Innovación en la reutilización de agua: estrategias y tecnologías explicadas por Pedro Simón

En el marco de la serie de eventos online organizada por la Fundación Innovación Bankinter, se ha celebrado un webinar dedicado a uno de los recursos más vitales y a la vez más amenazados: el agua. Rut Bosque, moderadora del evento, ha aprovechado la ocasión para anunciar el lanzamiento del informe Agua, nuestro recurso vital en jaque, un análisis exhaustivo que recoge las conclusiones del Future Trends Forum, en el que participaron más de 40 expertos internacionales. Este informe aborda los desafíos globales en la gestión del agua y propone soluciones innovadoras para asegurar la sostenibilidad hídrica en un planeta cada vez más impactado por el cambio climático y el crecimiento poblacional.

El informe plantea una serie de recomendaciones esenciales para avanzar en la sostenibilidad del agua. Entre ellas, destaca la necesidad de cambiar el paradigma actual hacia una gestión que priorice la reutilización y la eficiencia del agua dentro de un modelo de economía circular. Además, subraya la importancia de garantizar tecnologías adecuadas para cada contexto local, impulsar soluciones sostenibles en sectores de alta demanda hídrica como la agricultura y la industria textil, y fomentar la reutilización y desalinización del agua, integrando energías renovables. También se destaca la necesidad de educar y concienciar a la sociedad sobre el consumo responsable de agua y de establecer marcos regulatorios sólidos y transparentes que mejoren la gobernanza en este ámbito.

Para profundizar en estas cuestiones, la Fundación Innovación Bankinter ha invitado a Pedro Simón, Director Técnico de la Entidad Regional de Saneamiento y Depuración de Aguas Residuales de Murcia (ESAMUR). Con una experiencia de más de 35 años en el sector, Simón es uno de los mayores expertos en gestión de aguas residuales en España. Desde hace más de dos décadas, lidera la dirección técnica de ESAMUR, supervisando la operación de más de 90 plantas de tratamiento de aguas en la Región de Murcia, una zona donde la escasez hídrica ha hecho indispensable la reutilización del agua para riego agrícola.

Pedro Simón es un firme defensor de la innovación en el sector hídrico y un referente en la promoción de la economía circular. Bajo su dirección, ESAMUR ha implementado estrategias avanzadas que permiten maximizar la reutilización de recursos y minimizar el impacto ambiental, contribuyendo de manera significativa a la sostenibilidad hídrica de la región. En el webinar, Simón comparte su visión sobre la gestión del agua y expone las tecnologías de última generación y los modelos de gestión que han convertido a la Región de Murcia en un referente europeo en reutilización de agua.

Si quieres ver el webinar, aquí puedes hacerlo:

Innovación en la Reutilización y Sostenibilidad Hídrica con Pedro Simón

A continuación, resumimos las ideas tratadas en el webinar:

La situación hídrica de Murcia: un caso paradigmático

Murcia se enfrenta a condiciones climáticas que exigen una gestión hídrica avanzada. Con una pluviometría promedio de 350 mm al año y una producción agrícola de más de 2,5 millones de toneladas, la región debe optimizar al máximo el uso de cada metro cúbico de agua. España es líder en Europa en la reutilización de agua, con una media de reutilización que ronda el 11%. Sin embargo, esta cifra varía ampliamente entre regiones, siendo la Comunidad de Murcia la más destacada, con más del 90% del agua depurada destinada a la reutilización, principalmente para la agricultura. Otras comunidades, como Baleares, Comunidad Valenciana y Canarias, también alcanzan niveles significativos, aunque en la mayoría de las regiones españolas los porcentajes se mantienen por debajo de los considerados aceptables.

En Murcia se tratan aproximadamente unos 120 millones de metros cúbicos cada año, con 100 depuradoras en funcionamiento.

