17,0

Caudal mínimo de operación, m3/s

6,7

Volumen del Período, Mm3 *

190,3565

Total TPC + TPQ, Estiaje, Mm3

485,8099

Total TPC + TPQ, Lluvias, Mm3

555,2064

Total Tratado, Mm3

1.041,02

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REPORTAJE I PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ATOTONILCO (MÉXICO)

2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

tamizar, espesar, estabilizar y deshidra-

2.3 Descripción del proceso

tar los lodos provenientes de las tres 2.1 Etapas del proceso

fuentes de generación: Clarificación Pri-

TREN DE AGUA. COMÚN PARA TPC Y TPQ

maria, Tratamiento Biológico y TPQ. En El proceso está conformado por las

el proceso de estabilización se genera

siguientes etapas unitarias de proceso:

biogás, el cual se emplea para la producción de energía eléctrica para el au-

2.3.1 Obra de Toma El agua residual es desviada del ca-

• Tren de agua: se refiere a la etapa de

to consumo de la planta.

nal Salto - Tlamaco hacia el canal de

pretratamiento que es común para am-

• Servicios: Los servicios auxiliares pro-

distribución a rejas ubicado dentro del

bos tratamientos: Tren de procesos

porcionan materiales de consumo, se-

área de la planta. El canal está diseña-

Convencionales (TPC) y Tren de proce-

guridad o tratamiento para subproduc-

sos Químicos (TPQ).

tos, y están incluidos equipos o

do hidráulicamente para un caudal máximo de 50 m3/s.

• TPC, Tren de Procesos Convenciona-

sistemas periféricos que ayudan al me-

La planta cuenta con dos sistemas de

les: Consta de pretratamiento, trata-

jor funcionamiento de la planta.

y desinfección, así como de las instala-

protección ante eventuales episodios de sobre flujos.

miento primario, tratamiento secundario 2.2 Modulación y flexibilidad

2.3.2 Pretratamiento

ciones para el manejo y tratamiento integral de las grasas y aceites, los sóli-

La flexibilidad operativa del sistema

dos flotantes, las arenas y los lodos

es una de las principales características

generados en este tren de tratamiento.

incorporadas durante el desarrollo del

• TPQ, Tren de procesos Químicos: In-

diseño y dimensionamiento de cada

Una vez que el agua residual entra al

cluye las operaciones de pretratamien-

una de las unidades de proceso que

canal de distribución, pasa por las rejas

to, tratamiento primario con adición de

conforman los trenes de agua y lodos

de desbaste colocadas a lo largo del

productos químicos y desinfección, así

de la planta, asegurando el cumplimien-

canal en diez ventanas en el muro, ca-

como las infraestructuras para el mane-

to permanente de la calidad del agua

da ventana está unida a un canal de re-

jo y tratamiento integral de los sólidos

tratada aun cuando se encuentren fue-

flotantes, las grasas y aceites, las are-

ra de servicio una unidad o equipo elec-

jas que en conjunto maneja un flujo máximo de operación de 50 m 3 /s. Los

nas y los lodos generados por el TPQ.

tromecánico involucrados en el trata-

residuos retenidos en las rejas de des-

• Tratamiento de lodos: Se encarga de

miento de agua.

baste son retirados con una cuchara bi-

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Desbaste

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valva de 2.000 litros de capacidad.

para difusión, 2 en operación y 1 de re-

temas es succionado y llevado hacia los

Dentro de cada canal de reja se en-

serva con capacidad individual de 9.979,2 m3 estándar de aire por hora.

Biofiltros del área de servicios donde es

cuentra una reja de gruesos automática, habiéndose instalado un total de 10

La arena acumulada en el fondo de

unidades. La cantidad de rejas de grue-

las cámaras es extraída por medio del

sos en operación depende del flujo de

mecanismo "Air-lift”. Para facilitar la ex-

entrada a la planta, los canales se po-

tracción de la arena a todo lo largo del

nen o no en operación con ayuda de 2

desarenador - desengrasador, se inclu-

compuertas localizadas en la entrada

yen dos mecanismos “Air Lift” por cada

El tren de proceso convencional se ini-

de cada canal. En cada canal, después

puente. Los “Air-lift” descargan la mez-

cia con una clarificación primaria, cuyo

de las rejas de gruesos se han instala-

cla agua – arena en un canal central

objetivo es la eliminación de una fracción

do dos rejas de finos, lo que hace un to-

que las conduce a una tubería que de-

significativa de los sólidos suspendidos

tal de 20 unidades.

semboca en los clasificadores-lavado-

totales contenidos en el agua residual,

res de arenas. La planta cuenta con 8

así como de la parte correspondiente de

clasificadores de arenas con capacidad de 108 m3/h, uno por cada dos desare-

DBO suspendida, mediante un proceso

Desarenado y desengrasado El agua residual proveniente del criba-

nadores-desengrasadores.

tratado para eliminar el ácido Sulfhídrico. TREN DE PROCESO CONVENCIONAL (TPC) 2.3.3 Clarificación primaria

de precipitación por gravedad. Esta etapa contribuye de forma rele-

do de gruesos y finos es conducida por

Las instalaciones del área de pretrata-

vante a la mejora en las condiciones de

gravedad hacia los 16 equipos desare-

miento están cubiertas para encapsular

operación y funcionamiento del sistema

nador - desengrasador con capacidad individual de 3,6 m3/s. El control del flujo

los olores generados, el aire de estos sis-

biológico siguiente, disminuyendo signi-

a la entrada de cada equipo lo realizan dos compuertas. El conjunto de desarenadores - desengrasadores puede gestionar un caudal máximo de 50 m3/s con dos unidades fuera de operación. El objetivo principal de esta etapa de tratamiento es la remoción de arena, grasas y aceites. Los equipos combinados de desarenado-desengrasado son del tipo cámara aireada. El requerimiento de aire total para los dieciséis equipos es de 19.958,4 m3 estándar por hora. El

NORDIC WATER INSTALA SUS FILTROS DE DISCOS Y RASCADORES EN ATOTONILCO Nordic Water, empresa sueca especializada en equipos para el tratamiento de aguas residuales, potables e industriales, ha suministrado dos importantes paquetes de equipos para la depuradora de Atotonilco. Filtros de Discos DynaDisc: Estos equipos se han instalado en la línea de aguas de tormenta y ha representado la mayor instalación de filtros de discos de Nordic Water en el mundo. Se han entregado 30 filtros modelo CDC2435/35 con casi 200 m2 de superficie filtrante efectiva cada uno. La tela filtrante instalada ha sido de 50 micras. Rascadores de fangos Zickert: Cada uno de los 18 decantadores primarios de la EDAR lleva instalados 6 rascadores de fangos para fondo de tanques rectangulares además de un rascador de superficie para flotantes. Cuatro de estos rascadores de fondo recogen los lodos del fondo del decantador mientras que los otros dos se han instalado en el canal de recogida de lodos para conducirlos hasta la poceta de extracción.

aire es suministrado por los sopladores

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ficativamente el consumo de oxígeno en los reactores aeróbicos y la generación de lodo secundario. El agua cribada y desarenada es conducida por el canal de agua desarenada para ser dividida entre el tren de procesos convencionales (TPC) y el tren de tratamientos químicos (TPQ). Los clarificadores primarios, son parte del TPC y otra parte del agua cribada es enviada al TPQ. El caudal máximo de operación que es alimentado hacia el TPC es de 33 m3/s y 17 m3/s para el TPQ en época de lluvia. Para el tren de tratamientos convencionales (TPC), el sistema de clarificadores primarios está compuesto por 18 clarificadores de tipo lamelar con una capacidad para gestionar hasta 1,950 L/s por clarificador, que corresponden al caudal máximo de operación para el TPC en época de lluvias con una unidad fuera de operación. El lodo primario recolectado es enviado al tanque de lodo primario por las bombas de purga de los clarificadores, y posteriormente enviado por medio de las bombas de lodo primario hacia los tamices, para ser enviado después a los espesadores de lodos. Cada clarificador primario cuenta con un desnatador encargado de recoger las natas y sólidos flotantes. El efluente clarificado es recolectado en el cárcamo de bombeo para ser bombeado a las cajas de distribución a reactores. Bombeo de agua cruda El agua de los clarificadores primarios llega por gravedad al cárcamo de bombeo y, por medio de las bombas es alimentada a las cajas de distribución de los reactores. El sistema de bombeo de alimentación a reactores biológicos de la planta está compuesto por 28 bombas sumergibles. En condiciones de caudal máximo de operación, 24 bombas pueden gestionar el flujo, mientras que 4

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bombas se mantienen en reserva. Cada

secciones, cada sección cuenta con un

cundario, se realiza mediante vertede-

una de las 28 bombas está diseñada para un flujo máximo de 1.435 m3/s.

control independiente del oxígeno di-

ros ubicados en la pared compartida

suelto que se basa en el monitoreo con-

entre ambas estructuras. La planta

tinuo del oxígeno que afecta directa-

cuenta con 24 clarificadores secunda-

mente el control de las válvulas de

rios con una capacidad para tratar en conjunto el flujo promedio de 23 m3/s.

2.3.4 Tratamiento biológico

entrada de aire. El propósito de las dos El sistema de tratamiento secundario

zonas es tener flexibilidad operativa.

Cada uno de los clarificadores secun-

está formado por 24 módulos, com-

Para el suministro de aire en los reac-

darios tiene una dimensión de 61 m de

puestos por un reactor aeróbico y un

tores aeróbicos, se ha instalado un sis-

longitud, 50 m de ancho y 4,5 m de es-

clarificador secundario, y sus equipos

tema de difusores de burbuja fina y 12

auxiliares de bombeo y aireación.

unidades de sopladores tipo centrífugos

pejo de agua. El área de cada clarificador es de 3.050 m3.

El efluente primario es alimentado a

de una sola etapa más 3 en reserva.

Hidráulicamente, los clarificadores se-

ocho cajas de distribución para su dis-

Los difusores instalados son de mem-

tribución hacia tres reactores aeróbicos.

brana tipo disco de burbuja fina de 9”

cundarios tienen la capacidad de tratar el caudal máximo de operación de 33 m3/s,

La recirculación de lodos secundarios

(0,23 m) de diámetro.

más una relación de recirculación equivalente al 100% del caudal nominal pro-

provenientes de los clarificadores secundarios es recibida en la entrada de

Clarificación secundaria

medio. Los clarificadores secundarios son rectangulares del tipo puente viajero

cada uno de los 24 reactores. Cada reactor aeróbico tiene 50 m de

Cada descarga de cada reactor bioló-

con rastras y succión de lodos por sifón.

longitud, 36,075 m de ancho, 6,5 m de

gico corresponde a un clarificador se-

Cada clarificador secundario cuenta con

altura total y 6,0 m de altura de operación, resultando un volumen de operación por tanque de 10.822,5 m3 y un volumen total de 259.740 m3. El sistema de tratamiento secundario alcanza el objetivo de remoción de DBO y SST requerido tanto para la época de estiaje como a la época de lluvias. El sistema tiene la flexibilidad de manejar hidráulicamente incluso el caudal máximo de operación de 33 m3/s.

MSI PARTICIPA EN ATOTONILCO MSI ha suministrado el sistema de control para el tratamiento automatizado de 24.766 señales, de las cuales 3.657 son cableadas y 21.109 por medio de redes de comunicación, para lo cual se ha realizado la ingeniería eléctrica y de control, el suministro de armarios eléctricos y de control, la instalación y cableado de todos los cuadros eléctricos. Asimismo, ha sido la encargada del desarrollo de Software de control, la Supervisión y Puesta en marcha de la Planta.

Cada reactor está dividido en dos

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reactores del tren de tratamientos convencionales (TPC). 2.3.5 Desinfección El proceso de desinfección para reducir la concentración de coliformes totales en el efluente del tratamiento secundario consiste en la inyección de Cloro gas. El efluente de los clarificadores secundarios es transferido hacia uno de los 8 tanques dobles de contacto de Cloro del tren de tratamientos convencionales (TPC) a través de canales abiertos. 2.3.6 Tren de procesos químicos (TPQ) 2 mecanismos de puente viajero, cuyo

gados en los cárcamos de lodo secunda-

Proceso Físico-Químico para la sedi-

movimiento de traslación se realiza de

rio. En los cárcamos de lodo secundario

mentación lamelar

forma longitudinal al clarificador.

se encuentran las bombas de recircula-

El agua clarificada es colectada me-

ción de lodos, 2 por reactor más 1 en es-

El agua procedente del canal de sali-

diante tuberías perforadas instaladas al

pera, que retornan los lodos a la cámara

da de pretratamiento accede al tren de

final del tanque clarificador. Cada clarifi-

de entrada de cada reactor biológico, así

procesos químicos (TPQ) a través de

cador cuenta con 28 de estas tuberías.

como las bombas de purga de lodos, que

un canal de alimentación. El proceso se

los envía a la etapa de espesamiento.

compone de mezcla-floculación con

Los lodos secundarios sedimentados

adición de coagulante y floculante.

son succionados mediante efecto sifón y

El efluente de los clarificadores se-

dirigidos hacia las canaletas ubicadas en

cundarios es conducido mediante cana-

Los reactivos utilizados son cloruro fé-

la parte superior-longitudinal de cada cla-

les hacia los 8 tanques dobles de con-

rrico como coagulante y polímero como

rificador, para ser posteriormente descar-

tacto de Cloro, uno doble por cada 3

floculante. El cloruro férrico se almacena

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Físico-Químico para los filtros de malla El agua sedimentada se conducirá al tratamiento físico-químico, anterior a los filtros de malla, para prepararla y que la eficiencia de estos sea la estimada. El proceso previsto se compone de mezcla-floculación con adición de coagulante (eventual) y floculante. Para la floculación se han instalado 24 cámaras (4 por línea), colocadas en serie, con paso de agua mediante vertedero o paso sumergido, en las que se añade el polímero. Filtración mediante filtros de malla en dieciséis depósitos de donde toman

Se han adoptado cinco líneas de se-

El agua floculada accede mediante

el reactivo 6 (5 + 1) bombas dosificado-

dimentación que funcionan en época de

vertedero a un canal de reparto a 30 fil-

ras. De igual manera el polímero se pre-

lluvias quedando una fuera de servicio

tros de mallas, o también llamados mi-

para en dos líneas, cada una de ellas

en estiaje. El espesamiento de los lo-

cro tamices de discos. El agua una vez

formada por dos tanques iguales que

dos se produce en el fondo del sedi-

filtrada es enviada a dos cámaras de

permiten la preparación (1), maduración

mentador favorecido por la profundidad

cloración para su desinfección.

(2) y dosificación en continuo. La poste-

total del equipo que alcanza los 7.54 m

rior dosificación se realiza también con 6

de altura de agua y 8.12 m total.

Desinfección mediante cloro gas

(5 + 1) bombas dosificadoras siguiendo

La captación de aceites, grasa y flo-

el mismo criterio que para el coagulante.

tantes de la superficie de los sedimen-

El agua una vez filtrada es desinfec-

Sedimentación Lamelar Espesador

tadores/espesadores lamelares se rea-

tada mediante cloro gas en dos cáma-

El sedimentador espesador compacto

liza mediante unos canales metálicos

ras de contacto con un volumen total de 21.714 m3 y dimensiones de 47,00

está constituido por una cámara de flo-

semicirculares.

culación, posterior a la cámara de mez-

El agua sedimentada se conduce a

x 84,00 x 5,50 m. Cada cámara está

cla, seguida de la zona de sedimenta-

los filtros de malla, previo paso por el

formada por 12 laberintos de 7 m de

ción lamelar. Con objeto de poder

sistema de coagulación y floculación.

ancho unitario.

funcionar con altas velocidades de sedimentación, se ha previsto una recirculación externa de los lodos sedimentados y concentrados, con una concentración máxima de 5%, y media de 3%.

80% DE AUTOCONSUMO ELÉCTRICO GRACIAS A LA LIMPIEZA DE BIOGÁS DE DIMASA GRUPO

El efecto combinado de la recirculación de lodos y el sistema de lamelas permite que estos sistemas puedan funcionar con cargas hidráulicas sobre la superficie de sedimentación del orden de 30 m3/h/m2 según caudales. Dado el tamaño del floculo, en la parte inferior de la zona de sedimentación se sitúa un espesador de rasquetas que concentra los lodos sedimentados a va-

Dimasa Grupo y su filial productiva en México, Dimamex, fueron uno los proveedores más destacados en esta megaconstrucción. El tratamiento del biogás es fundamental para su eficiencia, ya que a través de motores de cogeneración se consigue más de 32.000 kWe, un 80% del consumo eléctrico de la PTAR. La PTAR de Atotonilco cuenta con uno de los sistemas de limpieza de biogás más innovadores y eficientes, el BIOCLEAN-EVO. Este sistema patentado, ganó en el año 2012 dos premios en la Feria Genera de Madrid en las categorías de mejor producto y mejor proyecto de cogeneración. El módulo garantiza la reducción de los componentes perjudiciales (vapor de agua, partículas, H2S y siloxanos). Los equipos que conforman la planta forman un paquete tecnológico de fácil operación, mantenimiento e instalación. Además, suministraron los siguientes elementos en Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV): 1.220 metros de cubierta en sectores, 140 unidades de tapas para rejillas, 36 tanques para el almacenamiento de componentes químicos, más de 2.000 metros de tuberías para desodorización.

lores medios de 5%.

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2.3.7 Tamizado y Espesamiento de lodos

químicos (TPQ), pero con capacidad para tratar un caudal de 500 m3/h, con el 3%

Espesado de lodos de exceso del TPC

de concentración, y 3 mm de luz de paso.

Para el espesado de lodos de exceso

Además cada uno de ellos cuenta

del tren de procesos convencionales

con una reja manual de 5 mm de luz de

(TPC) se han instalado 12 espesadores

paso colocada en el canal de by-pass.

por flotación tipo DAF de 18 m de diáme-

Los lodos espesados en los sedimen-

Los lodos tamizados caen por gravedad

tro. La captura de sólidos en este tipo de

tadores lamelares-espesadores son im-

a los espesadores gravimétricos. Se ha

espesadores por flotación es del 95%.

pulsados a dos tamices filtrantes autolimpiantes de 300 m 3 /h de caudal

instalado un grupo de tamiz automático

unitario, para una concentración máxi-

espesadores, y la alimentación a los

ma de lodos del 5%, y luz de paso de 3

mismos es automatizada y temporizada

mm. La alimentación a los mismos es

de forma automática.

Tamizado de lodos del tren de procesos químicos (TPQ)

más reja manual por cada grupo de 4

La homogeneización de los lodos de diferente procedencia, es decir, biológicos flotados del TPC, primarios espesa-

automatizada y temporizada de forma automática. El bombeo de los lodos se

Depósito de homogeneización

Espesamiento de lodos primarios

dos del TPC y primarios espesados del TPQ, se mezclan en dos depósitos de

realiza mediante (5 + 3) bombas de cavidad progresiva de 100 m3/h de caudal

Los lodos tamizados procedentes del

unitario y 110 mca. El lodo después de

TPC son espesados en 16 espesado-

Cada depósito está dotado de tres

ser tamizado cae por gravedad al depó-

res de gravedad de 23 m de diámetro y

agitadores de fondo para la obtención

sito de homogeneización, que se en-

4,5 m de altura cilíndrica.

de una buena mezcla del lodo y evitar

562,5 m³ de volumen unitario.

la sedimentación del mismo.

cuentra situado debajo de los tamices.

Todos los sobrenadantes y corrientes

Los tamices cuentan con dos rejas

internas como decantados de espesa-

El lodo homogeneizado es impulsado

manuales de 5 mm de luz de paso insta-

dores primarios, DAFs, centrifugas y li-

a los 30 digestores mediante (30 + 4)

ladas en paralelo en cada canal a modo

xiviados en área del Monorrelleno, in-

de by-pass, para situaciones en las que

gresan combinadas al canal de entrada

bombas de cavidad progresiva de 50 m3/h de caudal unitario máximo.

los tamices queden fuera de servicio.

de los clarificadores primarios a través de la red general de drenajes.

Tamizado de lodos primarios del tren de proceso convencional (TPC)

2.3.8 Digestión de lodos

Con el fin de minimizar la producción de olores, cada espesador está dotado de una cubierta de aluminio.

La digestión de lodos se realiza en 30 digestores de 13.000 m3, dispuestos en

Los lodos primarios del tren de proce-

Los lodos concentrados se extraen del

dos grupos totalmente independientes,

sos convencionales (TPC), previa entra-

fondo de cada espesador mediante vál-

un grupo de 16 unidades y el otro de

da a los espesadores de gravedad, son

vula PIC y son impulsados al depósito de

14. Cada grupo está ubicado alrededor

tamizados mediante 4 tamices filtrantes

de un edificio de digestión donde se dis-

automáticos de idénticas características a

homogeneización mediante 8 bombas de tornillo helicoidal de 110 m3/h de caudal

los descritos en el punto anterior para los

unitario a 80 mca, una por cada grupo de

para la digestión (calderas, intercam-

lodos espesados del tren de procesos

cuatro espesadores más una en reserva.

biadores,…).

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pone todo el equipamiento necesario

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Equipamiento de la digestión

Limpieza del biogás

y 100 m3/h de caudal unitario. El lodo digerido se acondiciona pre-

• Equipos de calefacción: La planta

Para la eliminación de ácido sulfhídri-

viamente con polímero líquido prepara-

cuenta con 30 intercambiadores de es-

co se ha previsto la adición de cloruro fé-

do en continuo. Para la preparación y

piral de 894 Kw y 770.000 Kcal/h de ca-

rrico en los digestores. El cloruro férrico

dosificación de reactivos, se han insta-

pacidad unitaria de intercambio, y una

se almacena en dos depósitos de donde

lado cuatro líneas de dosificación. La

superficie de intercambio unitaria de 26 m2. Para alimentar los intercambiado-

toman el reactivo 32 (30+2) bombas do-

dosificación del polielectrolito a las cen-

sificadoras. Para la eliminación de silo-

res se instala un sistema de bombeo de

xanos se ha instalado un sistema de fil-

trífugas se realiza mediante 12 bombas de cavidad progresiva de 16 m3/h de

agua y lodos por digestor.

tros de carbón activo formado por seis

capacidad unitaria máxima.

• Calderas: Para la producción de agua

módulos de limpieza.

caliente la planta cuenta con 4 calderas de 7,400 Kw de potencia unitaria máxima.

2.3.9 Deshidratado de lodos

• Homogeneización del digestor: Para la correcta homogeneización del lodo se

La deshidratación de lodos se realiza

ha instalado un sistema de agitación me-

mediante 12 centrífugas para obtener un

cánica mediante turbina en cada diestro.

28% de sequedad mínimo. La captura

Los digestiones cuentan con un sistema

de sólidos esperada en el deshidratado

de purga de elementos pesados.

de lodos es del 97%. Las centrífugas se

• Producción de biogás: Para el alma-

alimentan con 12 bombas de cavidad

cenamiento del biogás se han instalado 7 gasómetros de 8.500 m3 de volumen

progresiva, dotadas de variador eléctrico

unitario de poliéster con recubrimiento interno y externo de PVC. Almacenamiento de lodos digeridos La planta cuenta con dos depósitos tampón de 25,5 m, con un volumen total de 7.660 m3. Para la agitación de cada depósito se han instalado tres agitadores sumergidos de 11.2 kW de

Para almacenamiento del biosólido deshidratado se cuenta con 3 silos de 90 m3, con dos tolvas cada uno, de 45 m3. Cada tolva dispone de un tornillo de descarga de 50 m3/h de capacidad unitaria. El volumen total de almacenamiento de los tres silos es de 270 m3. 2.3.10 Cogeneración Con el biogás producido en digestión

VÁLVULAS BELGICAST EN ATOTONILCO BELGICAST suministró las válvulas de mariposa, válvulas de retención doble plato así como válvulas de compuerta para la planta de tratamiento de Atotonilco. En los últimos años BELGICAST ha suministrado productos para muchísimas plantas de tratamiento incluidas plantas de desalación. Algunos ejemplos de plantas desaladoras en las que se han instalado productos BELGICAST son: El Galalah SWRO en Egipto, Djerba SWRO en Túnez, SUR SWRO en Omán, Al Yosr 2 en Egipto, Barka SWRO en Omán, y ahora mismo tenemos en fabricación Válvulas de mariposa y retenciones doble plato para la planta de El Alamein en Egipto y retenciones de doble plato para alta y baja presión para la plata Shoaibah 3 expansión II en Arabia Saudi.

potencia unitaria.

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se alimentan 12 (11+1) motores de co-

Monorrelleno de 100 Hectáreas para la

datos. El sistema SCADA genera una

generación de 2.717 kWe de producción

disposición final de los biosólidos gene-

base de datos diarios de alarmas, ma-

unitaria, de forma que la energía produ-

rados en la planta. Antes de enviarse al

niobras, mediciones, resultados prome-

cida por los mismos sea aprovechada en

Monorrelleno los biosólidos son estabili-

dio diarios de los parámetros de calidad

el consumo de la planta. El calor genera-

zados por medio de Digestión Anaeróbi-

de agua por punto de medición, dosifi-

do por los motores se utiliza para el ca-

ca y deshidratados mecánicamente

caciones y niveles, reflejando los resul-

lentamiento de los digestores haciendo

hasta un 72% de humedad.

tados en informes diarios de manera

innecesaria la utilización de las calderas de biogás. 2.3.11 Control de olores Para el control de olores se han cu-

El Monorrelleno consta de una macrocelda para disposición final de biosó-

El sistema de SCADA incluye una red

temporal y un sistema de recolección de

de control del proceso separada de la

lixiviados y escurrimientos pluviales

Red del Área Local (LAN) de la planta. El

dentro de las celdas.

