AGUA TRATADA COMO FUENTE ALTERNA Dra. Blanca JIMENEZ

Reúso del Agua y su
situación a nivel
internacional
Dra Blanca Jiménez
Directora de la División de Ciencias de
Agua y Secretaria del Programa
Hidrologico Internacional
UNESCO
ESTADO DEL ARTE DEL REÚSO
MUNDIAL
 Antecedentes
 El reúso es un concepto muy amplio y con diversas
definiciones
 Información escasa y dispersa, don métodos
diferentes para reportar lo que hace que sea muy
difícil su comparación
 El reúso es concebido de forma diferente en
diferentes partes del mundo porque depende no sólo
de la disponibilidad del agua sino también de las
condiciones sociales y económicas
El empleo del agua se ha
triplicado desde 1950
1/3 de la población vive
en países con estrés
hídrico
El agua es el problema
que en forma más
cercana afecta al medio
ambiente y a la
humanidad
Pronósticos
Para el 2050
 2/3 de la población con estrés
moderado a alto y ½ con
problemas graves
 Problemas serios en
 El Oriente Medio por debajo
del mínimo de supervivencia
(100 m3/hab.año)
 África, N de China, Sur de
India y Pakistán
 México, la costa E de USA y el
Mediterráneo
EPA (2004)
Intensidad de uso de agua en el mundo
UNEP, 2002
Causas de la falta de agua
Administración inapropiada
(se usa más de la que se
debe)
Carencia por mala calidad
(Contaminación)
Crecimiento exacerbado de
la demanda en forma
puntual (urbes, polos
industriales, zonas
agrícolas)
Cambio Climático
Ventajas del Reúso
Incrementar la disponibilidad
Conservar fuentes de agua
Ordenar la competencia entre usos
Preserva la integridad de los ecosistemas y de
los servicios ecosistémicos
Reciclar compuestos (nutrientes)
Hacer mas rentable el costo de suministro y el
de saneamiento
Factores que favorecen el reúso
Interés público: Mayor
conciencia
CAMBIO CLIMÁTICO
(Sequías, escasez ,
intrusión salina)
Definiciones
• Reciclado: Reúso en el mismo uso que generó el agua
• Reúso Cambio de uso, por ejemplo de municipal a la
agricultura
• Agua de primer uso: Agua que proviene de alguna fuente
natural donde no se identifica que haya descarga alguna
• Intencional, planeado o artificial: El reúso del agua es parte
de un proyecto
• No intencional, no planeada o natural: El reúso del agua
ocurre al menos en un inicio de forma no planeada, con el
tiempo se puede tornar planeada e intencional
el Reúso……..
 En Países desarrollados,
después de estrategias
de saneamiento
implantadas
 En Países en desarrollo,
como resultado de la falta
de saneamiento o como
parte de este
Humedales de San Joaquin Wetlands alimentados
con agua renovada en Irvine Ranch Water District,
California, USA
Reúso agua
residual para
producción de
Vegetales en
Joan Mai. Hanoi
Como se identifica la necesidad de
reuso
Disponibilidad de agua per capita
•
–
•
–
•
–
–
–
–
< 1,700 m3/hab.año Estrés hídrico
Programa de reúso recomendado
<1,000 m3/hab. año Escasez crónica
Implementar medidas de reúso de
corto y largo plazo
<500 m3/hab.año Estrés absoluto
Suministro pordesalación
y/o sobreexplotación de acuíferos
y/o reúso no planeado
Implantar medidas urgentes.