Tecnologías clave en la reutilización del agua

La reutilización del agua es un proceso complejo que requiere una combinación de tratamientos biológicos, físicos y químicos. En la Región de Murcia, donde el agua es un recurso escaso y la demanda es muy alta, se han adoptado una serie de tecnologías clave que permiten transformar el agua residual en un recurso seguro y adecuado para la agricultura. Estas tecnologías incluyen tratamientos de desinfección avanzada y sistemas de filtración de alta precisión. Pedro Simón destaca tres enfoques principales en la regeneración del agua para asegurar su calidad: tratamiento biológico, preparación fisicoquímica y desinfección final.

Tratamiento Biológico: el proceso de reutilización comienza con el tratamiento biológico, diseñado para eliminar la materia orgánica biodegradable del agua residual. En la Región de Murcia, este tratamiento consigue eliminar más del 99% de la demanda biológica de oxígeno (DBO₅), un indicador de la materia orgánica. Este paso inicial es crucial, ya que el agua que llega a los siguientes procesos debe tener una alta calidad para evitar problemas en las etapas de desinfección.

Preparación fisicoquímica: una vez completado el tratamiento biológico, el siguiente paso es la preparación fisicoquímica del agua. Este proceso se centra en mejorar la claridad y transparencia del agua mediante la eliminación de sólidos en suspensión. La presencia de estos sólidos puede dificultar la eficacia de los tratamientos de desinfección, ya que pueden actuar como “escudos” que protegen a los microorganismos. Para garantizar una buena calidad de desinfección, se emplean las siguientes técnicas: se utilizan reactivos químicos que ayudan a unir los sólidos restantes, facilitando su decantación y posterior eliminación. Este tratamiento es similar al que se utiliza en las plantas potabilizadoras y permite una reducción considerable de partículas en el agua. Tras la decantación, el agua se somete a un proceso de filtración, que elimina los sólidos finos restantes y mejora la transparencia del agua. La Región de Murcia cuenta con una variedad de tecnologías de filtración, adaptadas a las características específicas del agua tratada en cada planta.

Una vez que el agua ha sido preparada y está libre de sólidos, se procede a la desinfección final. Este paso es fundamental para eliminar patógenos como bacterias, virus y protozoos, y asegurar que el agua regenerada sea segura para su uso en la agricultura. Los métodos de desinfección empleados en Murcia incluyen los siguientes sistemas:

Ultravioleta (UV): esta es la tecnología de desinfección más utilizada en la región. Consiste en exponer el agua a lámparas de luz ultravioleta, que alteran el ADN de los microorganismos e impiden su reproducción. Este sistema es efectivo para la eliminación de patógenos y no genera subproductos químicos, lo que contribuye a la sostenibilidad ambiental del proceso.

Sistemas de Oxidación: estos sistemas utilizan agentes oxidantes que atacan las membranas celulares de los microorganismos, haciéndolos inertes y eliminando así su capacidad de infección. Los sistemas de oxidación son efectivos para una amplia gama de patógenos y se emplean cuando se requiere una desinfección adicional.

Ozono: Pedro Simón menciona que el ozono se utiliza cada vez más en combinación con otros sistemas, como la luz ultravioleta. El ozono es un poderoso agente oxidante que no solo inactiva microorganismos, sino que también puede eliminar algunos contaminantes emergentes. La aplicación de ozono en la desinfección del agua ofrece ventajas significativas, ya que, además de desinfectar, ayuda a mejorar la transparencia del agua y no deja residuos químicos perjudiciales. En algunas plantas de regeneración de tamaño medio, el ozono se emplea para aumentar la “transmitancia” o claridad del agua antes de la filtración por membranas, maximizando así la eficiencia de todo el sistema de tratamiento.

Filtración con membranas: este sistema se emplea en las plantas más avanzadas de la región y consiste en hacer pasar el agua a través de membranas con poros ultrafinos. Los poros de estas membranas son tan pequeños que bloquean el paso de patógenos como bacterias, protozoos e incluso virus. Las membranas de ultrafiltración empleadas en Murcia tienen poros de hasta 20 nanómetros, capaces de eliminar virus que son mucho más pequeños que las bacterias. Este proceso permite obtener agua con una calidad casi potable y sin subproductos de desinfección.