SCADA es capaz y configurable para la operación de las instalaciones en modo

múnmente se presenta generación de

3. SISTEMA DE CONTROL E

olores. El aire encapsulado en estos

INSTRUMENTACIÓN

equipos se purga y el aire extraído es

2.3.12 Monorrelleno Dentro de la planta se ha previsto un

chivos diariamente.

lidos, una celda de almacenamiento

bierto los equipos y sistemas dónde co-

dirigido a los 5 biofiltros instalados.

sistematizada y almacenándolos en ar-

automático, semiautomático y manual. La planta cuenta con una sala de mando central en las áreas clave de

El sistema de control de la planta es

operación y control en el edificio princi-

un control supervisorio y de adquisición

pal. En el cuarto de control de la planta

de datos (SCADA) el cual suministra

se localizaran estaciones de operación

funciones de control, monitoreo, alarma,

desde donde se controla y supervisa en

registro de alarma, reporte y registro de

tiempo real la operación de la planta.

AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO

Avances en economía circular en el tratamiento de aguas residuales: producción de AGV y recuperación de fósforo Myriam Esteban-Gutiérrez1,2, Izaro Lizarralde1,2, Jon Garcia-Aguirre1,2, Beñat Elduayen-Echave1,2, Paloma Grau1,2, Enrique Aymerich1,2 Ceit I www.ceit.es • Universidad de Navarra I www.unav.edu

INTRODUCCIÓN La economía circular hace referencia a un modelo económico basado en la

ductos como uno de los sectores priori-

de la simbiosis industrial en su paquete

tarios de actuaciones, y que pretende

de medidas para promover la implanta-

velar por una reutilización segura del

ción de la economía circular, y se está

agua tratada.

viendo reflejado en los programas de financiación del marco H2020.

reutilización, el reciclaje y una serie de

Se espera que en el contexto de la

prácticas orientadas a retener al máxi-

economía circular se generen nuevas

Asimismo, de acuerdo a los princi-

mo productos de valor y materiales

oportunidades de producción de em-

pios del modelo de economía circular,

dentro del ciclo productivo, desde la

pleo, de conocimiento y/o competitivi-

las estaciones depuradoras de aguas

extracción de materias primas al con-

dad; con un resultado relevante en tér-

residuales (EDAR) se pueden concebir

sumo. La Comisión Europea publicó el

minos de reducción del impacto

como instalaciones con potencial para

Paquete de Economía Circular con pro-

ambiental. Obviamente, estas oportuni-

recuperar recursos. Por un lado, el

puestas legislativas y cifras objetivo

dades requerirán de la creación de

agua depurada está dejando de verse

2030 a finales de 2015. Este paquete

nuevos modelos de negocio competiti-

como un vertido y cada vez está co-

incluye el Plan de Acción de Economía

vos basados en la simbiosis industrial

brando más importancia su reutiliza-

circular que persigue alcanzar entre

intersectorial y dentro del mismo sec-

ción para diferentes fines (riego, acui-

otros el Objetivo de Desarrollo de NU

tor, que permitan valorizar como mate-

cultura, refrigeración, etc.). Por otro

nº12 de Producción y Consumo Soste-

ria prima sub-productos de actividades

lado, en las EDAR existe la posibilidad

nibles, que señala el sector de biopro-

distintas. La EU apunta a la promoción

de recuperar productos minerales y

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AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO

Figura 1. Tabla con cifras de mercado para AGV (izqda.) y previsión de volumen de mercado para el periodo 2015-2024 para sus distintas aplicaciones (drcha.) (https://www.gminsights.com/industry-analysis/carboxylic-acid-market?utm_source=globenewswire.com&utm_medium=referral&utm_campaign=Paid_Globnewswire)

bioproductos, ya sean biofertilizantes o

consideran valiosos para la producción

ferencias de casos a escala piloto, co-

compuestos orgánicos con diferentes

de polímeros biodegradables (polihi-

mo el trabajo de Longo et al. (2015) o

aplicaciones, como los AGV (Ácidos

droxialcanoatos o PHA) o para la in-

de Morgan-Sagastume (2015). Según

Grasos Volátiles). En cuanto a los flu-

dustria química. Del mismo modo, se

datos del mercado de AGV de 2 a 5

jos de materiales renovables, dentro

ha investigado su potencial como fuen-

átomos de carbono (Zacharof & Lovitt,

del modelo económico circular, se hace

te de carbono alternativa para la elimi-

2013), el mayor volumen de mercado

mención expresa a la producción de

nación biológica de nitrógeno y/o fósfo-

le corresponde, al ácido acético, segui-

biogás por digestión anaerobia y a la

ro. Se puede decir que la producción

do del propiónico por una gran diferen-

extracción de bioproductos a partir de

de AGV por fermentación anaerobia,

cia, con 3.500.000 t/año y 180.000

procesos que quedarían enmarcados

se ha investigado principalmente para

t/año, respectivamente. El volumen de

en el ámbito de la Biorefinería. Tenien-

residuos de cocina, lodo urbano prima-

mercado para el ácido butírico se sitúa

do en cuenta que la digestión anaero-

rio, lodo urbano biológico y efluentes lí-

por debajo, en 30.000 t/año (Figura 1).

bia es una tecnología madura y que el

quidos del sector agroalimentario (Lee

Es importante destacar que, un informe

mercado del biogás y su explotación

et al., 2014), y se encuentran pocas re-

reciente ha estimado una tendencia al

están sujetos a legislación cambiante, es probable que en el sector de gestión y tratamiento de aguas residuales y residuos la adaptación a un contexto de economía circular pase por una coexistencia de la digestión anaerobia clásica y la producción de bio-compuestos tipo AGV, tanto aprovechando la infraestructura ya existente como por la construcción de nuevas instalaciones. La fermentación anaerobia de aguas residuales y residuos para la producción de AGV se encuentra principalmente en fase experimental, con posibilidades de explotar estos compuestos como mezcla y por separado. Se

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AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO

partir de aguas residuales y otras corrientes de interés, para avanzar en el desarrollo de procesos y tecnologías que contribuyan a implementar soluciones de economía circular. PRODUCCIÓN DE AGV: FERMENTACIÓN ANAEROBIA Ceit-IK4 tiene un largo recorrido en proyectos de I+D de digestión anaerobia de aguas residuales, lodos y residuos, en los que se han explorado procesos de digestión seca y co-digestión, así como la tecnología de membranas. Teniendo en cuenta el contexto descrito alza del volumen de mercado de los

tropogénicas. Por último, no hay que ol-

anteriormente y sus antecedentes, el

AGV, con un incremento cercano al

vidar que puede suponer un gran proble-

centro está desarrollando la línea de re-

30% en sus aplicaciones entre 2015-

ma en estaciones depuradoras debido a

cuperación de AGV con recursos econó-

2024, como se muestra en la Figura 1.

operaciones y costes asociados a su

micos y materiales desde 2013. La

Por el contrario, el precio de estos

precipitación espontánea e incontrolada.

apuesta comenzó con el proyecto euro-

compuestos aumenta a mayor tamaño

Entre las formas posibles que se han ex-

peo OPTIVFA que perseguía desarrollar

de la molécula, de tal forma que el va-

plorado, existen experiencias para su re-

un sistema de medida online para moni-

lor de la tonelada de acético es 3-5 ve-

cuperación como estruvita, con capaci-

torizar AGV (2-5 C) y diseñar estrategias

ces menor que otros AGV. En definiti-

dad fertilizante, que indican que la

de control avanzado para optimizar la

va, todo parece apuntar a una

recuperación de fósforo por precipitación

producción de biogás. Actualmente,

progresiva implantación de la fermen-

de estruvita es técnica y económicamen-

Ceit-IK4 se encuentra dando pasos ha-

tación de aguas residuales y/o resi-

te viable (Shu et al., 2006). Se estima

cia el escalado del proceso para llegar a

duos orgánicos para la producción de

que alrededor del 25% del fósforo pre-

una producción controlada de AGV, que

biocompuestos entre los que los AGV,

sente en las aguas residuales urbanas

es el primer objetivo que se ha estable-

presentan un atractivo considerable. La

es recuperado o reutilizado en la Unión

cido para la línea de investigación. Para

síntesis de AGV mediante fermenta-

Europea (Cordell et al., 2011). En el ám-

poder alcanzar este objetivo, se han re-

ción frente a la producción tradicional a

bito de las aguas residuales urbanas, la

alizado hasta las fases experimentales

partir de derivados del petróleo supon-

recuperación de fósforo en forma de es-

descritas a continuación.

dría además reducir la dependencia de

truvita se ha empleado principalmente

materias primas no renovables.

en dos aplicaciones: en sistemas de tra-

Fase experimental 1: Ensayos

En cuanto a productos minerales a re-

tamiento descentralizados y en EDAR

a escala de laboratorio

cuperar en las EDAR, el fósforo se en-

centralizadas de gran tamaño (más de 2

cuentra entre los de mayor interés. Este

millones de habitantes equivalentes) (Li-

Por un lado, está fase consistió en

elemento se considera un recurso no re-

zarralde et al., 2014). Por tanto, la recu-

detectar corrientes residuales cuya dis-

novable y pertenece al grupo de elemen-

peración del fósforo contenido en el

ponibilidad y naturaleza permitirían re-

tos críticos para la UE debido al riesgo

agua residual no solo contribuye a paliar

cuperar AGV por procesos de fermen-

asociado a su abastecimiento y a su in-

problemas ambientales, sino que permi-

tación anaerobia. Por otro lado, se

terés en nuestra economía. Asimismo,

te generar productos con capacidad fer-

perseguía valorar el efecto de dos va-

hay que destacar su capacidad de alte-

tilizante, cuyo uso favorece una gestión

riables críticas del proceso; temperatu-

rar el medio ambiente, ya que su exceso

más sostenible de este elemento.

ra y pH, sobre el rendimiento de la fer-

puede conducir a procesos de eutrofiza-

El centro tecnológico Ceit-IK4 está

mentación. Para ello, se realizaron

ción en medios acuáticos receptores de

apostando por líneas de investigación

ensayos batch de potencial acidogéni-

aguas residuales tratadas o por llegada

orientadas a la recuperación de pro-

co de 10 días en reactores de 0,5 L que

de fósforo originario de otras fuentes an-

ductos como los AGV y la estruvita a

se incubaron con inóculo anaerobio

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AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO

procedente de un digestor de lodos re-

puede observar que el AGV principal en

de manera selectiva cierto tipo de AGV

al las siguientes corrientes residuales:

la mayoría de los casos fue el acético y

manipulando las variables de T y pH.

que el propiónico fue el 2º ácido con

En cuanto al rendimiento del proce-

• Residuos orgánicos: lodo de EDAR

mayor concentración. En función de la

so, expresado como la cantidad total

(LE), harinas cárnicas (HC) y FORSU

corriente analizada y de la T y el pH, se

de AGV en base a la materia orgánica

(Fracción Orgánica de los residuos só-

acumularon cantidades considerables

alimentada inicialmente en forma de

lidos urbanos)

sustrato, en la Figura 3 se observan di-

tores papelero (ARP), vitivinícola

de propiónico. Así, su concentración llegó a 2.271 mg O2 L-1 en la fermentación de las ARB procedentes de la sín-

(ARV), biodiesel (ARB) y cárnico (ARC)

tesis de biodiesel a 35ºC y pH 5,5, una

dio lugar a 127-273 mg AGV/g DQO. El

cantidad que suponía más del 70% del

rendimiento más elevado fue para el lo-

Las condiciones experimentales fue-

total de AGV. Del mismo modo, es des-

do (LE) a pH 10 y 55ºC (677 mg AGV/g

ron 35ºC y 55ºC de temperatura y pH

tacable la elevada concentración de

DQO), seguido de la FORSU a 35ºC

ácido (5,5) y alcalino (10,0), y se hizo

ácido butírico a pH ácido y temperatura

(611 mg AGV/g DQO). De acuerdo a

un seguimiento diario de la producción

los resultados, el aumento de tempera-

matografía (Agilent GC-6890, columna

termófila para los test de ARV y FORSU, con 2.643 mg O2 L-1 y 3.437 mg O2 L-1, respectivamente. En el caso de

capilar Ref. 122-3232E). La Figura 2

la FORSU, este ácido suponía cerca

alcalino permitiría mejorar el rendi-

muestra la distribución final de estos

del 70% de la mezcla de fermentación.

miento para los residuos más sólidos

compuestos en todos los ensayos. Se

Esto apunta a la posibilidad de producir

(FORSU y HC). Estos resultados se

• Aguas residuales industriales de sec-

de los AGV de 2 a 5 carbonos por cro-

ferencias significativas. La fermentación de las corrientes de agua residual

tura fue, en términos generales, favorable para la producción de AGV y el pH

AVANCES EN ECONOMÍA CIRCULAR EN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES: PRODUCCIÓN DE AGV Y RECUPERACIÓN DE FÓSFORO

Figura 2. Distribución final de los AGV en los test batch a escala de laboratorio obtenidos en la fase experimental 1

han descrito y discutido en detalle recientemente en GarciaAguirre et al. (2017a). Se puede decir que, la fermentación de diferentes corrientes orgánicas en condiciones anaerobias, en términos generales, parece verse favorecida en temperatura termófila y pH básico. Fase experimental 2: Ensayos en planta piloto El objetivo de esta fase era conocer el rendimiento del proceso en respuesta al escalado

Figura 3. Rendimiento de producción de AGV en los test batch a escala de laboratorio de la fase experimental 1 (*unidad concentración de AGV: equivalentes de DQO o Demanda Química de Oxígeno).

para las corrientes y las condiciones de T y pH seleccionadas en base a los resultados de la fase an-

temperatura de ensayo fue termofílica

do inicialmente. Los resultados de es-

terior. Para ello, se utilizó un reactor de

(55ºC) y, excepcionalmente, el test

tos test a escala piloto se presentaron

mezcla completa de 50 L de volumen

mono-fermentación de HC (test 3) se

en la conferencia de la IWA Sludge-

útil (Figura 4), que se alimentó en mo-

realizó a 35ºC, basándose en los re-

tech 2017 (Garcia-Aguirre et al.,

do batch. Se trabajó con tres de las co-

sultados de la fase 1. La mono-fer-

2017b) y se resumen a continuación.

rrientes evaluadas anteriormente: LE,

mentación de HC y ARV se llevó a ca-

La Figura 5 muestra la distribución fi-

ARV y HC (test 1, 2 y 3). Dada la im-

bo a pH 5,5 (test 2 y 3), y en el resto de

nal (10º día) de los AGV de 2 a 5 carbo-

portancia del lodo de EDAR en el con-

ensayos se trabajó a pH básico de 9.

nos para los test en planta piloto. Re-

texto de la gestión y el tratamiento de

Se utilizó como fuente de inóculo lodo

sulta de interés destacar que la

residuos, se tomó este como principal

digerido de la EDAR de San Sebas-

distribución final de los distintos AGV

sustrato y se valoró su co-fermenta-

tián, el mismo que el utilizado en la fa-

se reprodujo con bastante similitud tras

ción con las dos corrientes (test 4 y 5),

se anterior. Se realizó un seguimiento

el escalado (test 1, 2 y 3), a pesar de

que representan dos sectores agroin-

diario de los AGV y un ajuste manual

haber cambiado notablemente la con-

dustriales relevantes en España. La

de pH para mantenerlo en el valor fija-

centración de residuo y la proporción

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de inóculo. Por tanto, esto parece indi-

mentación a escala de laboratorio y en

cativo de que la influencia de pH y T es

plantas piloto.

tal que, manteniendo su valor, se podría llegar, por ejemplo, a producir una

Modelado matemático de

cantidad importante de acético y butíri-

planta global

co a partir de las ARV. En el test 2, se acumula una cantidad importante de

El modelado matemático y simula-

valérico junto con el ácido acético, por

ción de las EDAR se lleva realizando

lo que podría ser un compuesto a recu-

con éxito en Ceit-IK4 durante más de

perar a partir de esta corriente residual.

una década gracias a las librerías de

Del mismo modo, se puede observar

modelos Plant Wide Model (PWM). El

que la concentración final para los AGV

empleo de estos modelos permite al

es mucho mayor que en la fase de la-

usuario una exploración rigurosa de

boratorio, lo que resultaría ventajoso

RECUPERACIÓN DE FÓSFORO:

las opciones de diseño, operación y

para posteriores etapas (“downstre-

PRECIPITACIÓN DE ESTRUVITA

optimización de la EDAR, mediante el

am”) de concentración y/o de separa-

análisis de las corrientes y unidades

ción de los ácidos. En cuanto a la co-

En el ámbito de la recuperación de

de proceso que la conforman. Este

fermentación de lodo con las dos

fósforo en forma de estruvita Ceit-IK4

análisis incluye las reacciones biológi-

corrientes agroindustriales, para el mis-

tiene experiencia en el estudio de pro-

cas, químicas y físico-químicas, y per-

mo volumen de residuo (o kg totales),

cesos físico-químicos y de precipita-

mite elegir la mejor configuración de

la co-fermentación conduce a mayor

ción. El estudio de esta tecnología se

planta y modo de operación desde los

cantidad de AGV (test 4 y 5), por lo que

está abordando desde tres puntos de

puntos de vista técnicos, económicos

parece darse algún tipo de efecto si-

vista: (1) modelado de la planta global

y medioambientales. En concreto para

nérgico. El ensayo con resultados más

para analizar la implementación de la

la recuperación de fósforo, se han re-

prometedores para recuperar AGV se-

tecnología en una EDAR desde el

alizado estudios por simulación en

ría el LE + HC (test 5), ya que la canti-

punto de vista económico y técnico,

plantas reales que han demostrado

dad de AGV distintos al acético es im-

(2) modelado matemático en detalle

las ventajas económicas y técnicas de

portante en comparación con el resto

de la tecnología empleando Modelos

incluir un reactor para la recuperación

de ensayos en planta piloto, del orden

de Balance Poblacional (PBM) y he-

de fósforo en forma de estruvita frente

de 2 veces mayor al ensayo mono-fer-

rramientas de Dinámica de Fluidos

otras configuraciones de planta más

mentación con lodo (test 1).

Computacional (CFD) y (3) experi-

tradicionales.

Figura 4. Imagen del equipo de fermentación piloto de 50 L (volumen útil) utilizado para realizar la fase experimental 2

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Figura 5. Distribución final de los AGV en los ensayos realizados en planta piloto en la fase experimental 2

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para ver cómo afecta la agitación al proceso de precipitación. Por todo ello, es una herramienta fundamental en el diseño de reactores de recuperación de estruvita. La combinación de PBM y CFD es la manera más detallada de simular el proceso de precipitación. La información que se puede obtener de ambas herramientas es fundamental para el correcto diseño del reactor, sin embargo, puede demandar demasiado tiempo de simulación si lo que se quiere es optimizar el proceso. Por ello, el siguiente paso que se quiere dar en CeitIK4 es incluir el PBM en modelos zonaFigura 6: Distribución de partículas en función del tiempo de operación

les creados a partir de la información obtenida en CFD, lo cual permitirá un análisis riguroso a la vez que eficiente. Experimentación a escala de laboratorio y en plantas piloto Los modelos matemáticos y los resultados de sus simulaciones, pese a su utilidad para la exploración de escenarios y su posterior análisis, no estarían completos sin unos resultados ex-

Figura 7: Distribución de las partículas en el reactor

perimentales que los avalaran. Por ello en Ceit-IK4 se ha optado por realizar campañas experimentales de precipita-

Modelado matemático en

trabajando con herramientas de simu-

ción que permitan conocer de manera

detalle de la tecnología con

lación de PBM y CFD.

detallada el proceso de precipitación

herramientas CFD

El PBM es una estructura matemática que permite incluir los diferentes

de la estruvita tanto a escala laboratorio como de planta piloto.

Los modelos PWM son necesarios

mecanismos a través de los cuales el

En escala laboratorio, principalmente

para averiguar el impacto global en la

fósforo precipita en forma de estruvita:

se ha analizado las condiciones experi-

planta derivado de añadir un reactor

nucleación, crecimiento, agregación y

mentales en las que se podría optimizar

de recuperación de fósforo. Sin em-

ruptura. La inclusión de los mecanis-

la precipitación de estruvita, atendiendo

bargo, la complejidad del proceso de

mos permite analizar las condiciones

al pH, la temperatura y la composición.

precipitación, unido a la necesidad de

experimentales más favorables para

Además, se han utilizado los experi-

obtener un producto homogéneo para

cada uno de ellos para así obtener un

mentos para calibrar el modelo de PBM.

su comercialización y la necesidad de

tamaño determinado de cristal (Figura

Los experimentos en planta piloto

conocer la distribución de tamaños de

6). El CFD se utiliza para analizar la hi-

han servido para confirmar que las con-

los cristales por determinar esta su

drodinámica en el proceso de precipita-

diciones experimentales de la escala pi-

rendimiento como fertilizante, empu-

ción. En concreto, esta herramienta

loto resultan en una alta recuperación

jan a la utilización de herramientas de

permite observar la mezcla de las dis-

de fosforo también en una planta de

modelado que permitan describir el

tintas corrientes en el reactor o la distri-

mayor tamaño. Además, se pretenden

proceso de una manera más detalla-

bución de las partículas dentro del mis-

utilizar los resultados para la validación

da. En concreto en Ceit-IK4 se está

mo (Figura 7). También puede usarse

de los modelos zonales a construir.

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REFERENCIAS

CONCLUSIONES Y PASOS FUTUROS

Lee, W. S., Chua, A.S.M., Yeoh, H.K., Ngoh,

Los resultados experimentales de

G.C. 2014. A review of the production and ap-

fermentación revelan la posibilidad de

plications of waste-derived volatile fatty acids.

direccionar la producción de AGV, cuya

Chemical Engineering Journal 235, 83-99.

distribución se ha reproducido en una

Longo, S., Katsou, E., Malamis, S., Frison,

primera fase de escalado en planta pi-

N., Renzi, D., Fatone, F. 2015. Recovery of

loto bajo condiciones de T y pH contro-

volatile fatty acids from fermentation of se-

ladas. Asimismo, se han obtenido re-

wage sludge in municipal wastewater treat-

sultados prometedores en ensayos de

ment plants. Bioresource Technology 175,

co-fermentación, apuntando a posibles

436-444.

sinergias entre corrientes de diferente

Morgan-Sagastume, F., Hjort, M., Cirne, D.,

origen. Por tanto, la alternativa de co-

et al. 2015. Integrated production of polyhy-

tratamiento se podría plantear como un

droxyalkanoates (PHAs) with municipal waste-

escenario atractivo para la implementa-

water and sludge treatment at pilot scale. Bio-

ción de la recuperación de AGV en un

resource Technology 181, 78-89.

contexto de simbiosis industrial y eco-

Zacharof, M.P., Lovitt, R.W. 2013. Complex

nomía circular. En cuanto a la recupe-

Effluent Streams as a Potential Source of Vola-

ración de compuestos, Ceit desarrolla-

tile Fatty Acids. Waste and Biomass Valoriza-

rá un prototipo piloto basado en la

tion 4, 557-581.

planta que se ha mencionado en este trabajo para acometer la producción de

Shu, L., Schneider, P., Jegatheesan, V., JohPlanta piloto de 100 L de recuperación de fósforo

son, J. 2006. An economic evaluation of

AGV en modo continuo, que contará

phosphorous recovery as struvite from diges-

con un sistema de alimentación y de

ter supernatant. Bioresource Technology 97

monitorización y control de pH automá-

de la estruvita precipitada. A futuro, se

ticos. El reactor se utilizará, en una pri-

plantea adaptar esta metodología para

Cordell, D., Resemarin, A., Schöder, J.J.,

mera fase, para la fermentación de lo-

abordar el estudio de la recuperación

Smit, A.L. 2011. Towards global phosphorus

do de EDAR a diferentes valores de pH

de otros compuestos mediante precipi-

security: A systems framework for phosphorus

y tiempo de retención y, se va a explo-

tación en forma mineral.

recovery and reuse options. Chemosphere 85,

rar una técnica de concentración de AGV posterior a la fermentación. En un

(17), 2211-2216.

747-758.

Agradecimientos

Lizarralde, I., Fernández-Arévalo, T., Maiza,

futuro, Ceit se plantea la posibilidad de

M., Grau, P. and Ayesa, E. 2014. Plant-Wide

perseguir más productos de fermenta-

Parte de la investigación ha sido posi-

Model Simulations for Studying Phosphorous

ción para consolidar la línea de recupe-

ble gracias a la financiación recibida por

Recovery and Energy Costs in WWTPs. 2nd

ración de bio-compuestos.

el Ministerio de Educación y cultura a

IWA Specialized Conference “Ecotechnologies

través

for sewage treatment plants-EcoSTP2014”.

En el ámbito de la recuperación de la

del

proyecto

MODYREC

estruvita se ha visto que la combina-

(CTM2015-70794-R). Los autores agra-

Garcia-Aguirre, J., Aymerich, E., González-

ción de los distintos tipos de modelo y

decen la labor de Gorka Sánchez-Larra-

Mtnez. de Goñi, J., Esteban-Gutiérrez, M.

la experimentación son útiles para ana-

ona y Alejandro Rivas en el modelado de

2017a. Selective VFA production potential from

lizar la recuperación de fósforo en for-

CFD aplicado a la precipitación de estru-

organic waste streams: Assessing temperature

ma de estruvita desde distintos puntos

vita. Los autores agradecen asimismo la

and pH influence. Bioresource Technology 244,

de vista: (1) la viabilidad técnico-eco-

colaboración del personal de la EDAR

1081-1088.

nómica de recuperar fósforo en una

de San Sebastián por facilitar las mues-

Garcia-Aguirre, J., Aymerich, E., González-

EDAR y (2) determinar el diseño y ope-

tras de lodo, en especial a Juan José

Mtnez. de Goñi, J., Esteban-Gutiérrez, M.

ración óptimas de la tecnología. Actual-

Osa Olaizola. Agradecemos la ayuda de

2017b. From sewage sludge to VFA: scaling-up

mente, Ceit-IK4 está inmerso en la ex-

las empresas suministradoras del resto

the process and comparison with other organic

ploración del efecto de las condiciones

de muestras de corrientes residuales

waste streams. The IWA Specialist Conference

de operación de una planta piloto sobre

que se han utilizado en los ensayos ex-

on Sludge Management: Sludgetech 2017,

la distribución de tamaños de partícula

perimentales para producción de AGV.