• < 100 m3/hab. Año ( 274 L/capita.d)
Nivel Mínimo de supervivencia
– No hay posibilidades de desarrollo
económico
Cómo se mide la necesidad de reúso
Disponibilidad en m3
renovable/capita.año
WRI, 2007
Cómo se mide la necesidad de reúso
Intensidad de Uso (grado de
Presión): Relación entre la
cantidad de agua usada y
disponibilidad
IIU > 20%
86%
– toda o parte del agua residual
esta siendo usada en forma
planeada o no
– Los acuíferos son
sobreexplotados (2-30 veces)
– O el agua de mar es desalada
WRI, 2007
Tipos de Reúsos
 Agricultura
 Industrial
 Municipal
 Acuacultura
 Mejoramiento Ambiental
 Recarga de acuíferos
En cada uno con CALIDAD variable
(término Abstracto) se debe definir para cada caso siguiendo
criterios y normas (pero no bastan)
Reúso Agrícola
 La agricultura emplea el 76% del agua (UN, 2003).
 ¾ del área bajo riego se encuentra en países en
desarrollo
 La productividad es de 2 a 3 veces mayor en zonas con riego
 En 25 años debe incrementar la producción de alimentos en
20%, y sólo con riego
Extracción de agua en 2000 para la agricultura
Por ciento
Beneficios, WHO 2006
Disminuir
demanda de fertilizantes
Incrementar la producción agrícola en
cantidad y calidad
Evitar la contaminación del agua superficial
Conservar el suelo al contribuir a la formación
de humus y a evitar la erosión
Agricultura
 Reúso de agua residual es una práctica muy común en regiones
áridas y semiáridas recientemente “descubierto” en regiones
húmedas por contenido de nutrimentos y confiabilidad en suministro
 Relativamente de fácil aceptación por agricultores
 Evita el costo o posibilita el uso de fertilizantes
 Clave para la seguridad alimentaria
 Se estiman 20,000,000 ha en 50 países en forma directa o indirecta
 10% de la población mundial consume productos producidos con ARC
 En Hanoi, Vietnam, hasta el 80% de los vegetales producidos se riegan
con AN
Reúso Agrícola
RIESGO PRINCIPAL: PÁTÓGENOS Y
PARÁSITOS, desde
1980, reafirmado en 2005 y 2006 (WHO y US EPA),
El riesgo no es el mismo en países desarrollados que en
desarrollo
Helmintiasis
Morbilidad
 < 1.5 % en PD
 25-33 % en PED (varía
entre 10-90 % dependiendo
de la clase social)
Ascariasis es endémica en
África, Latinoamérica y el lejano
Oriente
51 millones son niños < 15
años, con deficiencias de
crecimiento y desnutrición
 1.5 millones de ellos
nunca se recuperan aún
cuando sean tratados (Silva
et al., 1997).
Ascaris lumbricoides
Macho y Hembra
Oncocercosis
Ancylostomiasis
Ascariasis
Huevos de Helmintos
Ascaris lumbricoides
Muy persistentes (meses en
plantas y años en suelos y
agua)
No producen inmunidad
Dosis infectivas muy bajas
Taenia spp.
 Vibrio cholerae ~
10,000,000
 Huevos de helmintos
1-10 en función de la
especie
Trichuris Trichiura
Resistentes al Cl2, Luz UV y
Ozono
Hymenolepis nana
Cuando se hace reúso se debe seguir el
mismo camino?
primario
secundario
terciario
Nutrientes
Sintéticos
SST
DBO
N, P
$$$$$
pathogens
Reúso
Agua residual
$
TPA
SST
Patógenos
Reúso para cultivo de arroz en Kumamoto,
Japón
Mezcla por
partes iguales
de agua de
reúso y de
primer uso sin
adición de
fertilizantes
Kumamoto Municipal Government, 1983
Riego Agrícola Valle del Mezquital
• Sin Agua residual
• Con Agua residual
Por más de 100 años
Ejemplo más grande a
nivel mundial
OPCION: Agua virtual es la cantidad real de agua
requerida para la fabricación de cualquier bien o
producto agrícola o industrial
EXPORTACIONES
IMPORTACIONES
Reúso Municipal
En 20 años, 60% de la población vivirá en
ciudades (UN, 2006) y por ello:
 Mayor demanda de agua municipal
 Mayor producción de agua residual
 Pero, en el mismo sitio (OPORTUNIDAD)
Riesgos
Salud, hay un gran conjunto de individuos
expuestos
 En ambos casos DESINFECCION (nuevo
tema?)