La importancia de la personalización de tratamientos: cada una de estas tecnologías se selecciona en función del tipo de agua que se requiere para el uso final. Por ejemplo, el agua destinada al riego de cultivos de hojas frescas, como la lechuga, debe cumplir requisitos de calidad más estrictos que la destinada al riego de árboles frutales. La Región de Murcia ha desarrollado un sistema de personalización en el tratamiento del agua en función de la salinidad y otros parámetros, lo que permite adaptar el proceso a las necesidades específicas de cada sector agrícola y cumplir con la normativa vigente.

Normativas y Regulaciones en la reutilización de agua

La reutilización del agua en Europa está sujeta a estrictas normativas que buscan asegurar que esta práctica se realice de manera segura y sostenible. La normativa europea ha evolucionado en los últimos años para abordar las crecientes necesidades de los países con problemas de escasez de agua, como España, e impulsar la reutilización como una práctica clave en el marco de la economía circular.

En 2020, la Unión Europea aprobó el Reglamento Europeo de Reutilización de Agua para la Agricultura (Reglamento UE 2020/741), que entró en vigor en junio de 2023. Esta normativa introduce un cambio significativo en la gestión del agua en Europa, estableciendo por primera vez unos criterios unificados para todos los estados miembros en el uso de agua regenerada para riego agrícola. Entre las principales disposiciones del reglamento destacan:

• Requisito de explicación para los estados miembros: uno de los aspectos más innovadores de este reglamento es que establece que los países que decidan no adoptar prácticas de reutilización de agua deben justificar su decisión. Este enfoque pretende promover la reutilización como una práctica generalizada, impulsando a los estados miembros a considerar esta opción antes de descartar su implementación.
• Niveles de calidad del agua: el reglamento establece diferentes categorías de agua regenerada en función del tipo de cultivo y el sistema de riego. Los cultivos que consumen productos en crudo, como lechugas y otros vegetales de hoja, requieren un agua con estándares de calidad más estrictos, conocidos como “Tipo A”. Este nivel exige un máximo de 10 unidades formadoras de colonias (UFC) de E. coli por cada 100 ml de agua, lo cual es comparable a estándares de agua potable. En comparación, el reglamento anterior de España de 2007 establecía un límite de 100 UFC/100 ml para la agricultura, un nivel que se consideraba seguro y que no había generado problemas, pero que el nuevo reglamento europeo ha decidido reforzar para incrementar la seguridad y la confianza de los consumidores.

Por su parte, España cuenta con una nueva normativa nacional que complementa el reglamento europeo. Este decreto, publicado en octubre de 2023, sustituye la legislación de 2007 y establece normas más estrictas para la reutilización del agua en diferentes sectores. Algunos de los aspectos más relevantes de esta normativa incluyen:

• Normas para la reutilización en la agricultura y la industria: la normativa diferencia entre sectores y regula de manera específica el uso de agua regenerada para el riego agrícola y para la industria. En el sector agroalimentario, los requisitos de calidad del agua son los más altos, mientras que en la industria se permite el uso de agua regenerada en ciertos procesos no críticos. Pedro Simón explica que, aunque la normativa española es más exigente, su cumplimiento es posible con los sistemas avanzados de tratamiento que se han desarrollado en los últimos años.
• Control de contaminantes emergentes: la nueva normativa exige un análisis de riesgos que incluye la posible presencia de contaminantes emergentes, como productos farmacéuticos, pesticidas y metales pesados. Esta evaluación de riesgos permite determinar la seguridad de la reutilización del agua no solo desde el punto de vista de la salud pública, sino también desde el enfoque medioambiental, protegiendo así el suelo y los ecosistemas de posibles acumulaciones de contaminantes.

Uno de los pilares de la normativa europea es la validación de los tratamientos de desinfección y regeneración del agua, especialmente cuando se trata de garantizar la eliminación de patógenos. La normativa establece que las plantas deben demostrar su capacidad para eliminar no solo bacterias, sino también virus y protozoos, lo cual requiere sistemas de tratamiento muy potentes y de alta precisión.