London (UK), 13th- 17th June.

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

Valorización de lodos de depuradora mediante la tecnología de spouted bed en un reactor cónico M.J. San José, S. Alvarez, R. López Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ciencia y Tecnología Universidad del País Vasco UPV/EHU I www.ehu.eus

INTRODUCCIÓN

En concreto en el sector papelero, en

lodo proviene de dos fuentes: lodo pri-

todas las operaciones del procesado de

mario, aproximadamente 70%, com-

Generación de lodos de

fabricación del papel se generan aguas

puesto tanto por materia orgánica como

depuradora

residuales denominadas aguas blan-

inorgánica, principalmente fibras (prin-

cas, que son tratadas, antes de su verti-

cipalmente celulosa), finos y substan-

Las plantas de tratamiento de aguas

do o de su incorporación al proceso en

cias de relleno y; lodo secundario, alre-

residuales industriales generan gran

la depuradora de la industria papelera,

dedor del 30%, generado en el segundo

cantidad de lodos residuales, con con-

donde se obtiene un lodo residual, que

clarificador, constituido básicamente

tenido de humedad superior al 50%

representa la principal fuente de resi-

por materia orgánica y más difíciles de

(base húmeda), después de la deshi-

duos por el volumen generado, alrede-

manejar debido a su contenido micro-

dratación [1-2], que encarece el trans-

dor de 50 kg de lodo seco por cada to-

biano, por lo que generalmente se mez-

porte y dificulta la posterior valorización.

nelada de papel producido [3]. Este

clan [4-5]. El principal destino de este

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

residuo ha sido el depósito en vertedero

cional (burbujeante) presenta serias li-

y la aplicación en agricultura. Sin em-

mitaciones [21]. Las principales diferen-

bargo, debido a la legislación actual, se

cias del spouted bed con el lecho fluidi-

requieren otras alternativas de valoriza-

zado residen en la dinámica del sólido

ción de estos residuos [6-8]. Estas al-

que presenta un movimiento cíclico en

ternativas incluyen compostaje [9-10],

surtidor, Figura 1, en lugar de al azar, y

sustituto parcial de materias primas en

del gas que asciende preferentemente

el sector cerámico y en la industria de

por un canal central llamado spout y sin

cemento ladrillos y de la construcción

generación de burbujas. La utilización

[11-12]; digestión anaerobia para obten-

de contactores spouted beds conven-

ción de biogás y humus (que puede ser

cionales ha tenido un gran avance du-

utilizado como enmienda para suelos)

rante muchos años, llevándose a cabo

[13-14]; valorización energética con re-

el estudio de los aspectos fundamenta-

cuperación de energía como combusti-

les sobre la fluidodinámica y el diseño,

ble derivado de residuos alternativo a

que han sido recopilado mayoritaria-

los combustibles fósiles, por combus-

mente por Mathur y Epstein [22].

tión [15], pirólisis [16-17], gasificación,

Las características que originalmen-

[16, 18], además de otras tecnologías

te han motivado la utilización de los

en desarrollo, como reformado con va-

contactores spouted beds estaban ba-

por [19], oxidación húmeda [20] o la oxi-

sadas en la necesidad de realizar un

dación con agua supercrítica [5]

tratamiento con gas de partículas gran-

El tratamiento térmico constituye una

des e irregulares con un económico di-

opción apropiada de valorización de

seño, sin utilización de placa distribui-

los lodos de depuradora. Además, el

dora y con reducida pérdida de carga,

secado permite reducir el contenido de

con un fácil escalado, versatilidad para

humedad por lo que se reduce el peso

diferentes sólidos y mezclas de sólidos

de estos residuos y además el secado

de diferente tamaño y/o densidad en

previo a la combustión permite aumen-

un amplio intervalo de caudales de flui-

tar el rendimiento del proceso.

do y similar facilidad para la alimenta-

Figura 1. Diagrama del reactor spouted bed cónico

El secado con aire caliente en lecho

ción continua de sólidos que el lecho

fluidizado se ha utilizado desde 1948 y

fluidizado. Otras ventajas derivadas de

actualmente se utiliza para secar mine-

la circulación del sólido, describiendo

rales molidos, arena, polímeros, fertili-

trayectorias cíclicas, con contacto con

zantes, fármacos, materiales cristalinos

el fluido ascendente en contracorriente,

y muchos otros más. A pesar de las cla-

conlleva a una mejor transmisión de

cionales, lechos fluidizados rápidos y

ras ventajas de la fluidización, presenta

calor y de materia entre gas-sólido.

lechos fluidizados tubulentos. Además,

problemas en la aplicación de secado de materiales que tienden a aglomerar-

esta tecnología presenta menor pérdida Spouted bed cónico

se o que simplemente no fluidizan. Tecnología de Spouted Bed

de carga de operación que los lechos fluidizados. La aplicación de la tecnolo-

La tecnología de contacto Spouted

gía de Spouted Bed en contactores có-

Bed en contactores cónicos es adecua-

nicos para el secado de lodos de depu-

da para aplicaciones con estos lodos de

radora, de alto contenido de humedad,

La tecnología de Spouted Bed es una

depuradora que presenta sólidos adhe-

permite mejorar la valorización térmica

tecnología de contacto gas-sólido pro-

rentes, de textura irregular y con amplia

por combustión.

puesta originalmente en 1955 por Mat-

distribución de tamaños de partícula

El spouted bed cónico se ha utilizado

hur y Gishler [21] para el secado de se-

[23-25], debido al vigoroso movimiento

satisfactoriamente en el tratamiento de

millas y granos y en general para el

cíclico de las partículas en contactores

residuos por secado [23-25]; y por tra-

manejo de partículas del grupo D de la

de geometría cónica con mayor contac-

tamiento térmico de serrín y residuos

clasificación hidrodinámica de Geldart,

to fluido-partícula que en los lechos de

agroforestales [26], de residuos de po-

para las que el lecho fluidizado conven-

transporte, lechos fluidizados conven-

da de viñedos [27], de árboles frutales

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

[28], de lodo residual [29], con altas eficacias de combustión. En los contactores spouted beds cónicos se puede trabajar en diferentes regímenes, Figura 2: (a) lecho estancado, fijo de partículas de sólido, (b) régimen de spouted bed, que corresponde a un lecho en movimiento cíclico en surtidor, (c) régimen de transición, (d) régimen de jet spouted bed (spouted bed diluido). En la Figura 3 se muestra una evolu-

Figura 2. Definición y esquema del movimiento de las partículas en un contactor cónico: (a) lecho fijo, (b) régimen de spouted bed, (c) régimen de transición y (d) jet spouted bed (spouted bed diluido)

ción de la pérdida de carga del lecho con la velocidad de entrada del gas en el contactor. Partiendo del lecho fijo, al aumentar la velocidad del gas, la pérdida de carga aumenta bruscamente hasta un valor máximo, y a mayor velocidad del gas la pérdida de carga disminuye y se alcanza la velocidad mínima de spouting, ums, correspondiente al inicio del régimen de spouted bed. Este régimen se determina cuando la desviación estándar de las fluctuaciones de la presión es menor de 10 Pa [30]. Aumentando la velocidad por encima de este valor, las zonas de spout y zona anular comienzan a confundirse progresivamente dando lugar a un régimen de transición, Figura 3c. Y a velocidades superiores se obtiene un nuevo régimen, denominado régimen de jet spouted bed (spouted bed diluido),

Figura 3. Evolución de la pérdida de carga del lecho con la velocidad del aire en un reactor spouted bed cónico

Figura 3d que se caracteriza por presentar una porosidad del lecho supe-

spout-zona anular; -zona de la fuente,

rior a 0.75

en la parte superior, en la que las partí-

En un spouted bed cónico, en el le-

culas que acceden con una trayectoria

cho de partículas en régimen de spou-

vertical descienden incorporándose a

ted bed se pueden distinguir tres zo-

la zona anular. En la fuente pueden

nas en las que el contacto gas-sólido

distinguirse dos regiones un núcleo o

tiene características diferenciadas, Fi-

región central, por donde asciende el

gura 4: -zona del spout, o zona central,

sólido y una periferia en la que las par-

de baja densidad de partículas y ele-

tículas del sólido caen a la zona anular

vada porosidad; -zona anular, que ro-

del lecho.

dea a la zona del spout, en donde el flujo del sólido es descendente en con-

EXPERIMENTAL

tracorriente con el fluido ascendente, con porosidad cercana a la del lecho

En este trabajo se ha utilizado una

móvil, con incorporación del sólido lon-

instalación, diseñada al efecto, a esca-

gitudinalmente en la interfase zona de

la de planta piloto, Figura 5, descrita en

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Figura 4. Delimitación de las zonas del lecho en el régimen de spouted bed

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trabajos previos [27-29], para llevar a cabo el estudio fluidodinámico y de estabilidad de lodos de depuradora y los tratamientos de estos residuos, utilizando spouted beds cónicos. La planta piloto dispone de una soplante que proporciona un caudal máximo de 300 m3/h a una presión de 15 kPa, un sistema de precalentamiento de aire, y ciclones de alta eficacia, en diferentes condiciones experimentales. El caudal del fluido se ha medido mediante dos rotámetros y un medidor de flujo másico 0-300 y 0-100 m3 h-1, ins-

Figura 5. Esquema e imagen del equipo experimental de planta piloto

talados a la entrada de la conducción y controlados por ordenador con una precisión de ± 0.5%. Los reactores có-

La estabilidad se ha llevado a cabo

tada a una bomba de aspiración. Esta

nicos spouted bed empleados, Figura

cargando diferentes masas del lecho

sonda consiste en un tubo vertical de

1, están fabricado en acero inoxidable

en el contactor y midiendo el caudal de

14 mm de diámetro interno acoplado a

AISI-310S y están revestidos de fibra

aire mínimo de spouting para cada una

una grúa, cuyas posiciones radiales y

vidrio y dispuestos dentro de una car-

de ellas a temperaturas entre 25ºC y

longitudinales de muestreo se fijan por

casa cilíndrica de acero inoxidable AI-

550ºC. Los resultados se grafican en

ordenador, Figura 7. El contenido de

SI-316. Los factores geométricos de

mapas que representan la temperatura

humedad del sólido se determinado

los reactores cónicos son: ángulo del

del gas frente al caudal de aire mínimo

por higrometría mediante el higrómetro

reactor, γ, 36 º; diámetro de la sección

de spouting para cada masa del lecho.

Mettler Toledo HB43-S Halogen. La

cilíndrica, Dc, 0.23 m, diámetro de la

En las gráficas se representan las zo-

muestra de sólido es suficientemente

base del reactor, Di, 0.03 m y diámetro

nas de operación como amplitud de

pequeña y su extracción no afecta a la

de la entrada del gas, Do, 0.03 m.

caudal en la que se puede trabajar con

masa total del lecho. La temperatura

los lechos de lodos a diferentes tempe-

del aire y el contenido de humedad a la

raturas en régimen de spouted bed.

entrada y a la salida del lecho se miden

Los residuos estudiados, Figura 6, han sido lodos de depuradora de tratamiento de aguas residuales industriales

El proceso de secado de lodos de

con el detector de conductividad térmi-

(Código LER 19 08 05) [31]. El lodo tie-

depuradora se ha llevado a cabo en la

co Alhborn MT8636-HR6 (precisión ±

ne una humedad entre 50 y 62% (base

instalación de planta piloto en disconti-

2RH). Asimismo, la temperatura del ai-

húmeda) medida con higrómetro Met-

nuo. Durante el secado se han recogi-

re a la entrada del reactor se mide me-

tler Toledo HB43-S Halogen (precisión

do muestras de sólido con el tiempo de

diante termopares tipo K (máximo error

± 0.01 %), diámetro de partícula entre 1 y 4 mm, densidad 1252 kg/m3, y un po-

operación mediante una sonda conec-

relativo medio ± 0.75% o ± 2.2° C).

der calorífico inferior de 4500 kJ/kg, medido PCI con bomba calorimétrica PARR 1341. En la Figura 6a, se muestra el lodo húmedo tal y como se recibe. Como se observa, este material presenta un aspecto granular, adherente y es untuoso al tacto. En la Figura 6b, se muestra el lodo a la humedad de equilibrio, este material es granular y con consistencia pedregosa. El contenido de humedad de equilibrio, es el contenido mínimo de humedad higroscópica a la temperatura de operación.

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

La combustión de lodos de depuradora se ha realizado en discontinuo, precalentando el combustor a temperaturas comprendidas entre 400 y 650 ºC calentando el aire mediante una resistencia eléctrica. Una vez alcanzada la temperatura deseada se alimenta el le-

Figura 6a. Lodo de depuradora húmedo

cho de lodos. Los rendimientos de com-

Figura 6b. Lodo de depuradora seco

bustión se calculan a partir de la concentración de los gases (CO2, CO (% volumen), y HC (ppmv)) medidos con el

sitivo cilíndrico de desplazamiento de

dad de lechos de lodos de depuradora

agua. Para la producción de biogás se

en un reactor spouted bed cónico para

analizador de gases TESTO 350 duran-

han preparado muestras con distintos

su aplicabilidad a la valorización de es-

te el proceso de combustión. El error re-

porcentajes de sustrato lodo/inóculo

tos lodos, se ha llevado a cabo un estu-

lativo de la medida de concentración de

bacteriano. Los inóculos han consistido

dio experimental fluidodinámico en el

los gases es ± 2 ppmv para CO, ± 0.3%

en bacterias utilizadas en el tratamiento

rango de temperaturas desde tempera-

vol para CO2, y ± 10 ppmv para hidrocarburos y para la medida de la tempe-

biológico de lodos de EDAR. Las mues-

tura ambiente (25 ºC) hasta 650 ºC.

tras preparadas se han cargado en el

Las zonas de operación estable con

ratura ± 0.4 ºC (-100-200 ºC) y ± 1 ºC en

biorreactor y se ha operado a temperatu-

estos contactores spouted beds cóni-

otros rangos de temperatura. Cada pro-

ras dentro de un rango entre condiciones

cos se han representado en un gráfico

ceso de combustion se ha repetido tres

mesofílicas y termofílicas (entre 35ºC y

veces y se han calculado los valores

55°C) entre 3 y 6 semanas y se ha traba-

que representa el módulo de velocidad u*= u [ρ2 /Δρ g μ]1/3 frente a un módu-

medios de desviación estandar.

jado sin ningún tratamiento previo al pro-

Se ha evaluado la biodegradabilidad

ceso. En el tratamiento anaerobio se ha

de los lodos de depuradora en disconti-

impulsado un fluido inerte desde la base

nuo. El equipo experimental utilizado en

de los contactores previa aclimatación a

los ensayos, Figura 8, consiste en series

la temperatura del proceso (35-55 ºC),

lo representativo del tamaño de partícula y densidad dp*= Ar1/3, Figura 9, donde Ar es el número de Arquímedes, Ar= g dp3 ρ (ρs-ρ)/μ2. En esta Figura velocidad del gas está referida al diá-

de seis reactores spouted beds cónicos

obteniéndose un buen contacto lodo-inó-

metro correspondiente a la altura del

de escala de laboratorio, con cierre sella-

culo.

lecho estancado. La velocidad termi-

do para evitar fugas y válvulas de cierre, que se encuentran sumergidos en un

nal, ut, se ha dibujado con línea a traRESULTADOS

zos y los valores de velocidad mínima

baño termostático de aceite y apoyado sobre un agitador. El biogás obtenido se

de fluidización, umf, con línea punteaMapas de estabilidad

da. Los rangos correspondientes a la

recoge en bolsas Tedlar. El volumen de biogás se ha medido mediante un dispo-

clasificación de Geldart se expresan en Con objeto de determinar la estabili-

Figura 7. Dispositivo de muestreo de sólidos

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el eje de abcisas. Los valores experi-

Figura 8. Esquema del equipo experimental para el tratamiento anaerobio

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tervalos de caudal de gas correspon-

cortos tiempos de secado. Además, al

diente a lecho fijo y al régimen de spou-

aumentar la temperatura del aire, se

ted bed,. Junto a esta gráfica se pre-

reduce el tiempo de secado necesario

senta un esquema del movimiento de

para alcanzar tanto un 15% de hume-

las partículas en el lecho fijo y en el ré-

dad, sequedad requerida para la valori-

gimen de spouted bed. Se observa que

zación en la industria de la construc-

la velocidad mínima de fluido para al-

ción, como la humedad de equilibrio.

canzar el régimen de spouted bed au-

Este efecto es más pronunciado al au-

menta con la temperatura del gas, y

mentar la temperatura de 25 a 80 y a

con la masa del lecho.

partir de 100 ºC este efecto se atenúa.

Secado

Tratamiento térmico por combustión

La evolución del secado de los lodos se ha llevado a cabo a partir de las me-

Con objeto de valorizar térmicamen-

didas de la humedad de las muestras

te los lodos de depuradora se han lle-

de lecho recogidas con el tiempo de

vado a cabo ensayos de combustión

mentales para lechos de lodos de de-

secado. En la Figura 11 se muestran

en discontinuo a temperaturas com-

puradora se han representado por pun-

los resultados experimentales de la

prendidas entre 400 y 650 ºC. En la Fi-

tos. Como se puede observar, los

evolución de la humedad de los lodos

gura 12 se muestran los perfiles de la

spouted beds cónicos cubren un am-

con el tiempo para un sistema tomado

plio rango de condiciones de operación

como ejemplo. Los resultados corres-

evolución de la concentración de CO2 y CO (% volumen) con el tiempo en la

para la aplicación industrial.

ponden a un reactor de ángulo 36º,

corriente de gases de salida a la temperatura de 450 ºC operando con una

los rangos de las condiciones de ope-

Do= 0.03 m, para un lecho de 100 g de lodo de diámetro medio ds = 2.81 mm y

ración de lechos homogéneos de lodos

una humedad inicial del 113% en base

velocidad mínima de spouting. Se ob-

de depuradora previo al proceso de va-

seca a temperaturas del aire de secado

serva que, tras un tiempo de retraso

lorización. En la Figura 10 se muestra,

T= 25, 80, 100 y 120 ºC a la velocidad

desde la alimentación del lodo, la con-

como ejemplo, una gráfica que repre-

mínima de spouting correspondiente a

senta la temperatura del fluido para di-

cada temperatura. Se observa que la

centración de los gases CO2 y CO aumenta desde cero hasta un valor máxi-

ferentes masas de lecho, M= 200, 250,

humedad disminuye con el tiempo y

mo y a continuación disminuye de

y 300 g que permite determinar los in-

que este descenso es más acusado a

nuevo a cero. Los valores experimen-

Figura 9. Rangos de aplicabilidad de los spouted beds cónicos y otros métodos de contacto gas-sólido

Seguidamente se han determinado

Figura 10. Mapa de operación de lodos. Sistema experimental γ= 36 º; Do= 0.03 m; M= 100, 200, 300, y 400 g

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velocidad del gas un 2% superior a la

Figura 11. Evolución del contenido de humedad del lodo en el secado de lodos de depuradora. Sistema experimental γ= 36 º; Do= 0.03 m; ds = 2.81 mm; humedad inicial 100% (base seca); M= 100 g; T= 25, 80, 100º C y 120 ºC; u= ums

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

Figura 12b

Figura 12a

tales del rendimiento de combustión de

tres y seis semanas. Se ha determi-

ra diferentes masas del lodo a tempe-

lodos industriales de depuradora en un

nado experimentalmente que la tem-

ratura de operación entre 25-650 ºC.

combustor spouted bed se han calcula-

peratura de mejor funcionamiento en

Durante el proceso de secado la hu-

do a partir de las concentraciones me-

el tratamiento anaerobio de estos lo-

medad del lodo disminuye con el tiem-

dias de los gases CO2 y CO en los gases de salida mediante la ecuación 1

dos rediduales de depuradora es de

po desde la humedad inicial hasta la

41 ºC operando durante 6 semanas.

humedad de equilibrio del sólido sien-

[28-29]. El rendimiento obtenido de la

Además, se ha obtenido la propor-

do este descenso más pronunciado a

combustión de estos lodos de depura-

ción de sustrato-inóculo de mejor

tiempos cortos. El tiempo de secado

dora está comprendido en el rango de

rendimiento en estas condiciones ex-

necesario para secar el lodo tanto has-

78-85%. Estos valores experimentales

perimentales, obteniendo rendimien-

ta la humedad de equilibrio como hasta

de eficacia de combustión confirman la

tos de biogás superiores al 40%.

un 15% de humedad, sequedad requerida para valorizar los lodos en la in-

aplicabilidad del combustor spouted bed cónico para la valorización térmica

CONCLUSIONES

dustria de construcción, disminuye al aumentar la temperatura del aire de se-

de los lodos de depuradora.

(1)

La aplicabilidad de la tecnología de

cado, de forma más acusada desde 25

spouted bed cónico es adecuada para

a 80 ºC y a partir de esta temperatura

la valorización de lodos de depurado-

el descenso es menos pronunciado.

ra de tratamiento de aguas residuales

El combustor spouted bed cónico es

industriales por tratamiento térmico

apropiado para la valorización energé-

secado-combustión a temperaturas

tica de lodos de depuradora con altas

entre 400 y 650 ºC con flujos de gas

eficacias de combustión, superiores al

Se ha determinado la biodegrada-

superiores al mínimo de spouted bed.

78%.

bilidad de los lodos de depuradora

Se ha determinado que los lechos de

Se ha demostrado la producción de

operando en discontinuo. Se ha de-

lodos de depuradora son estables en

biogás por tratamiento anaerobio de le-

terminado que los lodos de depura-

el rango de temperatura entre 25-650

chos de lodos de depuradora en régi-

dora son biodegradables con un inó-

ºC en un amplio rango de condiciones

men de spouted bed.

culo de las instalaciones de EDAR.

de operación en régimen de spouted

Se concluye que la tecnología de

Se ha trabajado a temperaturas de

bed cubriendo un amplio rango de

spouted bed en geometría cónica es

25, 30, 33, 35, 41 y 50 ºC sin trata-

condiciones de aplicación industrial.

adecuada para la valorización de lodos

miento previo y con aclimatación tér-

Se han determinado además los ran-

de depuradora de tratamiento de

mica, durante tiempos variables entre

gos de caudal mínimo de spouting pa-

aguas residuales industriales.

Tratamiento anaerobio

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VALORIZACIÓN DE LODOS DE DEPURADORA MEDIANTE LA TECNOLOGÍA DE SPOUTED BED EN UN REACTOR CÓNICO

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TENDENCIAS Y AVANCES TECNOLÓGICOS EN CONTADORES DE AGUA

Tendencias y avances tecnológicos en contadores de agua Victor González Director de Contadores y Telelectura Golbal Omnium I www.globalomnium.com

ue el agua es un bien necesa-

El hecho de utilizar la información

producidos por fugas de pequeña mag-

rio e imprescindible y un recur-

que se recibe de forma periódica y sis-

nitud; se proporciona información perió-

so natural escaso en muchas

temática todos los días a través de los

dica y puntual en la oficina virtual o en la

zonas del planeta es una reali-

contadores inteligentes aporta múlti-

APP móvil para fomentar el consumo

dad que muchos conocemos. Por este

ples ventajas desde el ámbito del servi-

responsable y se permite que el propio

motivo, todos tenemos la responsabili-

cio al cliente y desde un punto de vista

cliente, a través de estos mismos cana-

dad cívica de hacer un uso eficiente de

operativo en la gestión de la red.

les, personalice sus alarmas cuando no

ella. El nivel de concienciación sobre la

Desde la perspectiva de aportar valor

va a estar en la vivienda y se produzca

importancia de ahorrar agua se ha in-

al servicio al cliente, cabe destacar que

un consumo de agua; se permite alertar

crementado ostensiblemente durante

se minimiza la necesidad de acceder a

a los servicios sociales del municipio en

los últimos años, aunque en demasia-

las propiedades privadas para obtener

el caso de que no haya consumo en las

das ocasiones todavía no somos plena-

la lectura de los contadores; se eliminan

viviendas de personas mayores que se

mente conscientes del consumo inne-

los consumos estimados en las factura-

adhieran a este servicio.

cesario que hacemos en nuestra vida

ciones; se anticipa el aviso a los clientes

Desde un punto de vista operativo, la

cotidiana. Y es aquí dónde toma verda-

de posibles fugas de gran magnitud en

utilización de contadores inteligentes

dera relevancia la gestión del agua a

el interior de sus instalaciones; se avisa

permite realizar balances hidráulicos

través de los contadores inteligentes.

a los clientes de consumos continuados

horarios y, a través de ellos, optimizar la

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TENDENCIAS Y AVANCES TECNOLÓGICOS EN CONTADORES DE AGUA

detección de fugas en la red de distribu-

pueden integrar en la plataforma de for-

ción y facilitar la detección de fraudes.

ma inmediata.