Tipos de reúso Urbano
Baja Calidad: Riego de áreas con acceso poco frecuente y
controlado, lavado de calles y transportes,
limpieza de excusados, aire acondicionado,
protección ambiental
Calidad Media: Control incendios, construcción, llenado
lagos recreativos, protección ambiental
Calidad Buena: Riego de áreas verdes, parques de juego,
jardines escolares, campos de golf,
cementerios, llenado de lagos recreativos
con contacto directo, áreas verdes
residenciales, cinturones verdes y derretido de
nieve, protección ambiental
Alta Calidad:
Consumo humano
Reúso en Tokio, Japón
Líder en reúso
municipal
Desde 1984
Sistema dual
de distribución
Excusados
Sistema de reúso en Shinjuku, Tokyo, Japan
（Source: Tokyo Metropolitan Government
Uso de energía térmica en Sapporo,
Japón
(Shibuya, 1999; Sapporo Municipal Government)
• Se remueve 600,000 a 700,000 m3 de nieve con efluentes
de ARD cuya temperatura es de 13oC
Kitagou, conducto de nieve
Tanque para derretir nieva
NEWater, Singapur
El reúso como estrategia
de seguridad
Centro de visitas de New Water
Término ’NEWater’
En 2004, se lleva a un
reservorio para consumo
humano indirecto (1%
demanda)
Para el 2011
incrementará a 2.5%
(Source: PUB 2003a)
Reúso para consumo humano en Namibia
Único caso en el mundo
por cerca de 40 años
No hay otras fuentes de
suministro y ya se hizo un
uso eficiente al máximo
Riego Urbano con
jardín
“convencional”
Jardín autóctono
Ben van der Merwe
Reúso Potable directo
Se identificó en 1954
En 1960s se iniciaron estudios piloto
Barreras que no son de tratamiento
Segregación de efluentes
Tratamiento avanzado de ARD con lagunas de
maduración
Mezclado de agua con otras fuentes de suministro
Parámetros estéticos
Control riguroso de la calidad del agua cruda y
renovada
Nueva planta de producción de agua
renovada de GOREANGAB
Alta aceptación social, resultados públicos y con sustento
científico
Uso recreativo
TIPOS
Sin restricción: Bajo contacto humano, como
lavado, Lagos y estanques para navegar, etc
Con restricciones: Alto contacto humano o
introducción a la cadena alimenticia, Ej. Nadar ,
pesca, etc
Fabricación de nieve artificial en Mount Buller Alpine Resort,
Australia ( Tonkovic et al. 2002)
A 200km NW de Melbourne
Uno de los sitios más
populares para esquiar
70% del AR se produce
durante el invierno
Lago de Chapultepec, Ciudad De México
Proyecto de los años 50
Varias décadas de
experiencia
Adios a las carpas
Ningún seguimiento sobre
efectos de salud
Reúso para mejoramiento ambiental
Aumento de flujos o creación de
• Corrientes
• Lagos
• Fuentes
• Humedales
Beneficios
Incremento de la cantidad y calidad de las reservas de
agua
Fines estéticos, recreativos o recuperación de ecosistemas
Se recuperan espacios y escenarios naturales
Recuperación de flora y Fauna, Río Meguro,
Tokyio
Río
que pasa por área residencial y que fue abandonado por su
contaminación
Actualmente hay trucha Japonesa, lisa rayada y gobies, antes habían sólo 3
especies bioindicadores ahora hay más de 3000
Río Meguro (antes)