Además, las plantas deben desarrollar Planes de Gestión de Riesgos que abarquen todo el ciclo del agua regenerada, desde su tratamiento en las instalaciones hasta su uso final. Estos planes incluyen la monitorización constante de la calidad del agua, los análisis de posibles contaminantes y el control de parámetros físicos y químicos. Esto asegura que cualquier desviación de los niveles de seguridad sea detectada a tiempo y permite tomar medidas correctivas inmediatas.

Pedro Simón destaca que una de las principales innovaciones en el control de calidad del agua en Murcia es el uso de sistemas de medición en continuo que permiten detectar cambios en la calidad del agua en tiempo real. Este sistema facilita el cumplimiento normativo, ya que proporciona una alerta temprana ante cualquier anomalía, como el aumento de bacterias o la presencia de sólidos en suspensión. Esta tecnología permite a las plantas de tratamiento tomar medidas correctivas inmediatas y garantizar que el agua regenerada cumpla siempre con los niveles de seguridad requeridos.

Para que la reutilización del agua sea una práctica aceptada y valorada por la sociedad, es fundamental que exista una transparencia total en el proceso y que se fomente la confianza del público. En este sentido, ESAMUR ha llevado a cabo estudios y pruebas de riego a gran escala, en colaboración con el CSIC, para demostrar la seguridad del agua regenerada y su compatibilidad con los productos agrícolas destinados al consumo humano. La normativa actual también contempla la divulgación de información y la realización de campañas de concienciación para fomentar la confianza en el agua regenerada, asegurando así la aceptación social de esta práctica.

La normativa actual también impulsa a las empresas y entidades gestoras a continuar desarrollando tecnologías más sostenibles y eficaces. Pedro Simón destaca que la adopción de estándares tan estrictos y su implementación en plantas de tratamiento como las de Murcia demuestran que es posible cumplir con altos niveles de seguridad sin comprometer la viabilidad económica del proceso.

Optimización tecnológica: de la investigación a la implementación

Murcia ha avanzado en la implementación de tecnologías de vanguardia para cumplir con estas exigencias:

• Fluidodinámica Computacional (CFD – por sus siglas en inglés Computational Fluid Dynamics): permite modelar el flujo de agua dentro de las instalaciones, optimizando el diseño y eficacia de los tratamientos.
• Plantas piloto y tecnología de membranas: Simón explica cómo la región ha experimentado con diversas tecnologías para alcanzar los niveles de seguridad requeridos. En las plantas de tamaño medio, el uso de membranas de ultrafiltración, con poros de 20 nanómetros, ha sido clave para eliminar patógenos.

Sistemas de vigilancia epidemiológica en aguas residuales

Gracias a las tecnologías antes comentadas, Pedro Simón destaca la capacidad de las plantas de tratamiento de aguas residuales para actuar como sistemas de alerta temprana ante brotes de enfermedades. Durante la pandemia de COVID-19, la Región de Murcia fue pionera en España y una de las primeras a nivel mundial en detectar la presencia de SARS-CoV-2 en las aguas residuales. Este sistema de vigilancia permitió a las autoridades anticiparse a posibles brotes y adoptar medidas preventivas, incluso antes de que se detectaran casos en la población.

Recientemente, con la declaración de emergencia sanitaria por el virus de la viruela del mono, ESAMUR implementó un sistema de monitorización similar. Desde agosto de 2023, las plantas de tratamiento de Murcia analizan las aguas residuales en busca de este patógeno, permitiendo una rápida respuesta ante posibles casos y reforzando así su función como herramientas clave para la salud pública.

Gestión y Modelo Organizativo para la reutilización

Además de la tecnología, el modelo de gestión es fundamental. La Región de Murcia ha implementado un modelo donde ESAMUR actúa como nexo entre los productores de agua regenerada y los usuarios finales. Este organismo intermedio facilita la comunicación, transparencia y confianza entre las partes implicadas. Simón recalca que uno de los mayores desafíos para la reutilización del agua en otras regiones es la falta de confianza y apoyo político.