Todo ello, orientado a la mejora del ren-

Esta plataforma también permite

dimiento de las redes de distribución.

la monitorización y la gestión

También permite mejorar la calibración

centralizada de todas las solu-

de los modelos matemáticos, ajustando

ciones de red fija integradas

a cada nudo su curva de modulación

en la misma, posibilitando la

horaria.

actualización a distancia de

En Global Omnium, llevamos más de

los parámetros necesarios

doce años sensorizando todas nuestras

para el control y correcto

infraestructuras hidráulicas con ese ob-

funcionamiento de todos los

jetivo. Con ello, se gestionan diaria-

componentes del sistema. En

mente más de diez millones de datos.

definitiva, es una plataforma

Este tránsito hacia la inteligencia infor-

independiente que permite la

mativa es la que nos ha permitido ser

conexión con cualquier sistema

capaces de aprender de ella y garanti-

de gestión de clientes.

zar en todos los municipios donde esta-

Global Omnium se ha convertido en

mos presentes un servicio totalmente

un referente internacional en la gestión

adaptado a sus necesidades. Nuestra

de contadores inteligentes desde su

estrategia omnicanal, y ése es el princi-

planteamiento de utilizar la telelectura pa-

pal aporte de la tecnología, pone el foco

ra realizar un cambio de modelo en la

pea de Abastecimiento de Agua y Sanea-

en el cliente, generando diversas plata-

gestión de los abastecimientos, contribu-

miento (Water Supply and Sanitation

formas (app, oficina virtual, web…) que

yendo a la modernización de los servi-

Technology Platform, WssTP). La candi-

contribuyen a mejorar su experiencia

cios de agua urbanos, entre los que des-

datura de Global Omnium a estos impor-

con nosotros. La evolución hacia la

taca la mejora de las aportaciones en el

tantes premios, titulada “Smart Metering,

gestión inteligente del agua no está tan-

control de consumos y en las tecnologías

Big Data, and high-added value services

to en crear nuevos modos de interac-

de recogida de la información. Actual-

associated”, pone de manifiesto los sor-

tuar como en satisfacer las necesida-

mente es el gestor del mayor parque de

prendentes resultados logrados gracias a

des de un consumidor cambiante y,

contadores inteligentes de España, con

la aplicación de técnicas avanzadas de

sobre todo, anticipar nuevos servicios.

cerca de 700.000 unidades operativas y

gestión masiva de datos (Big Data). Tam-

Debido a la carencia de estándares

uno de los mayores de Europa. Además,

bién ha permitido a Global Omnium parti-

en los sistemas de comunicación y en

tiene el privilegio de contar con la ciudad

cipar activamente en el programa euro-

la estructura y contenido de los datos

más grande de Europa totalmente telele-

peo Smart H20, financiado por el séptimo

transmitidos, el elemento innovador de

ída en red fija desde finales del año 2015.

programa marco (FP7) mediante un pro-

la plataforma desarrollada por Global

Este reconocimiento internacional se

yecto orientado a que los clientes partici-

Omnium ha consistido en la integración

ha corroborado con participaciones en

pen de forma proactiva en la gestión de la

software de la mayoría de las tecnologí-

programas europeos, menciones y pre-

demanda, a través de herramientas de

as del mercado. Con ella, se consigue

mios. Como ejemplos, la telelectura de

concienciación cooperativas y juegos per-

independizar la solución tecnológica de

contadores inteligentes desarrollada por

suasivos de reducción de consumo, entre

telelectura de los sistemas transaccio-

Global Omnium en Valencia ha sido se-

otras estrategias. Los resultados del pro-

nales receptores de la información y los

leccionada como una de las 15 innovacio-

yecto han sido evaluados en los casos de

protege de los cambios de protocolos y

nes mundiales más importantes en el in-

estudio de Valencia y Locarno (Suiza).

evoluciones que realicen los desarrolla-

forme ʻInnovation and the Cityʼ publicado

La tele-lectura de los contadores de

dores de estas tecnologías. Al mismo

en noviembre de 2016 por el Center for

agua y las múltiples posibilidades que

tiempo, la solución permite la adapta-

an Urban Future (CUF) y el Warner Inno-

ofrece la gestión avanzada de la infor-

ción de nuevas versiones de las ya inte-

vation Labs de la escuela Universitaria

mación que estas tecnologías aportan,

gradas y la incorporación de las nuevas

NYU Robert F. Graduate School of Public

están siendo un elemento decisivo pa-

que seguro sustituirán a las actuales.

Service de Nueva York. También ha sido

ra impulsar la transición hacia un nue-

En definitiva, aquellas que sean las

reconocida con el premio Digital Water

vo paradigma de gestión del servicio

más óptimas en cada momento, se

2017 de la Plataforma Tecnológica Euro-

de abastecimiento de agua potable.

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TENDENCIAS Y AVANCES TECNOLÓGICOS EN CONTADORES DE AGUA

Hasta la fecha, las soluciones tecnoló-

contadores e ingenierías están empe-

sido las primeras pruebas realizadas en

gicas existentes en el mercado que per-

zando a desarrollar los primeros prototi-

colaboración con Vodafone en Moncada

miten la comunicación remota desde el

pos de módulos de radio.

con la tecnología pre-standard NB-IoT en

contador hacia el centro de datos para su

Entre ambos extremos, existen solu-

el año 2015. En concreto, en dicha pobla-

procesamiento son múltiples, debido al

ciones intermedias como SigFox, LoRa o

ción, se completó en diciembre de 2015 la

hecho de que no ha existido un estándar

Neul, entre otras, que pueden ser gestio-

primera prueba comercial exitosa de NB-

de comunicaciones de obligado cumpli-

nadas por operadoras de comunicacio-

IoT pre-estándar a nivel mundial. Este hito

miento. Existen soluciones propietarias

nes. Son tecnologías de radio de bajas

fue presentado en el MOBILE WORLD

de los fabricantes de contadores, de ope-

frecuencias que permiten la transmisión

CONGRESS de 2016. Una vez publicada

radoras de comunicaciones e incluso de

de datos de dispositivos M2M/IoT, indica-

por el 3GPP la tecnología NarrowBand IoT

operadoras de agua, aunque esta situa-

das para abordar grandes despliegues

como estándar, se continúan realizando

ción está empezando a cambiar.

de objetos conectados que requieren

pruebas con esta tecnología con contado-

Actualmente, las soluciones tecnoló-

transmitir pocos datos a intervalos regu-

res y dispositivos de Honeywell, Diehl Me-

gicas existentes están en transición

lares durante una vida útil muy larga. La

tering, Kamstrup, Contazara, Noxium y Ningbo. En paralelo, en colaboración con Cellnex a través de Adesal Telecom, está realizando pruebas de concepto con las tecnologías SIGFOX y LoRaWAN. Como referente nacional en el conocimiento e implantación de las distintas tecnologías existentes en el mercado, Global Omnium, en colaboración con la Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento (AEAS), organizó en octubre de 2016 en el Oceanogràfic de Valencia la jornada temática “Nuevos retos en la gestión de contadores en los abastecimientos. El impacto legislativo y la evolución de la telelectura”. En dicha jornada, con un gran éxito de participación (más de 350 asistentes), se aportaron diferentes experiencias técnicas orientadas a clarificar el impacto durante los años siguientes producidos por el desarrollo de nuevas tecnologías en el cam-

desde tecnologías de comunicación

transmisión utiliza frecuencias que no re-

po de las comunicaciones. Participaron

que requieren la instalación de una in-

quiere licencias para operar.

en una mesa redonda los expertos de los

fraestructura específica, hacia solucio-

Esta variedad de soluciones alternati-

más relevantes actores en este ámbito

nes de comunicación estándares que

vas, junto con la aparición de nuevos

como Vodafone, Cellnex, Orange, Telefó-

serán gestionadas por las operadoras

servicios añadidos asociados al proce-

nica, Semtech (LoRaWAN™) y Anfagua.

de comunicaciones y cuyo objetivo es

sado y a la gestión de la información de-

Como continuación de la jornada te-

conseguir la comunicación directa o

tallada de consumos proporcionada por

mática celebrada en octubre de 2016 y

"extremo a extremo" desde el contador

la infraestructura de telelectura, provo-

en paralelo a la feria EFIAQUA, Global

hasta el centro de gestión.

can que el trámite de selección de la

Omnium ha organizado el congreso

mejor tecnología en cada momento sea

“EFICIENCIA CON LA TRANSFOR-

especialmente complejo.

MACIÓN DIGITAL. De la telelectura a

Un ejemplo de tecnología estándar es el NarrowBand IoT publicado por el

la Smart Water”, durante los días 29 y

3GPP como estándar de comunicación

Global Omnium está jugando un papel

para IoT el verano de 2016. Trabaja en

relevante en este ámbito debido a haber si-

bandas licenciadas. Sobre esta tecnolo-

do pionero a la hora de empezar a trabajar

Durante dos días, más de 300 perso-

gía de comunicación, los fabricantes de

con estas tecnologías. Prueba de ello han

nas han asistido a casi 20 ponencias

RETEMA

Enero/Febrero 2018

30 de noviembre de 2017.

I www.retema.es I

TENDENCIAS Y AVANCES TECNOLÓGICOS EN CONTADORES DE AGUA

de los principales actores tecnológicos

rrollo de los sensores y sus mejoras de

en las que hablaron sobre las tenden-

inminente lanzamiento al mercado.

El tercer bloque, “Aplicaciones prácticas y casos de éxito”, donde se han vis-

cias en torno a la digitalización que es-

El segundo bloque, “El análisis de da-

to qué resultados son esperables y có-

tá experimentando la gestión del agua,

tos y la gestión de instalaciones”, donde

mo cambia la gestión de los sistemas

como camino inexorable para su opti-

se ha analizado la amplia oferta de co-

de gestión del agua gracias a la aplica-

mización. El congreso se ha desarrolla-

municaciones para transmitir eficaz y

ción de la Transformación Digital. Des-

do en tres bloques especializados.

eficientemente los datos y las herra-

de la ordenación de los caudales públi-

El primer bloque, “Los datos, principio

mientas de software, hardware y servi-

cos hasta el vertido, pasando por la

de la eficiencia”, donde se han repasado

cios necesarios para su procesado, in-

producción, la distribución, el alcantari-

las principales novedades en los senso-

cluyendo las mejores prácticas de los

llado, la depuración y el riego, todas las

res y sus mejoras, empezando con los

operadores de comunicaciones, los

etapas del ciclo integral del agua cuen-

contadores inteligentes e incluyendo los

proveedores de software y de servicios.

tan ahora con nuevas maneras para in-

proyectos más relevantes de los princi-

En este bloque, grandes empresas

crementar drásticamente su eficiencia.

pales fabricantes de contadores y sen-

de sectores tecnológicos como Vodafo-

El Congreso ha supuesto un nuevo

sores. En concreto, han participado

ne, Orange, Adesal Telecom, Semtech

éxito en el intento de despejar las du-

Diehl Metering, Itron, Kamstrup, Conta-

(LoRaWAN™) y Stratio participaron ac-

das de cara al futuro de las tecnologías

zara, Conthidra, Mejoras Energéticas,

tivamente en los debates, mostrando

de comunicaciones y de la utilización

Noxium, Abering y Sofrel, presentando

proyectos vinculados a la gestión inteli-

de la información que se genera en el

sus principales novedades en el desa-

gente del agua.

ámbito de la ʻSmart Waterʼ.

TECNOLOGÍA I NOXIUM

Tus variables de campo en tiempo de decisión ESCENARIO ACTUAL Y

RMU Aqua, unidades de ultra bajo

• Ultra bajo consumo con modo de

NECESIDAD A CUBRIR

consumo para la recopilación remota y

operación optimizado.

automática de datos de los distintos

• Fiabilidad en las Comunicaciones. Al-

La telemedida de los contadores de

contadores de agua conectados en

ta disponibilidad del dato

agua se convierte en una pieza funda-

Bus o “punto a punto”, almacenamien-

• Baja tasa de uso de datos en la red.

mental en el desarrollo de un modelo de

to o transmisión del dato a través de

• Capacidad de registro y almacenaje

gestión de ciudad inteligente sostenible,

tecnologías de comunicaciones ina-

local de lecturas.

con una propuesta de valor clara al ciuda-

lámbricas LTE Cat M1 / NB-IoT, y pos-

• Ergonómico, de reducidas dimensiones

dano, a la Administración y para el servi-

terior monitorización del dato en Plata-

y fácil instalación y puesta en marcha.

cio eficiente de abastecimiento de agua.

forma Cloud IoT Sócrates, con el fin de

• Compatibilidad con contadores inteli-

Gracias a la telemedida programada

rastrear y controlar con precisión la

gentes de distintos fabricantes

por periodos tendremos desde una ima-

gestión del agua. ¿POR QUÉ NOXIUM?

gen exacta del consumo de agua en

Las nuevas redes de comunicacio-

tiempo real, hasta datos de alta calidad

nes inalámbricas LTE Cat M1 / NB-IoT

que proporcionan una visión global de-

están diseñadas para soportar comuni-

“Noxium es una ingeniería electróni-

tallada para la optimización de las ope-

caciones de baja densidad en datos

ca que Diseña, Produce y Comercializa

raciones de nuestros clientes.

con alta eficiencia energética y cober-

equipos de comunicaciones para apli-

El objetivo es aumentar la eficiencia

turas ampliadas, lo cual supone un im-

caciones industriales, que requieren de

operativa y de gestión, reducir los gas-

pulso crucial para la telemedida de

una conectividad en tiempo real“.

tos y la huella de carbono a través de

contadores de Aguas.

Desde 2002 trabajan con sectores

la medición inteligente del agua, per-

Los equipos RMU Aqua basados en

que demandan una alta fiabilidad y dis-

mitiendo una gestión rápida y eficaz de

estas tecnologías de comunicación pre-

ponibilidad de la información además de

la red de suministro además de detec-

sentan las siguientes características:

un mínimo coste de mantenimiento,

tar cualquier daño o fuga del sistema. Noxium contribuye al desarrollo de una

ayudando a sus clientes a obtener un al• Excelente cobertura. Alta penetración

Smart City con la solución (Hardware &

(bajo tierra)

Software) para la telemedida de los con-

• Seguro y encriptado

tadores de aguas Sócrates IoT – Aqua:

• Requisitos de energía muy bajos. Vi-

Consta de dispositivos hardware

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da útil batería > 10 años

Enero/Febrero 2018

to y eficaz rendimiento de sus servicios.

NOXIUM www.noxium.es

I www.retema.es I

REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

REPORTAJE

Nueva depuradora de Valle de Guerra (Tenerife) Pablo Mena García SADYT I www.sadyt.com

INTRODUCCIÓN

Esta infraestructura hidráulica, finan-

depuradora comarcal anterior fuese re-

ciada mediante un convenio entre el Es-

basada ampliamente. Además, la cali-

La EDAR del Noreste de Tenerife,

tado y el gobierno de Canarias, ha sido

dad del agua que se trataba previa a

también conocida como EDAR de Va-

ejecutada por la Dirección General de

esta nueva EDAR, en particular en lo

lle Guerra es una instalación que utili-

Aguas mediante la empresa SADYT.

referente a su salinidad, no cumplía con

za tecnología de vanguardia con el fin

Posteriormente, la obra fue recepciona-

las exigencias de calidad para su reutili-

de tratar todos los vertidos de aguas

da y actualmente en explotación por el

zación por los agricultores.

residuales urbanas procedentes de la

Consejo Insular de Aguas de Tenerife

Estos condicionantes hicieron nece-

Comarca del Noreste de Tenerife, tan-

por medio de SADYT en colaboración

saria la ejecución de una nueva EDAR

to para los caudales medios actuales

con Valoriza Agua.

en la que además, se incorporasen

como futuros. Esta comarca incluye

El rápido crecimiento de la ciudada-

los municipios de San Cristóbal de La

nía en la zona en los últimos años pro-

Laguna, Tegueste y Tacoronte.

vocó que la capacidad de la estación

RETEMA

Enero/Febrero 2018

nuevas técnicas y equipos de depuración de aguas residuales. El objetivo ideado es el de crear un gran

I www.retema.es I

REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

complejo hidráulico unitario que albergue

• DBO5: ≤ 15 mg/

• Espesamiento por gravedad

tanto la nueva estación de aguas residua-

• Sólidos en suspensión: ≤ 5 mg/l

• Acondicionamiento y deshidratación

les, como las instalaciones para usos agrí-

• Nitrógeno total: ≤ 15 mg/l

mecánica de fangos • Almacenamiento de fangos deshidra-

colas y ganaderos. Para poder conseguir que las aguas pudieran ser reutilizadas, la

Características del agua

planta cuenta con un potente tratamiento

desalinizada

terciario que permite reducir la salinidad

• Conductividad: ≤ 500 μs/cm

La Estación depuradora regeneradora

Línea de tratamiento fosas sépticas

de las aguas depuradas adecuándolas a las necesidades de los regantes.

tados

Características del fango • Sequedad (% en peso): >23%

• Recepción fosas sépticas • Tamizado fangos

está diseñada para tratar un caudal medio 7.000 m 3 /día, ampliable a 9.300

CARACTERÍSTICAS

m 3 /día con la instalación de nuevos

GENERALES DE PROCESO

• Depósito almacenamiento Tratamiento terciario EDR

equipos en paralelo. Línea de agua PARÁMETROS GENERALES DE DISEÑO DE LA EDAR

• Bombeo de alimentación Pretratamiento

• Electrodiálisis reversible

• Obra de llegada

• Depósito agua desalinizada

Datos de diseño hidráulicos

• Desbaste de finos

• Nº Habitantes de diseño: 93.333 • Caudal diario: 7.000 m3/d

• Desarenado-desengrasado

DESCRIPCIÓN DE LAS

• Tamizado superfinos

INSTALACIONES

• Caudal medio: 292 m3/h

• Depósito Homogenización - Lamina-

• Caudal máximo en pretratamiento: 775 m3/h

ción

• Caudal máximo en tratamiento biológico: 292 m3/h

Tratamiento biológico

plataforma superior se encuentra el Edi-

• Reactor biológico

ficio de pretratamiento y deshidratación

• Recirculación de fangos externa

donde se ubican los tratamientos de

Datos de diseño de contaminación

• MBR

desbaste, desarenado, tamizado así co-

• DBO5: 800 mg/l

• Depósito agua ultrafiltrada

mo la deshidratación y el tratamiento de

La depuradora está distribuida en dos plataformas con diferentes cotas. En la

• Sólidos en suspensión: 450 mg/l • Nitrógeno total: 60 mg/l

fosas sépticas. Debajo de éste se enLínea de fangos

• Conductividad: 2.500 μs/cm Características del agua tratada

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cuentra el depósito laminador. La ubicación de esta edificación en una platafor-

• Extracción de fangos biológicos en

ma superior al resto de la planta permite

exceso a espesamiento

que el flujo de agua sea por gravedad.

Enero/Febrero 2018

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REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

Tras el pretratamiento, el agua es almacenada en un depósito de 1.100 m3 ubicado en la parte inferior del edificio que tiene una doble función. Por un lado laminar el agua que se aporta al proceso biológico para conseguir un flujo constante y, por otro, homogeneizar el agua para que la entrada al tratamiento secundario sea lo más uniforme posible en lo referente a la calidad. Para la homogenización se utilizan 2 agitadores sumergibles de 3,5 kw ubicados convenientemente en dicho depósito. Tratamiento biológico En la plataforma inferior se encuen-

ción a través de la obra de llegada, bom-

El agua proveniente del laminador-ho-

tran los reactores biológicos y los tan-

beada desde dos estaciones bombeo

mogenizador, entra a la arqueta de re-

ques de membrana, así como el tercia-

que recogen el agua de toda la comarca

parto del tratamiento biológico a través

rio y su respectivo edificio. Además, se

del Noreste de Tenerife a través de dos

de una válvula reguladora que permite

ubica el edificio de ultrafiltración y con-

conducciones independientes. Mediante

controlar el caudal que entra al proceso.

trol, el cual posee dos plantas. En la ba-

una conducción en gravedad el agua en-

Desde la arqueta se distribuye uniforme-

ja se encuentra el permeado de las

mente el caudal al tratamiento biológico

membranas de ultrafiltración y el siste-

tra a dos plantas de pretratamiento compactas de 388 m3/h donde se realiza un

ma de generación de aire, mientras que

tamizado 3 mm de paso, un desarenado

biológicos de 47 x 8 m de superficie y 5,5

en la superior se encuentran las ofici-

y un desengrasado. A la salida de cada

metros de altura en lámina de agua cada

nas, el laboratorio y sala de control.

una de dichas plantas se ha instalado un

uno, subdivididos en:

tamiz de 1 mm y con la misma capacidad

• Una zona anóxica, de 12 metros de

que los equipos previos y cuya finalidad

longitud cada una de ellas, donde tiene

es la protección de las membranas de ul-

lugar la eliminación de los nitratos produ-

trafiltración eliminando filamentos y de-

cidos en la zona óxica. En esta zona, los

más materia que pueda perjudicar el co-

microorganismos desnitrificantes utilizan

rrecto funcionamiento del MBR.

el oxígeno suministrado en forma de

Enero/Febrero 2018

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Línea de agua Pretratamiento El agua bruta entra en la nueva instala-

RETEMA

el cual está formado por tres reactores

REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

La aireación de los reactores se rea-

Un conjunto de sondas y controladores

liza mediante 2+1 turbocompresores de 6.540 Nm3/h, uno de reserva, que

de Redox permiten ajustar y confirmar

óxica, donde se ha realizado la nitrificación. En estas zonas, con objeto de ga-

aportan el aire a un colector común pa-

de la anoxia de cada reactor. La elimi-

rantizar que los microorganismos desni-

ra los tres reactores biológicos. La ins-

nación del fósforo se realiza mediante

trificantes tengan acceso al substrato, se

talación permite llevar a cabo una regu-

vía biológica y es extraído en los fan-

instala un agitador de 3,5 kw de potencia.

lación continua del aire y, por tanto,

gos en exceso del proceso biológico.

• Una zona óxica, de 35 metros de lon-

una adaptación óptima a las necesida-

gitud, donde los microorganismos en

des. El control del oxígeno disuelto en

Recirculación externa de

presencia de oxígeno realizan la elimi-

cada reactor se realiza mediante una

fangos biológicos

nación de la contaminación carbonada

válvula automática y un medidor de

y nitrifican el amonio del agua bruta. Se

oxígeno disuelto, gracias al lazo de

Los fangos retenidos por las membra-

disponen parrillas con difusores de

nas de ultrafiltración son enviados a la

membranas de burbuja fina para inyec-

control O2/control de válvula. Además existe otro lazo presión/variador de fre-

tar el oxígeno necesario en cada reac-

cuencia del turbocompresor, con el fin

parte son bombeados a la cabecera del

tor biológico. Con objeto de mantener

de mantener constante la presión en el

tratamiento biológico mediante bombas

en cada reactor la concentración ade-

colector común, de forma que el siste-

cuada de microorganismos, parte de

ma permite regular los caudales de uno

sumergibles. La arqueta dispone tres bombas de 559 m3/h, más una de re-

los fangos biológicos se recirculan a la

u otro reactor o sector del mismo sin

serva, con una capacidad total de recir-

zona anóxica del reactor biológico.

que influya en el resto de la instalación.

culación del 400% del caudal medio, y

NO2 y NO3, procedente de la re-circulación externa del licor mezcla de la zona

visualmente el correcto funcionamiento

arqueta de recirculación donde gran

REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

una bomba de extracción de fangos en exceso de 27m3/h, más una de reserva. Sistema de membranas El sistema de ultrafiltración junto con sus membranas de fibra hueca sumergibles sustituye la función de separación de sólidos del clarificador secundario y de las operaciones unitarias de tratamiento terciario (floculación, decantación, filtración) de los sistemas conven-

TECOPLAS PARTICIPA EN LA EDAR TECOPLAS, especializada en la fabricación de Equipos de Desodorización, ha participado en la construcción de la EDAR Valle de Guerra suministrando: • Una Torre de Desodorización de construcción vertical, de Ø3.100 mm. y una altura total de 5.600 mm., con una capacidad de tratar 17.000 m³/h de aire, fabricada en PEHD, con dos etapas de Carbón Activo. • Un Ventilador Centrífugo para la extracción general, fabricado íntegramente en PPH, modelo TECO-VM 560-AT, capaz de vehicular 15.000 m³/h. • Un Ventilador Centrífugo, en PPH, modelo CPV-1325-2T, de 3.000 m³/h de capacidad para la sala de Fosas sépticas. • Conductos de Aspiración de PPH desde Ø800 mm. hasta Ø160 mm. • Una Cubierta de PRFV para el espesador, de 12 m. de diámetro, formada por 24 módulos longitudinales, tipo Omega.

cionales de fangos activados y terciarios. Las membranas de ultrafiltración están inmersas en un tanque de aireación,

una turbulencia que limpia la superficie

en contacto directo con el licor mezcla.

externa de las fibras. Esta acción de lim-

Por medio de una bomba de permeado,

pieza separa los sólidos de la superficie

se aplica un vacío al colector conectado

de la membrana.