Río Meguro (después)
（Source : Tokyo Metropolitan Government, 2001
Recuperación de paisaje en el Castillo
de Osaka, Japón Osaka Municipal
Government, 2003)
El foso es llenado con 58L/s de agua tratada a nivel terciario
(filtración en arena y desinfección)
Llenado del Lago de
Xochimilco, Ciudad de
México (30 años)
Control de Tolvaneras,
Ex Lago de Texcoco,
Ciudad de México
Recarga de acuífero
Los acuíferos sirven para
almacenar y transmitir agua
dar tratamiento natural al agua de alta calidad
conservar el agua (muy poca evaporación)
Poca contaminación secundaria por animales, lluvias
 No hay riesgo de crecimiento de malezas
Es menos costoso pues no se requieren construir tuberías
Reúso para
Incremento de la disponibilidad de
potable, por ejemplo
Control de la intrusión salina
Control del hundimiento
agua para suministro
Métodos para recarga de acuíferos
Fox, 1999
Recarga en Montebello Forebay
Por más
de 35
años En la zona del
río Hondo
Para recarga de un
acuífero para uso
potable en la zona
central del condado
de California
Sitio de Recarga en (Los Angeles, CA, U.S.A)
Estanques de recarga
Requieren
– áreas grandes con suelo permeable
– Acuíferos no confinados con alta transmisividad
– Suelo no saturado (o zona vadosa) sin capas que limiten
La zona no saturada actúa
como filtro natural para remover sólidos suspendidos, sustancias
orgánicas, bacterias, virus y otros organismos
Remueve N, P y metales pesados
Por tanto, se conoce como tratamiento suelo/acuífero (SAT)
Ventajas
• Bajo costo
• Facilidad de operación
• Compagina con la agricultura
PERO
a 300
Balance hidráulico en el Valle del
5.2 m /s
Mezquital
3
52 m /s Agua residual
38% agricultura
3
de la ciudad de
México
33 % industria
17% consumo doméstico
12% otros usos
85,000 ha
25 m3/s recarga artificial por
excedente de riego
(10-15 veces la natural)
7.8 m3/s a otros
valles
Lámina muy elevada (2.3m/año)
combinada con 800 km de
canales no revestidos
 < 1900 el acuífero a 50 m como mínimo.
 En 1997 pozos artesianos entre 100-600 L/s.
 Única fuente de suministro para 500,000 hab, Industria
(petróleo y cemento), otros usos (recreativos).
Reutilización NO intencional
• Infiltración de aguas negras o
tratadas al acuífero de donde el
agua es nuevamente sacada
para su empleo
• Ocurre durante el transporte en
canales sin revestir o la
aplicación al riego
• Documentado en México y Perú
con aguas negras, así como en
otros países de Asia (Foster et
al., 2004)
Resultados
NO hay problemas significativos
El agua es ligeramente salina
En pozos bien construidos no hay
problemas microbiológicos
 Por que no usarla como suministro
para la Ciudad de México?
Evaluación como
alternativa para la CdM
(2240 msnm)
Fuente
Capacidad
m3/s
Desniv
el
m
Distancia
km
Costo
($/m3)
Temascaltepec
5.0
1570
80
5.8
Amacuzac
13.5
1700
100
8.6
Tecolutla
9.8
1266
116
8.5
Valle de Tula
10
400
70
2.5
Reúso industrial
• La Industria emplea el 20 % del agua
• Reúso potencial importante pues la demanda
incrementará en 50% (Shiklomanov, 1999).