Filtración La filtración, o proceso de permeado, consiste en conducir el agua limpia des-

con las membranas. El vacío dirige el

La membrana opera con un ciclo re-

de el licor mezcla a través de las fibras

agua tratada a través de la fibra hueca

petido de filtración. Este ciclo consiste

de membranas por la bomba de permea-

de las membranas de ultrafiltración. El

en “filtrar” agua limpia desde fuera hacia

do y luego descargarlo en la tubería co-

permeado se dirige entonces a desin-

dentro a través de la membrana seguido

mún. El agua es producida desde cada

fección o a descarga. Intermitentemente

por un corto periodo de retropulso (invir-

tren en periodos de 10 a 15 min, seguido

se introduce aire en la parte inferior del

tiendo el flujo a través de las membra-

de un periodo de retrolavado ó contrala-

módulo de membranas, produciendo

nas) o de relajación (sin flujo alguno).

vado y relajación de 30 a 60 segundos. Retrolavado y Relajación El sistema de membranas tiene la habilidad de operar en cualquiera de los modos de relajación o retrolavado. Durante el modo de retrolavado, las membranas se limpian con agua desde dentro hacia fuera durante 30-60 segundos cada 10-15 minutos. El agua usada para el contralavado es el permeado almacenado en el tanque de retrolavado. Durante la relajación, el retrolavado no es utilizado. En cambio, las membranas son aireadas sin llevar permeado por 30-60 segundos cada 10-15 min. Limpiezas de Recuperación La limpieza de recuperación es necesaria para restablecer la permeabilidad de la membrana cuando la membrana se ensucia. Los productos químicos utilizados normalmente para la limpieza son hipoclorito sódico para la elimina-

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REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

tervalo entre las limpiezas de recupera-

El agua tratada se extrae mediante

ción. El procedimiento para la limpieza

succión de los módulos por medio de 3

de mantenimiento está completamente

bombas reversibles de permeado/retrola-

automatizado y está controlado por el operador. Las limpiezas se realizarán

vado (una por tren), con un caudal unitario máximo de 160 m3/h., a 7,75 m.c.a.,

normalmente 2 veces a la semana con

dotadas de variadores de frecuencia.

hipoclorito sódico y una vez a la sema-

Así mismo se produce un lavado con

na con ácido cítrico. Una vez que el sis-

aire de las membranas para el que se

tema se pone en marcha, la frecuencia

han dispuesto 1 soplante por tren de 658 Nm3/hora a 350 mbares.

de limpieza se puede optimizar. Cuando la limpieza de mantenimien-

Para las operaciones de lavado quí-

to se ha completado, se vuelve a abrir

mico previamente descritas con ácido

la entrada de agua, se reanuda la recir-

cítrico e hipoclorito sódico, se han dis-

culación y el tren entra en servicio.

puesto las siguientes instalaciones de dosificación:

Descripción del sistema MBR Hipoclorito sódico • Depósito de 1.500 l

ción de suciedad orgánica y ácido cítrico

En esta estación depuradora se han

para la eliminación de contaminantes inorgánicos. Los casetes se limpian in-

dispuesto (para el caudal de diseño de 7.000 m3/día), 3 trenes de membranas

situ, cada vez un tren. El tren que se va

compuesto cada tren por 2 cassettes

a limpiar se aísla del resto del sistema,

con 48 módulos de filtración por cassette. En la segunda fase (9.300 m3/día) se

Ácido Cítrico

se detiene el proceso de filtración del tren, pero la aireación continúa durante

completarán en total 4 trenes con 2 cas-

• (1+1) Bombas dosificadoras de 679 l/h

un tiempo de modo que se separen los

settes. Cada elemento de filtración tiene una superficie de 34,37 m2.

El agua tratada y desinfectada se al-

La velocidad de filtración (flux) a tra-

macenará en un depósito de 2.000 m3

vés de las membranas será de 29,46 l/m2/h., a caudal medio y en el futuro,

de capacidad, desde donde se puede

cuando se haga la ampliación, será de 29,36 l/m2/h.

emisario, o bien enviarla a la red para

sólidos de las fibras de las membranas. Limpieza de mantenimiento El objetivo de las limpiezas de mantenimiento regulares es incrementar el in-

• (2+1) Bombas dosificadoras de 679 l/h para limpiezas MBR.

• Depósito de 500 l con agitador.

alimentar el tratamiento EDR, enviar al su reutilización.

Línea de fangos

de fangos deshidratados, de 1,9 m3/h.

branas y permiten la distribución del agua sobre la superficie de las membra-

Espesamiento de fangos

• 1 tolva de almacenamiento de fangos deshidratados de 50 m3 de capacidad.

nas. La acumulación en paralelo de hasta 600 pares de célula constituye lo que

Tanto los fangos en exceso de la de-

Tratamiento terciario

se conoce como pila de membranas. El elemento básico de una pila de

cantación secundaria como las flotantes del reactor biológico, son enviados

La Electrodiálisis (ED) es un proceso

electrodiálisis se conoce como par de

a un espesador de gravedad de 12 m

de separación electroquímico en el que

célula, y está formado por los siguien-

de diámetro.

los iones son transferidos a través de

tes elementos:

Los sobrenadantes, los cuales son

membranas semipermeables desde

extraídas mediante válvulas neumáti-

una solución menos concentrada a otra

• Membrana de intercambio aniónico.

cas, son recogidos en la arqueta de so-

más concentrada por efecto de un

• Espaciador de concentrado

brenadantes y enviados mediante bom-

campo de corriente continua.

• Membrana de intercambio catiónico. • Espaciador de agua desmineralizada.

beo a la cabecera de la planta. Los

La Electrodiálisis Reversible (EDR)

fangos espesados por gravedad son en-

es una versión de la Electrodiálisis en la

viados mediante bombas helicoidales a

que se invierte la polaridad de los elec-

Los seiscientos (600) pares de célu-

la deshidratación.

trodos varías veces por hora, lo que in-

las son ensambladas en horizontal y en

duce a una auto limpieza química.

paralelo en medio de dos electrodos

Deshidratación de fangos

El corazón del sistema, conocido co-

formando así la pila de electrodiálisis.

mo par de célula, está compuesto por

Los electrodos permiten la conexión

La instalación de deshidratación de

dos membranas de intercambio iónico,

eléctrica de la pila de membranas a la

los fangos contenidos en el espesador

que permiten de forma selectiva la

fuente de tensión de corriente continua

consta de las siguientes unidades:

transferencia de cationes y aniones, y

y distribuye la corriente sobre toda la

los espaciadores que separan las mem-

superficie de la membrana.

• 2+1 bombas de tornillo helicoidal de 18 m3/h y 20 m.c.a. para alimentación de fangos a centrífugas. • 2 decantadores centrífugos de 18 m3/h de capacidad. • 1 equipos de preparación de polielectrolito de 2.000 l/h de capacidad • 2+1 bombas de tornillo helicoidal de 1.000 l/h de capacidad, para dosificación de polielectrolito.

VÁLVULAS BELGICAST EN VALLE DE GUERRA BELGICAST suministró las válvulas de mariposa, así como válvulas de compuerta y retenciones para la Estación Depuradora de Aguas Residuales Valle de Guerra en Tenerife. En los últimos años BELGICAST ha suministrado productos para muchísimas plantas de tratamiento incluidas plantas de desalación. Algunos ejemplos de plantas de tratamiento de aguas residuales a nivel mundial en las que se han instalado productos BELGICAST podrían ser: Darsait WWTP en Omán, Makkah project en Arabia Saudi, PTAR El Bello en Colombia, 2nd Changi NEWWater (WRP) en Singapore y muchos más. Y a nivel nacional podríamos nombrar algunos como EDAR Ourense, EDAR Malpica, Arroyo Valenoso.

• 2 bombas de tornillo para transporte

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REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

El caudal regulado por efecto del

El nivel de rechazo (salmuera hacia

ductividad del agua producto y es en-

variador de frecuencia de la bomba de

drenaje) de la planta desalinizadora se

viada automáticamente a drenaje, a

alimentación, entrará en las pilas de

ajusta en función de la capacidad po-

este caudal se le denomina producto

membranas en dos corrientes separa-

tencial de incrustación de la salmuera,

fuera de normas.

das con el objeto de proceder a la

aportándose a la recirculación de con-

desmineralización mediante la aplica-

centrado un caudal de agua bruta igual

ción de corriente continua. Debido a la

al de rechazo en la descarga de la

disposición interna de las membranas,

bomba de recirculación de salmuera.

Las pilas a instalar son de nueva ge-

se crean dos corrientes bien diferen-

Cuando se origina el cambio de pola-

neración con electrodo de carbono, y

ciadas, una corriente de diluido origi-

ridad, se invierte la dirección del movi-

con unas nuevas membranas aniónicas

nada por la fuga de iones, y otra de

miento de los iones dentro de la pila de

con estabilidad caústica, lo que permite

concentrado o salmuera debido a la

membranas, la corriente de diluido pasa

realizar limpiezas alcalinas hasta pH 13.

acumulación de iones en la corriente

a ser la de concentrado y viceversa, me-

El nuevo electrodo está compuesto de

de agua.

Descripción del sistema EDR

diante un juego de válvulas automáticas

una malla estructural de titanio sobre la

La corriente de diluido sale de las pi-

se reconducen los caudales de entrada

que se coloca el cuerpo del electrodo

las como agua desmineralizada y se en-

y salida de la pila de membranas contro-

formado por una superficie de carbón y

vía hacia el depósito. Parte de la co-

lando de este modo la formación de in-

resina de intercambio iónico. Esta resina

rriente de concentrado o de salmuera es

crustaciones y películas de suciedad.

de intercambio iónico es similar a la de

enviada hacia drenaje y el resto, se re-

Con el cambio de polaridad en un

las membranas, generando mejor com-

circula en un bucle cerrado hacia las pi-

corto espacio de tiempo, se crea un

patibilidad entre el electrodo y los ele-

las mediante la bomba de recirculación

caudal con una conductividad que ex-

mentos de la pila, lo que favorece que la

de salmuera.

cede el punto de consigna de la con-

superficie del electrodo sea más durade-

REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

ra. La superficie del electrodo permite las

impulsión se han dispuesto dos filtros

Antiincrustante

limpiezas químicas a pH extremos.

de cartuchos de 10 micras.

• Depósito de 280 l.

La electrodiálisis reversible (EDR) se

Además en cada módulo se incluye

calcula para un caudal de agua producto de 4.000 m3/día, ampliable en futuro

una bomba de recirculación de salmuera de 211 m3/h a 35 m.c.a..

al doble (8.000 m3/día). Para esta primera fase se ha adoptado una configuración con seis líneas y

La instalación se completa con los

se realiza con (1+1) bombas horizontales de 196 m3/h a 45 m.c.a., acciona-

Ácido clorhídrico • Depósito de 1.500 y 280 l

correspondientes reactivos necesarios

• (1+1) Bombas de dosificadora de 100 l/h

que son:

• (1+1) Bombas de dosificadora de 6 l/h • (1+1) Bombas de dosificadora de 12 l/h

tres etapas de desalinización. El bombeo de alimentación a EDR

• (1+1) Bombas dosificadoras de 1 l/h

Sosa Caustica • Depósito de 1.500 l • (1+1) Bombas dosificadoras de 100 l/h.

El rechazo de las pilas se envía hacia la galería de servicios para conectarlo a la tubería de retorno que comunica con

das por motor de 37 kW. En la línea de

el emisario submarino existente. El agua tratada se almacenará en un depósito de 2.000 m 3 de capacidad (distinto al anterior de agua tratada en la EDAR), desde donde se juntará con el agua tratada en un mezclador fuera de las instalaciones de la EDAR para su reutilización por los agricultores. Tratamiento fosas sépticas La EDAR cuenta adicionalmente con un tratamiento de fangos procedentes de fosas sépticas. Este tratamiento consiste en un tamizado y un almacenamiento temporal. Más tarde estos fangos se unen al resto en el espesador de fangos. Se considera que puede llegar a la EDAR un volumen de fangos del orden

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Enero/Febrero 2018

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REPORTAJE I NUEVA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA (TENERIFE)

BUPOLSA SUMINISTRA SUS DEPÓSITOS PARA LA DEPURADORA DE VALLE DE GUERRA La empresa Burgalesa del Poliester (Bupolsa) ha contribuido en la ampliación de la EDAR de Valle de Guerra con la fabricación de varios depósitos. Se fabricaron 5 depósitos verticales base plana, uno de ácido clorhídrico al 33% de 1,5m3 de capacidad fabricado en su totalidad con resinas vinilester, en diámetro 1000mm con nivel transparente y contactores de máxima y mínima. Y otros dos de la misma capacidad y características pero para Hidróxido Sódico al 50% e Hipoclorito Sódico al 18%. Un depósito para Acido Clorhídrico/Hidróxido de Sodio con PH 1-13 de 8m3 de capacidad de diámetro 2000mm entero en resina vinilester y con tapa abatible. Y un depósito de Agua Filtrada de 10m3 de diámetro 2000.

de 50 m3/día, con una concentración

sala está conectada a un equipo de de-

media de 25 g/l. Los fangos son primera-

sodorización independiente.

mente tamizados en una planta de recepción de fosas sépticas. Posteriormen-

Desodorización

un diámetro de 3,1 m y una altura de 5,6 m con dos etapas de lecho de carbón

te los fangos se almacenan en unos depósitos temporales, y una vez evalua-

La zona donde se concentra la mayor

activo para asegurar una correcta elimi-

da la idoneidad de éstos, se traspasan a un depósito de 99 m3 de capacidad si-

generación y emisión de olores es la zo-

nación de los olores. Se han instalado

na de pretratamiento y deshidratación.

dos ventiladores de diferente capacidad

tuado bajo la planta receptora y junto a

Para asegurar que olores indeseables

de tratamiento:

los otros depósitos. En este depósito se

provenientes de estos puntos salgan al

• Una Línea que recoge los gases de

instala un agitador de 4,2 kW para garan-

exterior del edificio, por una parte se

renovación del aire procedente del edi-

tizar las adecuadas condiciones de agita-

confina la emisión de gases en los ele-

ficio de pretratamiento, espesador de

ción. El fango se bombea finalmente con-

mentos susceptibles de generación de

tra el espesador de fangos donde se

malos olores y, por otra, se tratan estos

gravedad, y tolva de fangos para un caudal de diseño de 14.000 m3/h

mezclará con los provenientes del bioló-

gases mediante la renovación del aire y

• Una Línea que recoge los gases de

gico. Los equipos de este tratamiento de

posterior tratamiento en torres de lava-

renovación del aire procedente de la

fosas sépticas se ubican en una zona se-

do de gases (procedimiento de carbón

parada del resto de la línea de fangos y la

activo). La torre de carbón activo tiene

sala de recepción de fosas sépticas para un caudal de diseño de 3.000 m3/h.

LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

La recuperación de nutrientes del agua residual: una necesidad para la depuradora del futuro Álvaro Mayor1, Sílvia López-Palau1, Irene Sancho1, Nicolás de Arespacochaga1, Jose Luis Cortina1, Mariane Van Wambeke2, Philippe Rougé3, Simon Nevado4, Mathieu Delahaye5 1 Cetaqua I www.cetaqua.com • 2Avecom I www.avecom.be • 3Suez Water Spain I www.suez-water management.es 4 Emuasa I www.emuasa.es • 5Suez International I www.suez.com

INTRODUCCIÓN La eliminación de los nutrientes de los efluentes es una prioridad para las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR). Los límites de vertido son cada vez más restrictivos, lo que conlleva un incremento de los requerimientos energéticos y un aumento significativo del consumo de reactivos químicos, necesarios para la eliminación de nitrógeno y fósforo, respectivamente. Por otra parte, el sector agrícola consume grandes cantidades de fósforo y nitrógeno como fertilizantes. La producción de nitrógeno (N) mediante el proceso Haber-Bosch lleva asociado un impacto ambiental negativo debido a su elevado consumo energético. Por su parte, el fósforo (P) es un recurso natural no renovable. Según las estimaciones de diferentes agencias internacionales, éste podría escasear en un futuro no lejano, debido al continuo crecimiento de la población mundial y al consiguiente aumento de la cantidad de fertilizantes necesaria para satisfacer las necesidades de alimentación. Es obvio que el escenario actual no se ajusta a los requisitos de sostenibilidad planteados y, por este motivo, es necesario promover la recuperación de nutrientes del agua residual y su posterior valorización en agricultura, en línea

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LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

con el concepto de la economía circu-

la luz no es capaz de penetrar. Esto im-

aguas residuales está técnicamente re-

lar y reduciendo la dependencia de los

plica una disminución de la calidad y

suelta en la mayoría de depuradoras

recursos no renovables.

potabilidad de esta agua, así como un

urbanas. El nitrógeno es comúnmente

cambio en las condiciones ambientales

eliminado mediante un proceso biológi-

La problemática de los

de dicho entorno, que afecta a los eco-

co de nitrificación-desnitrificación que

nutrientes en el medio

sistemas acuáticos. Por este motivo, la disminución de

lleva asociado un elevado consumo energético (0,2 kWh/m3 agua tratada)

acuático

las aportaciones de nutrientes en los

y un elevado impacto ambiental. Esto

Una elevada concentración de nu-

efluentes de las depuradoras es a día

es debido, entre otros motivos, a las

trientes en un ecosistema acuático

de hoy una prioridad identificada por la

puede acarrear serios problemas am-

Directiva Marco del Agua.

emisiones de N2O (gas de efecto invernadero con un impacto 300 veces

meno se produce cuando existe una

Limitaciones de los procesos

superior al del CO2) generadas en los procesos biológicos.

aportación excesiva de nutrientes (N y

convencionales de eliminación

El fósforo también puede eliminarse

P) en los ecosistemas acuáticos, que

y necesidades de recuperación

por vía biológica, pero lo más habitual es

favorece la proliferación masiva de al-

de nutrientes

su precipitación con coagulantes de hie-

bientales de eutrofización. Este fenó-

rro o aluminio (con un coste de 200-250

gas. Su crecimiento conlleva un aumento de la turbidez hasta el punto que

La eliminación de nutrientes de las

€/tonelada), obteniendo precipitados mixtos de hidróxidos y fosfatos que son fácilmente decantables. De

Figura 1. Imagen de una zeolita natural en tamaño granular (0,8-1,3 mm) para ser utilizada como adsorbente en procesos de operación en columna

esta forma el fósforo es “eliminado” de la línea de aguas y transferido a la línea de fango. Por lo tanto, la mayor parte de depuradoras son capaces de alcanzar bajas concentraciones de nutrientes en sus efluentes, pero a expensas de unos elevados costes de operación (60 % electricidad), y con una filosofía de tratamiento que no permite recuperar ni valorizar estos nutrientes, lo que es una prioridad en el contexto actual. El fósforo es un recurso finito que se extrae de la roca fosfática, cuyas reservas son escasas y están muy concentradas geográficamente (el 80% se encuentran en Marruecos, Sahara Occidental y China [1]). Se prevé que las reservas de roca fosfática se agoten en los próximos 100 años y se ha estimado que el 20% de la demanda se podría cubrir con la recuperación del fósforo de las aguas residuales [2]. El principal uso del fósforo se encuentra en la producción de fertilizantes, donde el amonia-

Figura 2. Piloto de recuperación de nitrógeno por intercambio iónico

co es también un elemento fun-

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LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

damental. Este amoniaco es producido

puede minimizar estas limitaciones, ya

amonio presente en el efluente de una

industrialmente a través del proceso

que se obtuvieron corrientes con una

EDAR costera (sin eliminación de nitróge-

Haber-Bosch (reacción de nitrógeno e

concentración de nitrógeno 30 veces

hidrógeno gaseosos). Este proceso,

superior que la de la corriente inicial.

no), con una concentración inicial de 50 mg NH4+/L. Para ello, se diseñó y construyó una planta piloto con una capacidad de tratamiento de 1 m3/h (Figura 2).

que produce 160 millones de toneladas de amoniaco anuales, utiliza un catali-

¿Qué son las zeolitas?

Durante su vida útil, las zeolitas son

zador de hierro y requiere elevadas temperaturas (400–600°C) y elevadas

Las zeolitas son aluminosilicatos mi-

capaces de producir un efluente esta-

presiones (20–40MPa). El consumo

croporosos presentes en grandes depó-

asociado supone un 1% de la demanda

sitos naturales en el planeta y que son

mundial de energía [3].

procesados mediante molturación para

ble con una concentración de amonio inferior a 1 mg N-NH4+/L (>99% eliminación), disminuyendo de manera sig-

Por lo tanto, es necesario avanzar ha-

poder ser utilizados como adsorbentes

nificativa el potencial de eutrofización.

cia un escenario que permita recuperar

(Figura 1). Su elevada afinidad por el

La recuperación del amonio adsorbido

nutrientes de fuentes renovables. En es-

amonio hace que puedan usarse en el

por las zeolitas se realiza mediante una

te sentido hay varias investigaciones que demuestran que es posible recuperar estos nutrientes del agua residual para después valorizarlos en forma de fertilizantes agrícolas [4-6]. Un ejemplo reciente lo encontramos en Suiza, donde la recuperación de fósforo de las aguas residuales es una obligación legislada desde el año 2017. RECUPERACIÓN DE NITRÓGENO: EL PROYECTO LIFE NECOVERY Entre los años 2014-2017 Cetaqua desarrolló el proyecto LIFE NECOVERY que, en la línea de la EDAR del futuro, tenía como principal objetivo aumentar la eficiencia energética y recu-

Figura 3. Vida útil de las zeolitas (leyenda: indica el número de ciclos de operación)

perar el nitrógeno de la línea de tratamiento de aguas residuales, susti-

regeneración del lecho con una disolu-

Las tecnologías para la recuperación

tuyendo a las resinas de intercambio

ción de NaOH al 4% (en masa). De esta

de nitrógeno (mayoritariamente proce-

sintéticas convencionales. Las zeolitas,

forma se intercambian los iones sodio

sos de liberación de amoniaco y recu-

al ser un producto natural, presentan un

con los iones amonio, y se obtiene una

peración mediante lavadores ácidos)

coste mucho menor (<0,2 €/kg zeolita

corriente con una elevada concentración

presentan una baja viabilidad económi-

frente a 3-25 €/kg resina), lo que favore-

de amoniaco y elevado pH, a partir de la

ca para tratar corrientes con concentra-

ce la viabilidad económica del proceso.

cual se podrían obtener sales de amonio

aguas.

para su uso como fertilizantes.

ciones de nitrógeno inferiores a 2 g N/L. El proyecto demostró que una

Resultados experimentales

etapa previa de concentración del nitrógeno amoniacal mediante un proce-

En el proyecto LIFE NECOVERY se

so de intercambio iónico con zeolitas

emplearon zeolitas para concentrar el

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Las zeolitas mostraron una capacidad de intercambio de 10 g N-NH4+/kg zeolita, reproducible durante 10 ciclos de operación (Figura 3).

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LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

RECUPERACIÓN DE FÓSFORO La vía de recuperación de fósforo más comúnmente utilizada es la precipitación en forma de estruvita.

La estruvita formada se extrae por la

motivo, su aplicabilidad se limita a plan-

parte inferior del reactor, se lava, se dre-

tas grandes, con eliminación biológica

na el agua y se seca.

de fósforo en la línea de aguas y diges-

La cristalización de estruvita supone

tión anaerobia en la línea de lodos.

una ventaja adicional (aparte del valor

Algunas estrategias como la elutria-

del producto), ya que se reducen los

ción del fango antes de la digestión

¿Qué es la estruvita? Ventajas

problemas de precipitación incontrola-

anaerobia (modificando la configura-

y limitaciones

da en la línea de lodos, que se convier-

ción de la depuradora), permiten redu-

ten en un coste de mantenimiento im-

cir la concentración de fósforo a la sali-

portante en algunas depuradoras con

da de la EDAR y aumentar la cantidad

digestión anaerobia.

de fósforo disponible para su recupera-

La estruvita es un mineral fosfático hidratado de amonio y magnesio (NH4MgPO4·6H2O) (Figura 4). Consti-

Cabe destacar que, para que el pro-

tuye un buen fertilizante de liberación

ceso PhosphogreenTM sea técnica y eco-

lenta y aporta nutrientes fundamenta-

nómicamente viable, la concentración

En la actualidad existen tres referen-

les como magnesio, nitrógeno y fósforo

de fósforo en la corriente de entrada de-

cias industriales de la tecnología

para la agricultura y la horticultura.

be de superar los 70 mg P/L. Por este

PhosphogreenTM en Dinamarca, cuyos

ción, lo que incrementa la viabilidad económica de la tecnología [9].

Además, destaca el bajo contenido en

datos principales se recogen en la Ta-

metales pesados por el hecho de ser

bla 1 [2]. El bajo porcentaje de recupe-

un compuesto cristalino, a diferencia

ración observado en Herning se debe a

de sus homólogos sintéticos [7].

que al principio sólo se trató el escurri-

Sin embargo, a pesar de su elevada

do del fango digerido. Actualmente se

pureza, la estruvita se sigue conside-

tratan tanto el escurrido del fango es-

rando un residuo en muchos países de

pesado como el del fango digerido y el

la Unión Europea, incluido España, por el hecho de ser recuperado de una

porcentaje de recuperación está increFigura 4. Estruvita precipitada con Phosphogreen

fuente residual. Por ello, se está traba-

mentando. En todos los casos se ha producido una estruvita de elevada pu-

jando de manera intensiva para poder aportar todas las pruebas científicas

Figura 5. Diagrama del reactor de recuperación de fósforo en forma de estruvita PhosphogreenTM

que posibiliten incluir la estruvita en la Regulación Europea de Fertilizantes [8], unificando los criterios de aceptación en los diferentes países. La tecnología PhosphogreenTM El grupo Suez dispone de la tecnología PhosphogreenTM para la recuperación de fósforo en forma de estruvita. Como muestra la Figura 5, las corrientes ricas en fósforo (>70 mg P/L) se introducen en el reactor y el pH se controla mediante la inyección de aire (stripping de CO2) y la adición de sosa (en caso que sea necesario). El magnesio, uno de los tres elementos que forman la estruvita, se encuentra siempre en concentraciones más bajas que el amonio y el fosfato en las aguas residuales, por lo que es necesaria su adición externa, comúnmente en forma de cloruro de magnesio.

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LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

Figura 6. Esquema general del proyecto LIFE ENRICH

reza y con unas concentraciones despreciables de metales pesados.

Tabla 1. Resultados de capacidades de tratamiento y de operación de la tecnología PhosphogreenTM en plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas Aby, Dinamarca

Herning, Dinamarca

Marselisborg, Dinamarca

Capacidad de la planta

84000 h.e

150000 h.e

200000 h.e

P tot a la entrada(kg/d)

105

240

250

Tipo de agua tratada

Escurrido del fango espesado + escurrido el fango digerido

Escurrido del fango digerido

Escurrido del fango espesado + escurrido el fango digerido

Porcentaje de recuperación de fósforo a escala de planta

35%

15%

45%

Producción diaria de estruvita (kg/d)

300

290

850

UN PASO MÁS HACIA LA EDAR DEL FUTURO: EL PROYECTO LIFE ENRICH El proyecto LIFE ENRICH, iniciado en septiembre de 2017, pretende demostrar la viabilidad técnica, económica y ambiental de la recuperación de nitrógeno y fósforo del agua residual, y su posterior valorización en la agricultura como fertilizantes (Figura 6). Emplazamiento de validación y demostración experimental

dalentín. La planta tiene una capacidad de diseño de 100.000 m 3 /d con una

de biogás. Los filtrados de la deshidra-

DBO5=600 mg/l.

centraciones de fósforo elevadas, ne-

Esta planta cuenta con un proceso

tación de este fango presentan concesarias para que su recuperación

Una planta piloto con una capacidad de tratamiento entre 1 y 3 m3/h se ins-

biológico para la eliminación de mate-

talará en la EDAR de Murcia Este, la

ria orgánica, nitrógeno y fósforo. El

La planta piloto contará con una uni-

cual trata agua residual de la ciudad de

efluente tratado se vierte al río Segura.

dad de recuperación de nitrógeno con

Murcia y está situada en el punto de

El fango espesado es tratado mediante

zeolitas y una unidad de recuperación

confluencia de los ríos Segura y Gua-

digestión anaerobia para la producción

de fósforo con la tecnología Phospho-

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Enero/Febrero 2018

resulte viable.

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LA RECUPERACIÓN DE NUTRIENTES DEL AGUA RESIDUAL: UNA NECESIDAD PARA LA DEPURADORA DEL FUTURO

greenTM. Además, se hará una modifi-

ble, alcanzándose porcentajes de recu-

cación de la línea de lodos de la EDAR

peración de fósforo de hasta el 45% en

(a escala real) para elutriar el fango y

forma de estruvita de gran pureza.

maximizar así la cantidad de fósforo recuperable en forma de estruvita. Resultados esperados

BIBLIOGRAFÍA [1] - M. JASINSKI, S. 2017. PHOSPHATE

El proyecto LIFE ENRICH permitirá

ROCK [en línea]. S.l.: U.S. Geological Survey,

dar otro paso hacia la EDAR del futuro,

Mineral Commodity Summaries. [Consulta: 1

al integrar las tecnologías de recupera-

febrero 2018]. Disponible en:

ción de nitrógeno y fósforo en una

https://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/co

EDAR, llegando a producir fertilizantes

mmodity/phosphate_rock/mcs-2017-

Al finalizar el proyecto se espera haber

in situ, cuyo valor agronómico será de-

phosp.pdf.

validado el tren de tratamiento propuesto,

mostrado mediante pruebas de campo

[2] – DELAHAYE, M. 2017. Phosphorus reco-

basado en la recuperación de fósforo

con varios cultivos a gran escala. En

very from wastewater: SUEZ’s PhosphogreenTM

(combinando la elutriación y su recupera-

paralelo se desarrollará un modelo de

technology successfully running in Denmark.

ción por cristalización) y nitrógeno (inter-

negocio que garantice la futura repro-

Conferencia. S.l.

cambio iónico más recuperación), produ-

ducibilidad de la cadena de valor, con-

[3] - NOTMAN, N. 2018. Haber-Bosch power

ciendo estruvita y sales de amonio. El

tribuyendo de manera significativa al

consumption slashed. Chemistry World [en lí-

valor agronómico de ambos productos (y

concepto de economía circular.

nea]. [Consulta: 1 febrero 2018]. Disponible en:

algunas mezclas de los mismos) se evaluarán mediante pruebas en parcelas co-

https://www.chemistryworld.com/news/ha-

AGRADECIMIENTOS

merciales con cultivos reales.

ber-bosch-power-consumptionslashed/5544.article.

Respecto al tratamiento en la EDAR,

A la Comisión Europea por la subven-

[4] – SANCHO, I., LICON, E., VALDERRAMA,

se prevé una recuperación del 40% del

ción recibida en los proyectos LIFE NE-

C., DE ARESPACOCHAGA, N., LÓPEZ-PALAU, S.

fósforo y el 15% del nitrógeno del agua

COVERY (LIFE12 ENV/ES/000332) y LI-

and CORTINA, J. 2017. Recovery of ammonia

y se estima una disminución de los

FE ENRICH (LIFE16 ENV/ES/000375).

from domestic wastewater effluents as liquid

costes operacionales del 10% (reduc-

A Lucía Prieto y todo el personal de

fertilizers by integration of natural zeolites and

ción de los costes de aireación, dispo-

la EDAR de Vilanova i la Geltrú por su

hollow fibre membrane contactors. Science of

sición del lodo y mantenimiento).

apoyo durante la fase experimental del

The Total Environment. Vol. 584-585, pp. 244-

proyecto LIFE NECOVERY.

251. DOI 10.1016/j.scitotenv.2017.01.123. Else-

En base a los resultados obtenidos, se desarrollará un modelo de negocio que integre los diferentes stakeholders

A Esamur, por su colaboración y soporte al proyecto LIFE ENRICH.

vier BV [5] –LATEEF, A., NAZIR, R., JAMIL, N., ALAM,

(operadores, industrias fertilizantes,

S., SHAH, R., KHAN, M. and SALEEM, M. 2016.

usuarios finales y administraciones),

Synthesis and characterization of zeolite based

que asegure la viabilidad y la reprodu-

nano–composite: An environment friendly slow

cibilidad a gran escala de la cadena de

release fertilizer. Microporous and Mesoporous

valor demostrada en el proyecto.

Materials. Vol. 232, pp. 174-183. DOI 10.1016/j.micromeso.2016.06.020. Elsevier BV

CONCLUSIONES Y PRÓXIMOS

[6] – RYU, H., LIM, C., KANG, M. and LEE, S.

PASOS

2012. Evaluation of struvite obtained from semiconductor wastewater as a fertilizer in culti-

El proyecto LIFE NECOVERY ha de-

vating Chinese cabbage. Journal of Hazardous

mostrado que el proceso de intercam-

Materials. Vol. 221-222, pp. 248-255. DOI

bio iónico con zeolitas es una estrate-

10.1016/j.jhazmat.2012.04.038. Elsevier BV

gia muy prometedora para incrementar

[7] - Estruvita: Ese oro blanco procedente de

la concentración de nitrógeno de las

los residuos - FuturENVIRO. FuturENVIRO [en

corrientes de EDAR hasta 30 veces,

línea] 2018.

maximizando así la viabilidad técnica y

[8] - SOMEUS, E. STRUBIAS working group

económica de las tecnologías de recu-

| REFERTIL. Refertil.info [en línea]. [Consulta: 1

peración.

febrero 2018]. Disponible en: http://www.refer-

La tecnología PhosphogreenTM y sus

til.info/news/strubias-working-group.

referencias industriales demuestran

[9] - LIFE PHORWater. Phorwater.eu [en lí-

que la recuperación de fósforo es via-

I www.retema.es I

nea] 2018.

Enero/Febrero 2018

RETEMA

REPORTAJE

Ampliación de la EDARi de Ahlstrom - Munksjö Paper Juan José Odriozola1, Federico Berganza2, Aitor Mier3, Luis Gómez4, Gorka Zalakain5 Project Sponsor, 2Project Manager, 3QHSE Manager, 4Project Manager, 5Director Técnico 1,2,3 Ahlstrom-Munksjö Paper I www.ahlstrom-munksjo.com • 4,5 Veolia Water Systems Ibérica I www.veoliawatertechnologies.es 1

hlstrom-Munksjö es líder glo-

tras la fusión de Ahlstrom Corporation

bal en materiales basados en

y Munksjö Oyj.

La factoría cuenta con dos máquinas de papel de 162 y 265 centímetros de

fibra, suministrando solucio-

La planta Ahlstrom-Munksjö Paper

ancho útil, una capacidad productiva de

nes innovadoras y sosteni-

S.A. está situada en Berastegi (Gipuz-

40.000 toneladas anuales, y la posibili-

bles para clientes en todo el mundo.

koa, España) próxima a la otrora villa pa-

dad de servir pedidos mínimos a partir

La oferta incluye papel decor paper,

pelera de Tolosa y fue fundada en 1920

de 0,5 toneladas. Se dispone de 5,2 hec-

medios de filtración, release liners, so-

como “Calparsoro y Compañía” por el Sr.

táreas de las que 1,8 están construidas.

porte para abrasivos, nonwovens teji-

D. Ildefonso Calparsoro en comandita. A

do no tejido, papel electrotécnico, ma-

lo largo de su historia ha elaborado dife-

teriales de fibra de vidrio, etiquetado,

rentes gamas de papel, desde papel pa-

embalaje y envase alimentario, cintas,

ra escritura a partir de trapos y papel

Las fábricas de papeles especiales

materiales para aplicaciones médicas

prensa a partir de paja en sus orígenes,

se definen por producir numerosas cali-

y soluciones para diagnóstico. Las

pasando por papeles de impresión, pa-

dades de papel o cartón para aplicacio-

ventas netas combinadas anuales son

peles de seguridad, papel vegetal, cartu-

nes especiales caracterizadas por pro-

aproximadamente de 2.150 millones

linas o papeles para la maduración de la

piedades determinadas y dirigidas a

de euros y se emplean 6.000 personas

uva en la vid. En la actualidad, y desde

mercados finales relativamente peque-

en 41 plantas productivas y de conver-

1964, fabrica papel decorativo, base pa-

ños o aplicaciones nicho que a menudo

ting en 14 países. Las acciones de

ra la elaboración de los laminados em-

se diseñan para un cliente o un grupo

Ahlstrom-Munksjö cotizan en los Nas-

pleados en suelos, mobiliario y revesti-

de usuarios determinado. Esto implica

daq de Helsinki y de Estocolmo. La

miento de edificios entre otros. En la

que, por ejemplo en la planta de Beras-

compañía se creó el 1 de abril de 2017

planta trabajan 166 personas.

tegi, se pueda llegar a fabricar hasta 12

RETEMA

Enero/Febrero 2018

SITUACIÓN DE PARTIDA

I www.retema.es I

REPORTAJE I AMPLIACIÓN DE LA EDARI DE AHLSTROM-MUNKSJÖ PAPER

calidades diferentes en un mismo día,

demostrar la viabilidad tecnológica de

particulada en suspensión (SPM) en el

resultando más de 5 cambios de cali-

este proceso, llevó a cabo un pilotaje,

decantador Actiflo.

dad al día como media anual. Esta sin-

realizando diversos ensayos y pruebas

Otro de los factores decisivos para la

gularidad, junto con las exigencias de

que permitieron optimizar el diseño de

elección de la propuesta tecnológica de

calidad y limpieza, o la incompatibilidad

la planta a escala real.

Veolia por parte de Ahlstrom-Munksjö

entre diferentes grados que limitan la

Las obras de la nueva EDARI comen-

Paper ha sido la capacidad del proceso

recirculación de aguas dentro del pro-

zaron en diciembre de 2016 finalizando,

Actiflo™ para reconvertirse en el futuro

ceso, conlleva un uso de agua específi-

según lo proyectado, un año después.

en sus variantes Actiflo™ Carb o Acti-

co elevado en comparación con la fa-

El proyecto ha sido cofinanciado por la

flo™ Soft, permitiendo a la industria pa-

bricación de papeles ordinarios.

Unión Europea a través del Fondo Euro-

pelera anticiparse a las nuevas exigen-

La aplicación de un sistema de mejo-

peo de Desarrollo Regional (FEDER) y

cias medioambientales de acuerdo con

ra continua en el uso del agua desde el

por el Departamento de Medio Ambiente

los estándares medioambientales del

año 2010 ha permitido reducir el uso específico desde los 47 m3/tn hasta los

y Política Territorial del Gobierno Vasco.

grupo que demuestran su compromiso

24 m3/tn en 2017. De ella, sólo se con-

de diseño de 200 metros cúbicos a la ho-

sume un 4% en la producción (corres-

ra, cuenta con la combinación de las tec-

DESCRIPCIÓN DE LA

pondiente a la evaporación, la hume-

nologías AnoxKaldnes™ MBBR (Moving

TECNOLOGÍA DE LECHO MÓVIL

dad del producto final y del fango de

Bed Biological Reactor) de lecho móvil de volumen 610 m3 para la depuración

ANOXKALDNES™ MBBR

depuración), mientras que el 96% restante se devuelve al medio convenien-

biológica del agua, y con la tecnología

El principio básico del proceso de le-

temente depurada.

Actiflo™ para la clarificación de agua con

cho móvil es el crecimiento de la bioma-

La nueva EDARI, con una capacidad

y concienciación ambiental.

La planta ya disponía de un trata-

decantación lastrada con microarena.

sa en soportes plásticos que se mueven

miento primario fisicoquímico de flocu-

Ambas tecnologías, patentadas por Veo-

en el reactor biológico mediante la agita-

lación y decantación precedido de des-

lia, permiten la eliminación de la deman-

ción generada por sistemas de aireación

baste y homogeneización instalado en

da química de oxígeno (DQO) disuelta

(reactores aerobios) o por sistemas me-

el año 1978. El efluente resultante del

en el reactor biológico, y de la materia

cánicos (en reactores anóxicos o anae-

primario se vierte al medio receptor, rio Zelai de la cuenca del Oria. PROYECTO La prioridad durante todas las etapas del proyecto, desde su diseño inicial hasta la fase de operación actual, es obtener un alto nivel de seguridad con el objetivo de Cero Accidentes siguiendo la política de la compañía AhlstromMunksjö “Safety is our mindset”. A pesar de que la calidad del efluente a la salida del tratamiento primario estaba dentro de lo fijado por la Autorización Ambiental Integrada derivada de la aplicación de la directiva de emisiones industriales sobre prevención y control integrados de la contaminación (IPPC), Ahlstrom-Munksjö tenía como objetivo mejorar el vertido implantando un tratamiento biológico secundario. Para ello confió en la tecnología de Veolia Water Technologies que previamente, para

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robios). Los soportes son de material plástico (Figura 1 (a)) con densidad próxima a 1 g/cm3 que les permite moverse

fácilmente en el reactor incluso con porcentajes de llenado del 65%. En el caso de Ahlstrom-Munksjö Paper el llenado es de un 16% con soportes Z200. La biopelícula que se forma en las paredes del relleno (Figura 1 (b)) se caracteriza por tener una mayor efectividad que los flóculos biológicos. A su

Figura 1. (a) Diferentes tipo de relleno producidos por AnoxKaldnes para su uso en los reactores MBBR. (b) Soporte plástico tipo K5 de AnoxKaldnes con biopelícula desarrollada en la superficie protegida del soporte

vez, los soportes plásticos empleados contienen una elevada superficie específica por unidad de volumen. Estas

Los reactores de lecho móvil suelen

mento, por ello, en cada uno de los reac-

dos particularidades hacen que los re-

utilizarse tanto en los casos de amplia-

tores de lecho móvil se disponen colecto-

actores de lecho móvil sean de volu-

ción por incrementos de cargas orgáni-

res de salida de chapa perforada. Tanto

men mucho menor que los de fangos

cas influentes como en el rediseño de

el sistema de parrillas de aireación como

activos convencionales.

procesos que tratan únicamente mate-

los colectores de salida están diseñados

ria orgánica y requieren también la eli-

específicamente para su utilización en re-

minación de nitrógeno.

actores con soporte plástico móvil.

Este tipo de procesos puede aplicarse tanto a plantas de tratamiento para la biodegradación de materia orgánica,

El oxígeno necesario para los microor-

De forma general, las principales

como para instalaciones con elimina-

ganismos presentes en el proceso es su-

ventajas que presenta el proceso de le-

ción de nutrientes, en aguas residuales

ministrado mediante un sistema de parri-

cho móvil frente a los procesos biológi-

urbanas e industriales. La tecnología

llas que cubre todo el fondo de los

cos convencionales son:

de lecho móvil es también empleada

reactores de lecho móvil. La aireación

en casos de ampliación de plantas de

también permite mantener en suspen-

• Reducción de volumen del reactor

tratamiento de fangos activos ya exis-

sión el soporte plástico para una adecua-

biológico por empleo de un soporte que

tentes al permitir llevarlos a cabo de

da operación del proceso. Asimismo, el

proporciona una superficie específica

forma sencilla y sin la necesidad de

soporte plástico debe quedar retenido

elevada.

construir nuevos reactores biológicos.

dentro del reactor biológico en todo mo-

• Son procesos con gran flexibilidad ya que en función del porcentaje de soporte plástico empleado en el reactor (se recomienda que no sea superior al 65%), se consigue modificar la superficie y en consecuencia la eficiencia del proceso. Esta flexibilidad permite diseñar los reactores para tratar las aguas estimadas en un futuro y emplear el relleno adecuado a la carga actual. • La operación y control sencillos. Por una parte, el proceso evita los problemas de atascamiento y consecuentemente períodos de limpieza continuados. Además, no es necesario un control de la purga de fangos, ya que el sistema mantiene la biomasa en el reactor hasta que es desprendida del soporte. • Ausencia de bulking filamentoso. A diferencia de los procesos de fangos activos, en los procesos de biomasa adherida el

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funcionamiento del reactor es independiente del decantador, no se requiere una

recirculación, y no se produce bulking filamentoso. La cantidad de biomasa presente en el reactor no depende de las características de sedimentación. • Recuperación rápida del proceso ante inhibiciones. La formación de biopelícu-

Figura 2. (a) Desarrollo de biopelícula en soportes tipo K5 y (b) en soporters AnoxKaldnesTM Z-MBBRTM de Veolia Water Technologies

la en el soporte plástico se hace de forma estratificada de forma que sean las primeras capas de la biopelícula las que

MBBR cuenta en la actualidad con más

la solución implantada por Veolia en la

se vean afectadas en casos de presen-

de 700 referencias en todo el mundo,

planta de Ahlstrom-Munksjö Paper radi-

cia de inhibidores o posibles picos de

tanto para aplicaciones municipales co-

ca en la utilización de la nueva genera-

carga excesiva (p.ej. vertidos de tóxicos

mo industriales. En la industria de la

ción de soporte Z-MBBR™, cuyo diseño

empleados durante limpiezas de circui-

celulosa y el papel, los principales pro-

en 3D permite el crecimiento del biofilm

tos). En estos escenarios se produciría

ductores mundiales como ENCE, Iber-

de forma controlada y protegida hasta

un decremento del rendimiento de elimi-

papel, Papelera Zicuñaga, SCA, Stora

alcanzar un grosor predeterminado. La

nación, pero una recuperación muy rápi-

Enso, Alier, United Paper, Sniace o In-

utilización de estos soportes permite eli-

da una vez pasado el inhibidor. A dife-

ternational Paper, entre otros, han con-

minar la DQO filtrada biodegradable del

rencia de los procesos de fangos

fiado con éxito en esta tecnología.

agua y evitar la formación de posibles

activos la generación de la nueva bio-

precipitados de calcio proveniente de la

masa y la recuperación total de la activi-

TECNOLOGÍA

dad biológica se ve reestablecida rápi-

ANOXKALDNES™ Z-MBBR™:

damente tras el paso del inhibidor.

NUEVA GENERACIÓN DE

de MBBR mediante el cual, por vez pri-

BIOSOPORTE 3D

mera, el proceso de biopelícula se pue-

La tecnología de depuración biológica con lecho móvil AnoxKaldnes™

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dureza del agua en cuestión. Z-MBBR™ es una nueva generación

de operar de tal forma que el grosor de la Una de las principales novedades de

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biopelícula es ajustado a un valor cons-

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ción del rango de aplicaciones de la tecnología MBBR. Los soportes Z-MBBR™ pueden ser diseñados de forma personalizada de acuerdo a las necesidades específicas de la aplicación y, por lo tanto, abre considerablemente el espectro de aplicaciones donde la tecnología AnoxKaldnes™ puede ser implantada de forma competitiva. Entre otras, se ha confirmado su aplicación efectiva en el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de calcio, en procesos de eliminación de nitrógeno mediante nitritación parcial. tante y predeterminado. El diseño único

de protección en forma de cruz con una

de los soporte Z-MBBR™, en 3D y con

altura delimitada. La biopelícula crece

una altura delimitada, permite desarrollar

hacia el exterior de los compartimentos y

las condiciones ambientales deseadas

lo que sobresale es eliminado a través

Los resultados recogidos durante las

en la biopelícula y favorecer la selección

de la acción de la erosión debido a la co-

primeras semanas tras la puesta en

de bacterias que se requiera en cada

lisión entre soportes, que están en conti-

marcha del sistema en noviembre de

aplicación. Además, elimina las variacio-

nuo movimiento dentro del reactor. Du-

2017, muestran que se han alcanzado

nes de operación asociadas al cambio

rante la fabricación de los soportes se

las metas proyectadas. Es decir, la eta-

de grosor de biopelícula y las limitacio-

elige la altura de los compartimentos en

pa secundaria MBBR y su clarificación

nes que puedan ocurrir debido a la obtu-

función de la altura de biopelícula desea-

con decantación lastrada con microare-

ración de los huecos del soporte que

da según su aplicación; por ejemplo, el

na, reducen la DQO en un 30% y la

suelen ocurrir en algunos casos aislados

modelo Z-400 tiene un grosor de 400 μm

DBO en un 50%, además de una im-

cuando existen picos de carga orgánica.

mientras que el modelo Z-200 un grosor

portante disminución de los sólidos en

En la Figura 2 (a) y Figura 2 (b) se

de 200 μm. Su forma de silla de montar

suspensión y turbidez del vertido.

pueden observar las diferencias entre

aumenta la fricción entre los soportes,

La versatilidad del diseño permitirá

los soportes tipo K5 y los nuevos so-

asegurando la erosión de la biopelícula

futuras optimizaciones (combinando el

portes Z-MBBR™ y se intuye el tipo de

que sobresale de los ejes de protección.

grado de llenado de biosoportes en el

desarrollo de biopelícula en los dos ti-

La nueva generación de soportes Z-

reactor, o actualizando el tipo de sopor-

pos de carrier.

MBBR™ parte de la idea de controlar el

te, o implementando los módulos Acti-

RESULTADOS

Los soportes Z-MBBR™ se producen

grosor de biopelícula de tal forma que se

flo™ Carb o Actiflo™ Soft) con el obje-

de tal forma que en toda el área superfi-

puedan seleccionar aquellas bacterias

tivo de reutilizar el agua de vertido en el

cial pueda desarrollarse el crecimiento

que interesan para el proceso y eliminar

proceso productivo, y que la planta de

de biopelícula, dentro de los comparti-

las que no interesan. Mediante el control

Ahlstrom-Munksjö se anticipe una vez

mentos de la parte externa del soporte

del grosor de biopelícula se puede al-

más a nuevas exigencias medioam-

(Figura 2 (b)). Estos compartimentos se

canzar un mejor control de la microbiolo-

bientales de acuerdo con los estánda-

generan mediante los denominados ejes

gía presente, lo que implica la amplia-

res medioambientales de la compañía.

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TECNOLOGÍA SMART-PLANT SCEPPHAR: HACIA EL OBJETIVO DE CONVERTIR UNA DEPURADORA EN UNA BIOREFINERÍA

Tecnología SMART-Plant SCEPPHAR: hacia el objetivo de convertir una depuradora en una biorefinería Juan Antonio Baeza1, Oriol Larriba1, Zivko Juznic1, Anna Lupón2, David Güell2, Ricard Tomàs2, Francesco Fatone3, Javier Lafuente1, David Gabriel1, Albert Guisasola1 1 Universitat Autònoma de Barcelona I www.uab.cat • 2Aigües de Manresa SA I www.aiguesmanresa.cat 3 Università Politecnica delle Marche I www.univpm.it

INTRODUCCIÓN

Enhanced Phosphorus and PHA Reco-

de bioplásticos. El sistema se estrena

very)", es pionera en el mundo y puede

por primera vez a escala piloto en las

La integración de la recuperación de

transformar las actuales EDAR en pe-

instalaciones de la depuradora de Man-

recursos en las actuales plantas depu-

queñas biorefinerías, impulsando de es-

resa-Sant Joan de Vilatorrada y forma

radoras de aguas residuales (EDAR)

ta manera el sector hacia un escenario

parte del proyecto europeo SMART-

busca la transformación de las EDAR en

de economía circular. Desarrollada por

Plant (Scale-up of low-carbon footprint

instalaciones de recuperación de recur-

la UAB y Aigües de Manresa S.A. em-

Material Recovery Techniques, EU-

sos hídricos (Water Resource Recovery

presa municipal, la tecnología utilizada

H2020, grant agreement 690323).

Facilities, WRRF). La nueva tecnología

mejora el tratamiento de las aguas resi-

En conjunto, el proyecto europeo

desarrollada, que recibe el nombre de

duales urbanas al tiempo que extrae

SMART-Plant (Grant Agreement no.