Ventajas
Disminuye el costo de producción por la
recuperación de subproductos y la reducción del
consume de agua
Recupera calor
Disminuye el costo de tratamiento del agua así
como el de su descarga
Uso industrial
• Empresas en
zonas de alta
disponibilidad se
mudan a otras con
menor por razones
económicas
• “Ventaja” la alta
disponibilidad de
Sudamérica
– Marco institucional
débil → crea
competencia
innecesaria o poco
justificada
Productividad industrial del
agua
Reúso industrial
Enfriamiento (más común)
Demanda elevada de
agua (20-50% en una
industria)
Baja calidad de agua que
emplea
Facilidad para
implementarlo
En generación de energía
Consume 70% del agua
industrial
Tratamiento secundario +
(algunas veces) filtración
o ablandamiento
Reúso/reciclado para
enfriamiento
Réuso Industrial
La calidad es función del uso, y por tanto el tratamiento
es variable
La selección se basa en la confiabilidad no en costo,
a diferencia de los municipales (membranas)
Preocupación de salud Exposición a aerosoles con
cómputos orgánicos tóxicos volátiles o
microorganismos (Legionella)
Es más efectivo para el gobierno dar incentivos que
establecer normas
Reciclado en Industria química de agua de lavado, Japón
•
•
•
•
•
El reúso surgió por la necesidad de sustituir detergentes
Un proceso de membranas separa aceites, detergentes y agua
El intercambio iónico termina de limpiar el agua
La cantidad de agua descarga es 0.5% de la anterior
El costo de operación es de 1/10 de la opción alterna de tratamiento que
emplea C activado, intercambio iónico
[TA1]Edit carefully – space for the border
(UF: Ultra filtración, OI: Osmosis Inversa, CA: Carbón Activado , II: Intercambio Iónico
(Asahi Engineering, 1999)
México entre los países que más reúsan agua, 20
lugar en volumen y 4º en per cápita
CLASIFICACION REUSO AGUA TRATADA
EL REUSO EXISTE “DE FACTO”
Recapitulación
Necesidad de regular
Criterios y/o estándares
Procesos de tratamiento vs desarrollo tecnológico
Capacidad institucional requerida (recursos humanos,
normatividad, administración, economía y aceptación
social, entre otros)
Aceptación y participación social
Conocimiento de la situación internacional
International Hydrological Programme
PHASE VIII, 2014-2021
Highlighting adaptation responses:
IHP-VIII prospective
Blanca Jimenez-Cisneros
Director of the Division of Water Sciences and
Secretary of the International Hydrological Programme (IHP), UNESCO
Science
IHP
Policy
Water Security: 21st Century key challenges
85% of the human
population live in
arid areas. By
2030, half of the
population will be
living in areas of
high water stress.
6-8 million
human beings
are killed each
year from
water‐related
disasters and
diseases.
750 million people
lack access to
safe water and
2.5 billion to
adequate
sanitation.
Water Security: 21st Century key challenges
Almost 85% of
the world’s total
wastewater is
discharged
without
adequate or any
treatment.
In just thirty years,
populations of
freshwater
species declined
by 50%
145 nations have
transboundary
river basins and
there are 445
transboundary
aquifers shared by
2-4 countries
IPCC’s Fifth Assessment Report on Impacts, Adaptation
and Vulnerability (AR5) 2014: Water Security is at risk
“the capacity of a population to safeguard access
to adequate quantities of water of acceptable
quality for sustaining human and ecosystem
health on a watershed basis, and to ensure
efficient protection of life and property against
water related hazards — floods, landslides, land
subsidence and droughts.”
IHP-UNESCO
IHP-VIII (2014-2021)
6 Themes and 3 Axes
Axis
Improve knowledge and innovation to address water security challenges.
Axis 3: Enhancing
policy advice to
reach water
security at local,
national, regional
and global levels.
Axis 2: Developing institutional
and human capacities for water
sustainability innovation
The UNESCO Water Network
27 centres approuvés, 22 accords signés (établis)
5 nouveaux centres en cours de création
30 chaires relatives de l’eau
Informes Regionales: PRESENTACIOM
Punto de vista de los usuarios: Agricultura Urbana ,
Usos Municipales , Usos Industriales
Reúso con recarga de acuíferos intencional y no
intencional
Tópicos controversiales
Tecnología
Normas salud y ambiente
Políticas públicas
Participación privada
Dilemas éticos
Participación social
Estudios de Casos
Uso no planeado para consumo humano (México)
El agua residual como medio para ganarse la vida:
Pakistán
Uso Municipal en Japón
Hacia una normatividad común en la región
mediterránea
Reúso de agua en la industria alimenticia en
Alemania
Reúso de agua en Namibia: 37 años y aún el único
ejemplo
Yaounde, Camerún: La falta de agua no siempre es la
causa para el reúso del agua
La lucha contra la sal: Israel
Reúso en la industria Turística; España
Obrigada
!!!