"Main-stream SCEPPHAR (Short-Cut

fósforo y materiales para la fabricación

690.323) con una duración de 4 años y

Figura 1. Imagen de la planta piloto SCEPPHAR situada en la EDAR de Manresa-Sant Joan de Vilatorrada (Barcelona)

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TECNOLOGÍA SMART-PLANT SCEPPHAR: HACIA EL OBJETIVO DE CONVERTIR UNA DEPURADORA EN UNA BIOREFINERÍA

elemento paradigmático ya que su uso es omnipresente en nuestra sociedad y la elevada productividad agrícola depende principalmente de tal elemento. Se estima que, con el ritmo actual de consumo, las reservas minerales mundiales de fósforo serán reducidas a tal punto que su extracción será económicamente inviable a finales de este siglo (Cordell et al., 2009). Por lo tanto, es de vital importancia poder recuperar el fósforo para reintroducirlo en la cadena productiva de forma fácil y económica. La eliminación biológica de fósforo (Enhanced Biological Phosphorus Removal, EBPR) es un proceso ambienFigura 2. Configuración de los controladores de sondas

talmente sostenible que permite obtener un efluente con una concentración de fósforo por debajo de los límites le-

una inversión de 9.768.806,09 € está

doras netas de energía y recursos a pro-

gislados. El funcionamiento convencio-

formado por 26 socios (empresas y uni-

ductoras de materiales valiosos.

nal de este proceso permite obtener lodos con alto contenido en polifosfato,

versidades) de 10 países de la UE y es una Acción de Innovación del programa

RECUPERACIÓN DE RECURSOS

pero al ser tratados mediante el proceso de digestión anaeróbica se liberan

EU-H2020-WATER-1b-2015. El objetivo global del proyecto es escalar y de-

Uno de los mayores retos en nuestra

produciendo precipitados indeseados

mostrar soluciones eco-innovadoras

sociedad en el tratamiento de las

en el digestor y en los elementos aso-

para modernizar las EDAR existentes

aguas residuales es la transformación

ciados tales como bombas y conduccio-

en un entorno real. Durante el proyecto,

de las EDAR en sistemas que recupe-

nes. Actualmente se están implemen-

se están probando hasta nueve plantas

ren recursos, acercándose a un entor-

tando procesos físico-químicos para la

piloto en cinco depuradoras diferentes

no de economía circular. En este con-

recuperación de este fósforo liberado

con el objetivo de mejorar el tratamiento

texto, algunos desarrollos nuevos de

en el sobrenadante de la digestión ana-

de las aguas residuales, la eficiencia

sistemas pretenden cambiar el foco de

erobia de los fangos. El fósforo de este

energética, la reducción de gases de

la eliminación de nutrientes a su recu-

efluente se puede recuperar en forma

efecto invernadero y la recuperación de

peración. Por ejemplo, el fósforo es un

de estruvita (NH 4 MgPO 4 ·6H 2 O), un

recursos. Además, los recursos recuperados (biopolímeros, celulosa, fertilizan-

Figura 3. Esquema global de la configuración SCHEPPHAR

tes y productos intermedios) se procesarán

hasta

transformarlos

productos comercializables. Se estima que mediante las tecnologías desarrolladas por el proyecto se pueden mejorar las EDAR existentes con una inversión inicial de entre 15 y 20 € por habitante, con una rentabilidad de un año a través de los ahorros potenciales acumulativos de unos 17 o 18 € por habitante y año. Esta elevada rentabilidad económica podría revolucionar el sector actual en pocas décadas, transformando las depuradoras de consumi-

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Figura 4. Diagrama detallado del proceso SCEPPHAR

DESARROLLO DEL PROCESO El nuevo proceso SCEPPHAR está basado en experiencias previas del grupo GENOCOV en el desarrollo de sistemas de dos lodos para el tratamiento de aguas residuales industriales (Carrera et al., 2003) y de aguas residuales urbanas (Marcelino et al., 2011), así como en los más de 15 años de experiencia en la eliminación biológica de fósforo tanto en sistemas continuos (Baeza et al., 2004, 2002, Guerrero et al., 2015, 2011) como en sistemas tipo reactor discontinuo secuencial (Sequencing Batch Reactor, SBR) (Marcelino et al., 2011; Pijuan et al., 2004; Tayà et al., 2011). Por otro lado, el desarrollo de nuevos sistemas de medida

fertilizante de liberación lenta, valorizable para aplicaciones agrícolas (Yetil-

Figura 5. Panel de control del proceso SCEPPHAR

del proceso como por ejemplo las son-

mezsoy et al., 2017). Con el objetivo de

das ion-selectivo de amonio permite la

reducir los costes energéticos y el con-

implementación de nuevas estrategias

sumo de productos químicos, las pro-

de control del proceso que puede dar

puestas científicas más recientes apun-

lugar a sistemas más optimizados (Ba-

tan al uso de procesos biológicos que

eza et al., 2017, 2002, Guerrero et al.,

permitan concentrar el fósforo desde la

2015, 2012; Ostace et al., 2013). El di-

corriente principal de aguas. El sistema

seño de la planta se ha fundamentado

SCEPPHAR desarrollado utiliza los mi-

en simulaciones realizadas basadas en

croorganismos acumuladores de fosfa-

una modificación del modelo de la IWA

to (Polyphosphate Accumulating Orga-

(International Water Association)

nisms, PAO) para concentrar el fósforo

ASM2d (Henze et al., 2000), extendido

del efluente y así generar una corriente

para incluir el nitrito como una variable

con concentración de fósforo suficiente-

de estado más. La dinámica de la con-

mente elevada para poder realizar su

centración de oxígeno disuelto, incluyendo su control mediante un controla-

precipitación en forma de estruvita. Un problema habitual que limita la

(PHA), que se trata de un bioplástico na-

dor proporcional durante las fases

aplicación de la EBPR en el ámbito mu-

tural biodegradable. Hay un grupo de in-

aerobias, así como las emisiones de

nicipal es la baja carga orgánica presen-

vestigación del proyecto SMART-Plant

te en estas aguas. Por este motivo, la in-

(Brunel University, UK) que se encarga

N2O asociadas al proceso han sido modelizadas también. Todas las simulacio-

tegración de la EBPR con la eliminación

de la utilización de estos bioplásticos pa-

nes se han realizado mediante el soft-

de nitrógeno vía nitrito parece una buena

ra la producción de biocomposite (Slud-

ware Matlab®.

opción para reducir los requerimientos

ge Plastic Composite, SPC) mediante

Antes de detallar el proceso piloto es

de materia orgánica necesaria para la

procesos de extrusión. Los productos

interesante recordar que para llevar a

eliminación simultánea de nitrógeno y

SPC se pueden utilizar como secciones

cabo la EBPR se necesitan microorga-

fósforo. La EBPR también puede permi-

de cubierta, interiores y exteriores en la

nismos tipo PAO, los cuales son capa-

tir la producción de fangos con elevada

construcción de edificios y algunas apli-

ces de acumular fósforo intracelular-

concentración de polihidroxialcanoato

caciones de la industria del automóvil.

mente

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cuando

son

sometidos,

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alternativamente, a condicio-

nadante al tanque de inter-

nes anaerobias – aerobias

cambio (R4-INT). En este

(o anóxicas en el caso de los

punto del proceso una pe-

PAO

desnitrificantes,

queña fracción del volumen

DPAO). Durante la fase ana-

del tanque de intercambio es

erobia consumen ácidos

enviado al reactor de recupe-

grasos volátiles y acumulan

ración de estruvita (R3-PRE),

intracelularmente carbono

mientras que el resto del con-

en forma de PHA utilizando

tenido se transfiere al reactor

energía que obtienen al hi-

autótrofo (R2-AUT), donde

drolizar sus reservas inter-

se realizará la oxidación a ni-

nas de polifosfato. El resul-

trito del amonio presente en

tado es una liberación de

el agua. Finalmente, después

fósforo al medio. Durante la

de una nueva etapa de sedi-

fase anóxica (y/o aerobia),

mentación, el sobrenadante

en ausencia de materia or-

de los reactores R2-AUT y

gánica, emplean la energía

R3-PRE es transferido al re-

almacenada previamente en

actor R1-HET, donde los or-

forma de PHA para acumu-

ganismos PAO y DPAO reali-

lar más fosfato del que han

zan la desnitrificación y

liberado anteriormente, dan-

captación del fósforo en una

do lugar así a una reducción

etapa anóxica, finalizando la

de la concentración de fósfo-

reacción con una etapa aeró-

ro en el agua a tratar. Si du-

bica que garantiza la capta-

rante esta fase en el medio

ción completa de fósforo.

hay nitrato o nitrito en lugar

Después de la sedimenta-

de oxígeno (condiciones

ción final, el sobrenadante

anóxicas) los DPAO son ca-

del reactor es descargado al

paces de realizar la desnitrificación simultáneamente a

Figura 6. Predicción de la evolución de las concentraciones de amonio, nitrito, nitrato y fosfato en un ciclo del sistema en estado estacionario, 5% de volumen de extracción para precipitación y nitrificación parcial.

efluente y el sistema está disponible para iniciar un nuevo ciclo de tratamiento.

la captación de fósforo, re-

Uno de los puntos a des-

duciendo así el consumo de materia orgánica, las necesidades de

PRE). El sistema está diseñado para

tacar del proceso presentado es el mo-

oxígeno y la producción de lodos.

trabajar con una relación de volumen re-

mento en el que se realiza la purga de

La Figura 3 muestra un esquema sim-

novado en cada ciclo del 50% o del 80%

lodos en el reactor enriquecido en PAO,

plificado del sistema SCEPPHAR, don-

del volumen de los reactores, destinan-

que es al final de la etapa anaerobia.

de el agua residual de entrada se trans-

do el volumen restante a mantener los

Esto presenta dos grandes ventajas en

forma en tres salidas: agua residual

lodos sedimentados en el reactor. El

relación a la purga aerobia realizada en

tratada cumpliendo los límites de legis-

proceso se inicia cargando el agua resi-

los sistemas EBPR convencionales.

lación de nutrientes, estruvita y lodos

dual a tratar en el R1-HET, el cual con-

Por un lado, los lodos retirados tienen el

con contenido en bioplásticos. La Figura

tiene lodos enriquecidos en organismos

contenido más alto en PHA de todo el

4 presenta un diagrama detallado del

PAO y DPAO. Bajo condiciones anaeró-

proceso, ya que llevan toda la fase ana-

proceso de la planta piloto SCEPPHAR.

bicas se produce la liberación de fósforo

erobia acumulando PHA gracias a la

La planta se compone de dos reactores

y el consumo de materia orgánica con la

captación de materia orgánica, de mo-

biológicos SBR del mismo volumen, uno

consecuente acumulación de PHA en el

do que se facilita la recuperación de es-

con biomasa heterótrofa (R1-HET) y el

interior de los microorganismos. Antes

te polímero que puede emplearse como

otro con biomasa autótrofa (R2-AUT),

de finalizar la fase se realiza la purga de

precursor en la producción de bioplasti-

un tanque de intercambio (R4-INT) y un

lodos en exceso y a continuación se de-

cos. Por otro lado, tal como se ha co-

reactor de precipitación para la recupe-

tiene la agitación y se sedimenta el con-

mentado anteriormente, durante la fase

ración de fósforo como estruvita (R3-

tenido del reactor para enviar el sobre-

anaerobia, además de acumular PHA,

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los PAO liberan el fósforo que tienen almacenado intracelularmente y esto hace que los lodos purgados tengan un contenido bajo en fósforo. En configuraciones EBPR convencionales se produce el caso contrario, los lodos purgados al final de la fase aerobia tienen un alto contenido en polifosfato ya que es la vía a través de la cual se elimina el fósforo del sistema. Cuando los lodos EBPR convencionales se envían a los sistemas de digestión, debido a las condiciones de pH y al aumento de la concentración en el medio, se pueden producir precipitados indeseados de estruvita en el digestor y conducciones posteriores. Este hecho eleva los costes del tratamiento ya que los precipitados pueden llegar a reducir el diámetro efectivo de las conducciones, aumentando así los requerimientos de bombeo y el mantenimiento requerido para evitar obturaciones. Además de ser buenas para la purga de biomasa, las condiciones que se dan después de la fase anaerobia son las óptimas para realizar la recuperación de nutrientes en forma de estruvita debido a que el agua contiene la máxima concentración de fosfato y amonio. La elevada concentración de fósforo es fruto del proceso de liberación mientras que la de amonio es la misma que al inicio del proceso ya que en condiciones anaerobias no se transforma. De este modo, una pequeña fracción del volumen es enviada al reactor de precipitación donde se añaden sales de magnesio y se eleva el pH para favorecer la formación de estruvita. Es importante destacar que a pesar de ser alrededor de un 5% del volumen inicial, esta fracción puede contener más del 50% del fósforo inicial contenido en el agua residual. Otra etapa a destacar del proceso es la de oxidación del amonio en el reactor R2-AUT. El amonio sólo se oxida hasta la producción de nitrito, en lugar de la oxidación a nitrato que se realizaría en

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Figura 7. Reactores R2-AUT y R3-PRE del proceso SCEPPHAR

monitorización y control, el reac-

sumo innecesario de aire. La planta pilo-

tor R1-HET está equipado con

to cuenta también con un sistema que

sondas de nivel, pH, temperatu-

permite monitorizar el consumo eléctri-

ra, oxígeno disuelto y potencial

co de cada uno de los equipos de la ins-

redox (ORP). El R2-AUT cuenta

talación (bombas, agitadores y soplan-

también con sondas de nivel,

te) (Wellness Telecom, Sevilla, España).

pH, temperatura, oxígeno disuel-

Durante la operación de los reactores

to y, en lugar de ORP, dispone

también se monitorizarán las emisiones

de una sonda de amonio y nitra-

de gases de efecto invernadero, princi-

to. Esta última sonda es la que permite implementar el proceso

palmente el N2O asociado a los procesos de nitrificación parcial y desnitrifica-

de nitrificación parcial ya que,

ción, con el objetivo de valorar el

mediante un sistema de control,

impacto ambiental de la tecnología.

cuando se detecta que se ha

Actualmente la planta está en proceso

un tratamiento convencional. Esta estra-

consumido todo el amonio se detiene la

de arranque hasta alcanzar el rendi-

tegia permite reducir los costes de aire-

aireación y la agitación, dando por con-

miento de diseño. Los resultados que se

ación sin reducir la calidad del agua a la

cluida la etapa. El reactor de intercam-

presentan en la Figura 6 muestran una

salida del tratamiento ya que los DPAO,

bio (R4-INT) dispone únicamente de

previsión del comportamiento del siste-

en la posterior etapa anóxica, son capa-

una sonda de nivel mientras que el de

ma una vez este se encuentre en el es-

ces de desnitrificar desde nitrito. La nitri-

precipitación (R3-PRE) sólo de pH. Co-

tado estacionario, realizada con el mo-

ficación parcial se consigue mediante

mo se ha comentado previamente, en el

delo desarrollado para el diseño de la

un control de la duración de la fase ae-

reactor de precipitación se añaden sales

planta. En el gráfico que hace referencia

robia (Marcelino et al., 2011), detenien-

de magnesio y se aumenta el pH para

al reactor heterótrofo (R1-HET) se ob-

do la aireación cuando se detecta que

favorecer la formación de estruvita. El

serva cómo la concentración de fosfato

todo el amonio ha sido oxidado. Aplican-

aumento del pH se consigue mediante

aumenta hasta el final de la etapa anae-

do esta estrategia en ciclos sucesivos

una aireación intensiva del reactor, con-

robia y cómo es captada completamente

se consigue lavar mayoritariamente a

siguiendo llevar el pH a valores cerca-

al final de la etapa aerobia, permitiendo

los organismos NOB (Nitrite-Oxidizing

nos a 9 gracias al proceso de desabsor-

eliminar el fósforo del agua sin la adición

Bacteria) del reactor, de modo que este

ción del CO2 del agua. La sonda de pH

de cloruro férrico o sales de aluminio.

se enriquece principalmente en AOB

instalada en este reactor permite dete-

Estos elementos sí que son necesarios

(Ammonia-Oxidizing Bacteria).

ner la aireación cuando se ha alcanzado

en un tratamiento convencional por pre-

el valor configurado, evitando así el con-

cipitación. Además, con la configuración

IMPLEMENTACIÓN DEL PROCESO

Figura 8. Diagrama 3D con la configuración de la planta SCEPPHAR

La planta piloto de Manresa-Sant Joan de Vilatorrada donde se implementa el nuevo proceso SCEPPHAR está diseñada para tratar hasta unos 10 m3 al día de aguas residuales, siguiendo los límites normativos más restrictivos. Los reactores R1-HET, R2-AUT y R4-INT tienen un volumen de 3 m3 mientras que el reactor R3-PRE tiene un volumen menor, 0.3 m3 (Figura 1), ya que sólo trata una fracción de alrededor del 5% del volumen cargado en cada ciclo. Todos los reactores excepto el de intercambio disponen de agitación y aireación. En cuanto al sistema de

RETEMA

Enero/Febrero 2018

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TECNOLOGÍA SMART-PLANT SCEPPHAR: HACIA EL OBJETIVO DE CONVERTIR UNA DEPURADORA EN UNA BIOREFINERÍA

simulada, es posible recupe-

Guerrero, J., Guisasola, A., Baeza, J.A.,

rar hasta un 50% del fósforo

2011. The nature of the carbon source ru-

presente en el influente y con-

les the competition between PAO and de-

vertirlo en fertilizantes útiles

nitrifiers in systems for simultaneous bio-

para la agricultura, mediante

logical nitrogen and phosphorus removal.

la extracción de únicamente

Water Res. 45. doi:10.1016/j.wa-

un 5% del caudal de entrada.

tres.2011.06.019

En el gráfico relativo al re-

Guerrero, J., Guisasola, A., Baeza, J.A.,

actor autótrofo (R2-AUT) se

2015. Controlled Crude Glycerol Dosage to

observa como todo el amo-

Prevent EBPR Failures IN C/N/P Removal

nio es oxidado a nitrito, con

WWTPS. Chem. Eng. J. 271, 114–127.

una producción de nitrato

doi:10.1016/j.cej.2015.02.062

muy baja. Esta es otra ven-

Guerrero, J., Guisasola, A., Comas, J.,

taja del sistema SCEPP-

Rodríguez-Roda, I., Baeza, J.A., 2012. Mul-

HAR, ya que puede reducir

ti-criteria selection of optimum WWTP con-

los costes de operación has-

trol setpoints based on microbiology-rela-

ta un 25% al eliminar el 90% del nitrógeno vía nitrito, un

ted failures, effluent quality and operating

Figura 9. Equipo investigador del proyecto. (De izquierda a derecha, de arriba a abajo): David Gabriel (UAB), David Güell (AdM), Albert Guisasola (UAB), Juan Antonio Baeza (UAB), Ricard Tomàs (AdM), Oriol Larriba (UAB), Zivko Juznic (UAB)

costs. Chem. Eng. J. 188, 23–29.

proceso que disminuye los

doi:10.1016/j.cej.2012.01.115

requerimientos de aireación y de materia orgánica del proceso.

Henze, M., Gujer, W., Mino, T., van Lo-

an de Vilatorrada con el objetivo de de-

osdrecht, M.C.M., 2000. Activated sludge models

Es interesante remarcar que, gracias

mostrar en condiciones operacionales

ASM1, ASM2, ASM2d and ASM3: Scientific and techni-

a la nueva configuración presentada,

reales las características ya evaluadas

cal report No. 9. IWA Publishing, London.

mediante la modificación de paráme-

positivamente a escala laboratorio.

tros operacionales cómo la duración de las fases, el tiempo de residencia celu-

Marcelino, M., Wallaert, D., Guisasola, A., Baeza, J.A., 2011. A two-sludge system for simultaneous bio-

BIBLIOGRAFÍA

logical C, N and P removal via the nitrite pathway. Wa-

lar o el volumen enviado al reactor de

ter

Sci.

Technol.

64,

1142–1147.

precipitación, es posible optimizar el

Baeza, J.A., Gabriel, D., Lafuente, F.J., 2002. Impro-

proceso en función de cual sea el obje-

ving the nitrogen removal efficiency of an A2/O based

Ostace, G.S., Baeza, J.A., Guerrero, J., Guisasola, A.,

tivo en cada caso. Así pues, es posible

WWTP by using an on-line Knowledge Based Expert

Cristea, V.M., Agachi, P. ., Lafuente, F.J., 2013. Develop-

maximizar la producción de PHA, la re-

System.

ment and economic assessment of different WWTP

cuperación de fósforo o incluso la ca-

doi:10.1016/S0043-1354(01)00402-X

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Pijuan, M., Saunders, A.M., Guisasola, A., Baeza, J.A., Casas, C., Blackall, L.L., 2004. Enhanced biologi-

metedora tecnología capaz de aportar

Baeza, J.A., Guerrero, J., Guisasola, A., 2017. Optimi-

cal phosphorus removal in a sequencing batch reactor

toda una serie productos de valor aña-

sing a novel SBR configuration for enhanced biological

using propionate as the sole carbon source. Biotech-

dido para la sociedad sin la necesidad

phosphorus removal and recovery (EBPR2). Desalin.

nol. Bioeng. 85, 56–67. doi:10.1002/bit.10813

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Water Treat. 68, 319–329. doi:10.5004/dwt.2017.20468

Tayà, C., Guisasola, A., Baeza, J.A., 2011. Assess-

miento del agua o de incurrir en eleva-

Carrera, J., Baeza, J.A., Vicent, T., Lafuente, F.J.,

ment of a bioaugmentation strategy with polyphospha-

dos costes de operación, mientras la

2003. Biological nitrogen removal of high-strength am-

te accumulating organisms in a nitrification/denitrifica-

complejidad del proceso y de su control

monium industrial wastewater with two-sludge sys-

tion sequencing batch reactor. Bioresource Technol.

son contrarrestados por la madurez de

tem. Water Res. 37, 4211–21. doi:10.1016/S0043-

102, 7678–84. doi:10.1016/j.biortech.2011.05.041

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1354(03)00338-5

Yetilmezsoy, K., Ilhan, F., Kocak, E., Akbin, H.M.,

nuevos sensores disponibles. La planta

Cordell, D., Drangert, J.-O., White, S., 2009. The

2017. Feasibility of struvite recovery process for fertili-

piloto estará en operación dentro del

story of phosphorus: Global food security and food for

zer industry: A study of financial and economic analy-

proyecto SMART-Plant durante dos

thought. Glob. Environ. Chang. 19, 292–305.

sis. J. Clean. Prod. 152, 88–102. doi:10.1016/j.jcle-

años en la EDAR de Manresa-Sant Jo-

doi:10.1016/j.gloenvcha.2008.10.009

pro.2017.03.106

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Enero/Febrero 2018

RETEMA

VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

Validación de materiales adsorbentes y técnicas de oxidación avanzadas para eliminar contaminantes emergentes en aguas residuales tratadas Luis Miguel Ayuso García1, Sofia Martínez López1, José Antonio Gabaldón Hernández2, Estrella Núñez Delicado2, María Isabel Fortea Gorbe2, Vicente Manuel Gómez López2, Teresa Gómez Morte2, Teresa Reyes Serna Box3, Antonio J. Morte Tornero4, Miguel Alegría Banegas5, Pinalysa Cosma6, Paola Fini7. Asociación Empresarial de Investigación Centro Tecnológico Nacional de la Conserva y Alimentación – CTC I www.ctnc.es • 2Fundación Universitaria

San Antonio de Cartagena-UCAM I www.ucam.edu • 3HIDROGEA, Gestión Integral de Aguas de Murcia I www.hidrogea.es HIDROTEC Tratamiento de Aguas I www.hidrotec.es • 5Regenera Levante I www.regeneralevante.com • 6Università degli Studi "Aldo Moro" di Bari – UNIBA I

www.uniba.it • 7Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR I www.ba.ipcf.cnr.it

a Unión Europea, a través de la convocatoria LIFE, cofinanciará con 895,500€ el desarrollo de CLEANUP, un proyecto de de-

mostración liderado por la UCAM y con la participación del CTC, Hidrogea, Hidrotec, Regenera, UNIBA y CNR (Italia), en el que se pondrá a punto una tecnología eficaz y sostenible que permita obtener aguas depuradas libres de contaminantes emergentes.

SITUACIÓN ACTUAL Existen multitud de contaminantes y subproductos de procesos industriales que van diariamente al agua; disolventes, plaguicidas, restos de productos de limpieza industrial, limpiadores, productos de cosmética, perfumes, jabones etc, y entre los más peligrosos, los medicamentos, ya que confieren resistencia a ciertos microorganismos, como es el caso de los antibióticos o derivados de medicamentos hormonales, que producen alteraciones sexuales en las especies y pueden afectar en general, al sistema endocrino. A este grupo de contaminantes se les conoce como contaminantes emergentes (CEs).

100

RETEMA

Enero/Febrero 2018

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VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

La emisión de Ces ha desencadenado una conciencia social, alcanzado gran repercusión mundial, ya que son reconocidos como contaminantes no regulados y de problemática ambiental asociada. Su efecto en el medioambiente dependerá de su concentración, persistencia, la bioacumulación,

tiempo

exposición o los mecanismos de biotransformación o eliminación. Sin embargo, es necesario señalar que debido a la elevada producción, consumo y a la continua introducción en el medio ambiente, mucho de estos contaminantes no necesitan ser persistentes para ocasionar efectos adversos. También es importante resaltar que algunas sustancias sufren transformaciones, dando lugar a metabolitos o subproductos de degradación incluso más tóxicos que los compuestos originales. Dado que tanto los residuos de CEs coTabla1. Fuentes de generación de contaminantes emergentes

mo sus metabolitos suponen un riesgo para la salud y el medio ambiente, dife-

Hospitales

Granjas

rentes organizaciones han tomado conciencia del problema, como la OMS, la

Acuicultura

Hormonas y fármacos inyectados (aves/ganado); Piensos (aves/ganado/peces); tratamientos colmenas

Desechos y fármacos caducados

UE, el PNUMA, la EPA o el IPCS, además de la comunidad científica. Con objeto de establecer un marco para la protección de las aguas super-

Hogares

Industria farmacéutica

Aguas residuales y EDARs

Liberación de fármacos caducados o excretados

Desechos industriales que contienen fármacos, aguas de escorrentía con fármacos pulverizados

Residuos de alcantarillado con fármacos y hormonas

ficiales continentales, las aguas de transición, las aguas costeras y las aguas subterráneas, se promulgó la

cuenta el principio de cautela, en parti-

lar este tipo de contaminantes: Deci-

Directiva2000/60/CE, estableciendo

cular al determinar los efectos poten-

sión nº 2455/2001/CE, Directiva

que una política de aguas eficaz y co-

cialmente negativos que se derivan del

2008/105/CE, Directiva 2013/39/UE;

herente debe interrumpir o reducir pro-

producto y al realizar la evaluación

estas Directivas establecen listas y

gresivamente la contaminación por

científica del riesgo.

normas de calidad de sustancias con-

vertido, emisión o pérdida de sustan-

En los últimos años, el desarrollo de

taminantes prioritarias en un número

cias peligrosas prioritarias, entendien-

nuevos y más sensibles métodos de

que se va incrementando progresiva-

do como tal aquellas sustancias o gru-

análisis ha permitido descubrir la pre-

mente, en función de los avances de

pos de sustancias que son tóxicas,

sencia de otros contaminantes, poten-

estudios científicos y métodos de aná-

persistentes y pueden causar bioacu-

cialmente peligrosos, como los CEs.

lisis de aguas.

mulación, así como otras sustancias o

Esta circunstancia ha desencadenado

Las fuentes más importantes de CE´s

grupos de sustancias que entrañan un

que la UE haya elaborado una serie

son los provenientes del uso doméstico

nivel de riesgo análogo y que a la hora

de normativas, que constituyen un in-

de estas sustancias, las que provienen

de determinarlas, se debe tener en

cipiente marco legal que intenta regu-

de hospitales, industria farmacéutica,

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Enero/Febrero 2018

RETEMA

101

VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

ganadería y agricultura (Tabla 1). Como

El CTC ha determinado el contenido

va, pertenecen a familias de compues-

consecuencia de la gestión de las

en contaminantes (orgánicos, emer-

tos orgánicos de naturaleza tóxica, pa-

aguas residuales que son recogidas y

gentes y otros), de aguas residuales a

ra los que se han descrito efectos ad-

tratadas en las Estaciones de Depura-

la salida de depuradoras urbanas e in-

versos sobre el medio ambiente

ción de Aguas Residuales (EDARs),

dustriales, detectando la presencia de

(Bromodiclorometano, Tetracloroetile-

son los efluentes generados en estas

diferentes contaminantes orgánicos,

no, Carbendazima, Dodina, 2-fenilfe-

EDAR´s, junto con las aguas residuales

derivados principalmente de tratamien-

nol, Permetrina, Propamocarb, Penci-

no tratadas, los que finalmente vierten

tos fitosanitarios y farmacéuticos. Cabe

duron,

estos CEs al medioambiente.

destacar la presencia del insecticida

Carbamezapina, Ketoprofeno, Sulfametoxazol y Trimetoprima,entre otros).

Tiabendazol,

Atenolol,

La eliminación completa de estos

organofosforado Clorpirifos, del pire-

CEs en las EDARs no está asegurada

troide Cypermetrina y del trihalometano

Hasta la fecha, se han utilizado dife-

cuando se aplican tratamientos con-

Triclorometano, identificados como

rentes tratamientos para eliminar es-

vencionales, suponiendo, como se ha

sustancias prioritarias en la Directiva

tos contaminantes, pero son varias las

comentado anteriormente, un proble-

2013/39/UE del 24 de agosto del 2013

limitaciones que presentan, como el

ma de salud pública y ambiental. La

y en el Real Decreto 817/2015, de 11

elevado coste, el bajo rendimiento, o

mayoría de los contaminantes orgáni-

de septiembre, por el que se estable-

la transformación de algunos com-

cos conocidos se eliminan en mayor o

cen los criterios de seguimiento y eva-

puestos en otros potencialmente más

menor medida mediante los métodos

luación del estado de las aguas super-

peligrosos.

tradicionales de tratamiento de agua

ficiales y las normas de calidad

(primario o físico-químico y secundario

ambiental. También se detecta la pre-

o biológico), y en mayor grado median-

sencia de acetamiprid que pertenece a

te los tratamientos terciarios, cada vez

la familia de los neonicotinoides y diclo-

TRATAMIENTOS FÍSICO-QUÍMI-

más aplicados. Sin embargo, hay ca-

fenaco, un antiinflamatorio no esteroi-

COS ACTUALES: los estudios e inves-

sos en los que no son suficientes. Así,

deo de amplio uso; ambos compuestos

tigaciones muestran eliminación no sig-

se ha descrito que algunos fármacos

se incluyen en los grupos de sustan-

nificativa (90%), aunque se pueden

no son eliminados y permanecen en

cias en observación reflejados en el

generar subproductos de efectos des-

las aguas residuales de salida de las

anexo de la Decisión de Ejecución

conocidos. Procesos de oxidación

EDARs o que los detergentes de tipo

(UE) 2015/495 de la Comisión de 20 de

avanzada (POA): se han utilizado POA

alquilenol etoxilado se degradan par-

marzo de 2015. Además se detecta un

como ozono con peróxido de hidroge-

cialmente, formando subproductos aún

amplio rango de sustancias que aun-

más tóxicos que los originales.

que no están incluidas en esta normati-

no (O3/H2O2) en aguas con ibuprofeno y diclofenaco, consiguiendo eliminar

102

RETEMA

Enero/Febrero 2018

PROBLEMA ACTUAL

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VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

un porcentaje alto de estos compuestos. Sin embargo, su aplicación en plantas de tratamiento de aguas industriales o municipales es limitada debido a los elevados costes de fabricación, funcionamiento y mantenimiento. Además, no están exentos de problemática por la posible formación de compuestos secundarios del tratamiento de naturaleza tóxica. TRATAMIENTOS COMBINADOS: la combinación de procesos de oxidación con biológicos tiene un gran potencial para el tratamiento de aguas contaminadas, difíciles o imposibles de descontaminar mediante procesos convencionales fisicoquímicos/biológicos. Así, se ha utilizado la ozonación y perozonación (O3+H2O2) para el tratamiento de penicilina, antes de someter un efluente a un tratamiento biológico de lodos activados, eliminando el 83% de DQO no biodegradable. PROCESOS BIOLÓGICOS: En este tipo de tratamientos se emplean microorganismos para eliminar la materia orgánica presente en el agua residual. Si bien pueden convertir rápidamente diversos compuestos orgánicos en biomasa, que se separan posteriormente mediante clarificadores, no son efectivos frente a CEs tal y como se ha evidenciado en diferentes trabajos. Todos los sistemas de tratamiento descritos anteriormente plantean ciertos problemas, desde instalaciones caras y elevado consumo de energía eléctrica, lentitud, baja eficiencia de eliminación o generación de metabolitos y otras sustancias tóxicas derivadas del proceso aplicado, provocando bien un peligro medioambiental o la inviabilidad económica. Por ello, se requiere el desarrollo de nuevos tratamientos económicos y adaptables a EDARs, eficaces para la eliminación efectiva de una amplia gama de contaminantes de composición variable y compleja y que se encuentran habitualmente a concentraciones bajas.

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RETEMA

103

VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

PROPUESTA LIFE CLEAN UP intenta solventar todos los inconvenientes descritos mediante el empleo de procesos combinados, utilizando: i) materiales baratos y reutilizables (ciclodextrinas, hidrogeles y biomateriales, y ii) procesos de oxidación avanzada (fotocatálisis y luz pulsada), que no incorporan reactivos al agua ni modifican sus características físico-químicas. La viabilidad tecnológica de este sistema se probará en una EDAR donde se captará agua en continuo y se intro-

Figura 1.- Estructura esquemática de la geometría de una ciclodextrina

ducirá en un filtro relleno de material adsorbente. A la salida de este proceso

dextrinas (CDs), son oligosacáridos cícli-

En la bibliografía encontramos dife-

de adsorción se instalará un equipo de

cos cuyo interior tiene carácter hidrófo-

rentes trabajos sobre la complejación

fotocatálisis para eliminar por oxida-

bo, mientras que la parte externa es hi-

de sustancias de diferente naturaleza,

ción, los restos de contaminantes no

drófila debido a la presencia de grupos

que se incluyen en la lista de contami-

retenidos. El producto de la desorción

hidroxilo (Figura 1), características que

nantes emergentes: plaguicidas como

del filtro cargado en contaminantes se

las hacen útiles para numerosas aplica-

clorpirifos (Lucas-Abellan y col, 2008),

acumulará en un tanque de rechazos

ciones. Debido al carácter hidrófobo de

fenitrotion, warfarina, metobromuron

para su tratamiento posterior por medio

la cavidad interna, las ciclodextrinas

en CDs (Smith y Rougier, 2009), fárma-

de un sistema de pulsos de luz que

pueden formar complejos de inclusión

cos como naproxeno, nabumetona, ter-

destruirá los contaminantes retenidos.

estables con moléculas (o grupos con-

binafina (Uzqueda y col, 2010), sulfa-

La aplicación de este sistema de tra-

cretos de moléculas) apolares, de tama-

tiazol, (Lucas-Abellan y col, 2013),

tamiento en una EDAR tendrá carácter

ño adecuado (Dodziuk, 2006; Szejtli,

compuestos fenólicos (fenol y 1-Naf-

demostrativo y permitirá su aplicación

1998). Además, al presentar los bordes

tol), (García- Zubiri y col, 2006), este-

en otras plantas, con el fin de desarrollar

externos de las ciclodextrinas un carác-

roides (Pitha y col, Patente, 1989), etc.

un sistema sostenible de retención y eli-

ter hidrófilo, los complejos de inclusión a

Su eficacia y aplicabilidad puede in-

minación de contaminantes emergentes

menudo son solubles en agua. Esta pro-

crementarse si se incorporan dentro de

de las aguas residuales de salida.

piedad hace que estas moléculas sean

una estructura polimérica (p.e. una red

útiles para numerosas aplicaciones.

tridimensional insoluble). En general, se

El proyecto supone una gran innovación, ya que desarrollará un sistema de tratamiento de aguas residuales que retiene y destruye los CEs de forma efi-

Figura 2.- Representación esquemática de los tipos de polímeros de ciclodextrina más característicos: (a) lineales; (b) entrecruzados; (c) polímero físico con estructura tipo collar

ciente y efectiva, integrando las tecnologías aplicadas en una EDAR. Es un proceso respetuoso con el medioambiente y no utilizado con anterioridad para estos fines. No se conoce empresa alguna, que a nivel mundial haya desarrollado o comercialice este sistema de depuración, lo que demuestra su carácter innovador. La retención de CEs se desarrolla en redes poliméricas de ciclodextrinas, hidrogeles o biomateriales procedentes de la industria agroalimentaria. Las ciclo-

104

RETEMA

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VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

Figura 3.- Tecnologías de Oxidación Avanzada disponibles (Fuente: Josu Sanz y col. 2012)

hace referencia a polímero deciclodex-

ser reutilizados y minimizando la forma-

energéticos. Por otra parte, el uso de

trina cuando la macromolécula contiene

ción de lodos biológicos o químicos.

reactivos puede dar lugar a la forma-

dos o más unidades de CDs covalente-

Una vez retenidos los CEs, el agua

ción de compuestos de naturaleza tóxi-

mente enlazadas. La polimerización

tratada y el material conteniendo CEs,

ca, THM´s, bromatos, cloratos, HAA,

viene dada por la reacción de los gru-

se someterán a distintos procesos de

etc., y la presencia de compuestos oxi-

pos hidroxilo de las CDs con un agente

oxidación avanzada, tecnologías basa-

dantes remanentes pueden conferir to-

entrecruzante. Según el procedimiento

das en gran parte en la generación de

xicidad al agua.

que se utilice para obtener el polímero,

los radicales hidroxilo o aporte de ener-

En este proyecto proponemos la op-

este puede presentar una estructura

gía para la destrucción de contaminan-

timización de dos tecnologías innova-

muy diferente (Figura 2, Szejtli & Osa,

tes (Figura 3).

doras de oxidación avanzada (fotocatá-

1996). Diferentes polímeros de CDs se

Entre las ventajas que tienen las tec-

lisis y pulsos de luz), ya que no utilizan

han empleado para la eliminación de

nologías de oxidación avanzada pode-

reactivos y por tanto no generan com-

plaguicidas y compuestos aromáticos

mos destacar su capacidad para actuar

puestos secundarios derivados de su

del agua. Los polímeros más utilizados

con gran efectividad sobre matrices

empleo. Además, ninguna de estas

y en los que se centra este proyecto

complejas y sobre distintos tipos de

tecnologías cambia las características

son los polímeros entrecruzados (Figu-

contaminantes gracias a su carácter no

del agua tratada y tienen moderados

ra 2.b). Además, es posible usar otros

selectivo. Además, estos procesos se

consumos de energía.

materiales adsorbentes efectivos y de

basan en la destrucción de los conta-

La fotocatálisis es una es reacción de

bajo coste a partir de recursos natura-

minantes y no en un traslado del conta-

oxidación que se produce cuando coinci-

les, como los hidrogeles obtenidos a

minante a diferentes fases.

den tres factores: Un catalizador (que

partir de recursos biológicos como el al-

Entre las desventajas de los proce-

puede ser el dióxido de titanio), oxígeno y

ginato de sodio, almidón, materiales ce-

sos de oxidación más comúnmente uti-

luz, que puede ser ultravioleta o luz visi-

lulósicos y quitosano, o algunos sub-

lizados podemos señalar que en gene-

ble, generando radicales hidroxilo (·OH),

productos agrícolas de varios orígenes

ral requieren reactivos que modifican la

potente oxidante no selectivo con una ca-

como biosorbentes capaces de retener

composición y propiedades físico-quí-

pacidad de oxidación de 2,80 eV, sola-

contaminantes debido a su capacidad

micas del agua tratada, habitualmente

mente superado por el flúor (2,87 eV).

de sorción para varios contaminantes y

son procesos de alto coste, bien por el

su bajo coste de fabricación, pudiendo

coste de los reactivos o bien por costes

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TiO2 (semi-conductor) + hv + H2O→2•OH

RETEMA

105

VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

El proceso fotocatalítico tiene lugar a partir de la irradiación del TiO2 con luz de una energía suficiente como para igualar o superar el band-gap del semiconductor, produciendo la excitación de un electrón de la banda de valencia (BV) a la banda de conducción (BC). De este modo se crean pares electrónhueco (e-/h+), que pueden migrar a la superficie del catalizador, quedando atrapadas en sitios superficiales y reaccionar con las especies adsorbidas. Posteriormente, los huecos (estados vacíos) que se forman en la banda de valencia del sólido, reaccionan con especies dadoras de

mo moderado de energía eléctrica.

nidos son menos tóxicos que el compuesto original.

electrones, como pueden ser molécu-

Su eficacia en la degradación de pla-

las de agua o iones hidroxilos unidos a

guicidas ha sido evaluada reciente-

En estudios posteriores han obtenido

la superficie del catalizador, generando

mente por Barranda y colaboradores

resultados similares para plaguicidas

radicales hidroxilos (•OH), responsa-

(Baranda y col., 2012, 2014), que com-

triazidicos y organofosforados, especí-

bles de la degradación de la materia or-

probaron que una fluencia de 1,8-2,3

ficamente simazina, fosmet, metil-azin-

gánica. (Figura 4).

J/cm2, la cual puede ser alcanzada por

fos, metil-paration, metil- pirimifos y clorpirifos-etil (Baranda y col., 2014).

Por otra parte, la inclusión de un sis-

equipos de PL convencionales en ape-

tema de luz pulsada en la línea de tra-

nas un segundo, es capaz de reducir

La luz pulsada tiene como ventajas:

tamiento de efluentes constituiría una

un 50 % la concentración del herbicida

i) la producción de resultados compa-

innovación total. La tecnología de pul-

atrazina. La ruta de degradación pro-

rables a otras tecnologías UV en tiem-

sos de luz (PL) se basa en la aplicación

puesta para un tratamiento de 17,5 J/cm2 establece que la primera reac-

pos mucho menores; ii) intensidad que

de pulsos de luz de amplio espectro (desde ultravioleta hasta infrarrojo), al-

ción que ocurre en la fotólisis de atrazi-

UV en el agua, iii) tratamientos más rá-

ta potencia (MW), corta duración (ms) y

na con PL es la decloración (pérdida de

pidos para un mismo volumen de agua

alta frecuencia (1-3 Hz) produciendo

átomos de cloro) de la molécula evi-

o, iv) la capacidad de tratar eficiente-

una luz de alta potencia con un consu-

denciando que los fotoproductos obte-

mente altos caudales siguiendo crite-

permite una mayor penetración de luz

rios de diseño adecuados a su naturaleza discontinua. OBJETIVOS LIFE-CLEUANUP • Optimizar la capacidad de adsorción de los materiales empleados para diferentes familias de contaminantes emergentes. • Adecuar la metodología de desarrollo de polímeros y biomateriales para su escalado industrial. Validar económica y ambientalmente la tecnología de los POA aplicados (pulsos de luz y fotocaFigura 4.- Mecanismo del Proceso de Oxidación Avanzada de Fotocatálisis. Fuente: Garcés, L.F.y col 2004

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Enero/Febrero 2018

tálisis).

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VALIDACIÓN DE MATERIALES ADSORBENTES Y TÉCNICAS DE OXIDACIÓN AVANZADAS PARA ELIMINAR CONTAMINANTES EMERGENTES

• Validar y demostrar un prototipo que

cado, podrían integrarse. Esto contri-

como en diferentes normativas y do-

integra las tecnologías propuestas (re-

buirá a resolver un grave problema

cumentos técnicos se destaca, repre-

tención por materiales adsorbentes y

ambiental causado por la presencia

sentan un riesgo, entre otros, para los

destrucción por POAs) a escala semi-

de contaminantes emergentes en el

propósitos de reutilización del agua y

industrial en una EDAR.

agua con un alto costo sobre la salud

pueden ser relevantes para regular

• Validar el proceso mediante compa-

humana y el estado de conservación

las aguas regeneradas antes de su

ración de los resultados obtenidos en

de los ecosistemas.

reutilización.

El principal resultado técnico es la

En un futuro cercano, supondrá un

boratorio.

validación de un sistema de depura-

requisito legal obligatorio para asegu-

• Demostrar el uso de energías reno-

ción que retiene más del 90% de

rar la calidad sanitaria y medioam-

vables para la implantación del sistema

CE´s por medio de materiales adsor-

biental de las aguas tratadas y rege-

a nivel industrial.

bentes. La capacidad de tratamiento

neradas para su reutilización.

• Facilitar la replicación a escala industrial mediante estudios de viabilidad y

del prototipo a escala semi-industrial será de 5m3/h, esto significa alrede-

análisis coste-beneficio.

dor de 43,000 m3/año e involucra el

• Posibilitar la transferencia del siste-

14% del agua tratada en una EDAR

ma de depuración a otros sectores in-

para una población pequeña. Al final

dustriales.

del proyecto, la aplicación a nivel in-

• Concienciar sobre los contaminantes

dustrial será posible, cubriendo todo

emergentes, sus causas, consecuen-

el volumen tratado en una EDAR.

planta con los obtenidos a escala de la-

cias y opciones para minimizar su apa-

Además, la energía necesaria para

rición.

su funcionamiento será suministrada

• Desarrollar un producto comercial pa-

por paneles solares que producirán

ra su lanzamiento una vez finalizado el

alrededor de 8.700 kwh / año.

proyecto.

Otros resultados del proyecto serán:

• La consecución de una mejor calidad del agua depurada dará soporte a la fu-

• Protocolos de trabajo sobre pulsos

tura normativa que regule la presencia

de luz, fotocatalizadores y fotosentibi-

de contaminantes emergentes de en el

lizadores para eliminar contaminantes

agua.

orgánicos. • Prototipo y configuración y criterios

Por un lado, LIFE CLEANUP va a

operacionales de los equipos de tra-

desarrollar y demostrar una tecnología

tamiento a escala semi-industrial e in-

innovadora para la eliminación de Ces

dustrial.

de aguas residuales, lo cual es un reto

• Viabilidad técnica y económica de

ambiental a escala europea. Una vez

una planta de tratamiento de aguas

validado este sistema de tratamiento,

residuales basada en un sistema de

se realizarán casos de estudio para la

adsorción y oxidación avanzada.

validación del mismo a escala indus-

• Análisis de costo-beneficio, estudio

trial, de forma que se potencie la repro-

de mercado, plan de negocios y plan

ducción y transferencia de la innova-

de explotación del sistema propuesto.

ción propuesta.

• Usos industriales en el tratamiento y recuperación o destrucción de diver-

RESULTADOS ESPERADOS

sos compuestos orgánicos: farmacéutica, salud y cuidado, cosmética e in-

El proyecto tendrá consecuencias

dustrias químicas, etc.

positivas a nivel ambiental, económico y de salud, ya que las tecnologías

El sistema supone una respuesta

de tratamientos, muy versátiles y po-

tecnológica muy importante a la pro-

tentes debido al amplio nicho de mer-

blemática del tratamiento de Ces que,

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RETEMA

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Carmen Callao Abogada especialista en residuos y economía circular www.wastemanagement.es

CONSULTORIO JURÍDICO

¿Son residuos las aguas residuales procedentes de fugas en el sistema colector?

n este artículo vamos a analizar

principio rige para ellas la aplicación de

va contiene también referencias a la valo-

una cuestión prejudicial, que

dicha Directiva mientras son recogidas,

rización y eliminación de residuos, que

tiene que ver no sólo con el

es decir, en particular, mientras se en-

deben llevarse a cabo sin poner en peli-

concepto de residuo, sino tam-

cuentran en el sistema colector, durante

gro la salud humana y sin utilizar procedi-

bién con la legislación que aplicaremos

su tratamiento en las plantas depurado-

mientos o métodos que puedan perjudi-

a ciertas aguas residuales.

ras y al proceder al vertido.

car al medio ambiente, y en particular sin

La cuestión prejudicial que se plan-

Sostiene la Environment Agency que

crear riesgos para el agua, el aire o el

teó al Tribunal de Justicia en el Asunto

la Directiva de aguas residuales no con-

suelo ni para la fauna o la flora, sin provo-

C-252/05 pretendía aclarar si las aguas

tiene una regulación suficiente para las

car incomodidades por el ruido o los olo-

residuales están sujetas a la legislación

aguas residuales no tratadas después

res y sin atentar contra los paisajes y los

general en materia de residuos cuando

de haber salido del colector, y sólo

lugares de especial interés.

proceden de fugas en una red de al-

cuando éstas hayan vuelto al sistema

La Directiva de aguas residuales no

cantarillado.

colector entrará de nuevo en vigor la ex-

contiene disposiciones específicas apli-

cepción para las aguas residuales.

cables a las aguas residuales proceden-

La normativa legal vigente en ese mo-

tes de una fuga del sistema colector que

mento, año 2005, en materia de residuos

Hay que tener en cuenta que una vez

era la Directiva 75/442/CEE relativa a re-

que las aguas residuales han salido del

siduos y la normativa aplicable a las

colector, los componentes líquidos pue-

En consecuencia la legislación en ma-

aguas residuales era la Directiva

den penetrar en el terreno y contaminar

teria de residuos sería de aplicación en

91/271/CEE sobre el tratamiento de

el suelo. Si no pueden infiltrarse, las

ese caso, pese a la Directiva de aguas

aguas residuales urbanas.

aguas residuales permanecen en la su-

residuales, a las aguas residuales no tra-

perficie, hasta que los componentes lí-

tadas después de haber salido del siste-

quidos se evaporan.

ma colector, salvo que en el Derecho na-

Lo que se estudia en este caso es si la Directiva de aguas residuales asegura

no retornan al mismo.

un nivel de protección equiparable al de

La Directiva de residuos busca evitar el

cional existan disposiciones sobre aguas

la legislación en materia de residuos en

vertido incontrolado, y también el aban-

residuales que vayan más allá de la Di-

caso de fuga de aguas residuales en el

dono incontrolado, y como tal podría con-

rectiva de aguas residuales, y que se

sistema colector, en cuyo caso se aplica-

siderarse que el responsable abandona-

ocupen también de las aguas residuales

rá esta Directiva. En caso de que el nivel

se las aguas residuales procedentes de

procedentes de fugas que no retornen al

de protección no sea equiparable, será

la fuga en los terrenos contaminados, y

sistema colector y que aseguren un nivel

de aplicación la Directiva de residuos.

como tal podría considerarse el hecho de

de protección suficiente del medio am-

La Directiva de aguas residuales regu-

que el responsable abandonase las

biente. Tales disposiciones del Derecho

la la recogida, el tratamiento y el vertido

aguas residuales procedentes de la fuga

nacional excluirían la aplicación de la le-

de las aguas residuales, y por tanto, en

en los terrenos contaminados. La Directi-

gislación en materia de residuos.

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RETEMA

Enero/Febrero 2018

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DIRECTORIO DE EMPRESAS

RETEMA, Revista Técnica de Medio Ambiente

Published on Mar 7, 2018

RETEMA • Enero/Febrero 2018

RETEMA nº 204 • Enero/Febrero 2017

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