Los contaminantes emergentes: un reto adicional

Uno de los aspectos más discutidos en el webinar fue la presencia de contaminantes emergentes en las aguas residuales, que incluyen productos químicos como fármacos y pesticidas. Pedro Simón subraya que la eliminación de estos compuestos se logra mediante tecnologías como el carbón activo y el ozono. Además, se están explorando tecnologías innovadoras como la nanofiltración y los sistemas de oxidación avanzada con LED, los cuales requieren menor energía y son más sostenibles.

Desafíos y perspectivas futuras en la gestión del agua

Entre los desafíos futuros, Simón señala la necesidad de reducir la salinidad del agua residual, controlando los vertidos en las redes de alcantarillado. Además, indica la importancia de establecer mecanismos de financiación adecuados para hacer frente a los costes asociados a la reutilización del agua.

Preguntas y respuestas

Durante el webinar, Pedro Simón responde a diversas preguntas del público, abordando los principales retos, avances y oportunidades en el campo de la reutilización de agua. A continuación, se presentan algunas de las preguntas más relevantes y las respuestas ofrecidas por Simón:

Pregunta: La Región de Murcia lidera la reutilización de agua en España, alcanzando un 98% de reutilización de agua depurada. ¿Qué consejo le darías a otras regiones con problemas similares de escasez de agua para desarrollar proyectos exitosos de tratamiento y reutilización?

Respuesta: Lo primero es generar confianza en la calidad del agua regenerada y contar con el respaldo político. En Murcia, los proyectos de reutilización han sido posibles gracias a la colaboración de las comunidades de regantes, quienes han comprobado que el agua regenerada puede ser de excelente calidad. Además, las decisiones políticas han sido clave. Por ejemplo, en el año 2000 se decidió que todas las nuevas depuradoras incluyeran sistemas de regeneración, lo cual ha permitido enfrentarse a la sequía de manera mucho más eficaz. Es importante que las regiones interesadas en la reutilización de agua aseguren una calidad fiable y promuevan la aceptación social de esta práctica.

Pregunta: ¿Consideras que la sociedad está receptiva a adoptar prácticas de consumo responsable en el agua? ¿Cómo podríamos fomentar una mayor concienciación pública al respecto?

Respuesta: La concienciación social es crucial y varía según el contexto. En regiones como Murcia, donde la escasez de agua es una realidad constante, la gente es muy consciente de la importancia de cuidar este recurso. Sin embargo, en otros lugares con menos problemas de disponibilidad hídrica, la percepción cambia. Un ejemplo reciente es el de Cataluña, donde, debido a una sequía severa, se ha tenido que reutilizar agua para verterla en el río Llobregat y luego potabilizarla. Este tipo de medidas ayudan a cambiar la mentalidad y a educar a la población sobre el valor del agua y la importancia de la reutilización.

Pregunta: ¿Cuál es la diferencia de coste entre el agua regenerada y la desalada por ósmosis inversa?

Respuesta: La desalinización mediante ósmosis inversa requiere aproximadamente 3 kW de energía por cada metro cúbico de agua. Esto genera un coste operativo de entre 0,60 y 0,70 euros por metro cúbico de agua desalada. Con la amortización de la infraestructura, el precio final puede superar el euro por metro cúbico. En contraste, el agua regenerada, incluso con tratamientos de alta calidad, tiene un coste significativamente menor, entre 15 y 20 céntimos de euro por metro cúbico. Esta diferencia convierte al agua regenerada en una alternativa económicamente viable frente a la desalinización.

Pregunta: Con respecto a los nuevos edificios en Barcelona, que deberán reciclar el agua de la ducha para las cisternas de los inodoros, ¿a qué desafíos técnicos y económicos se enfrentan los desarrolladores para implementar estos sistemas de reciclaje?

Respuesta: Estos sistemas presentan ventajas, pero requieren una gran concienciación y un mantenimiento constante. En España, en algunos casos, se han implantado iniciativas similares en el pasado, como las instalaciones de energía solar para agua caliente, que no siempre se han mantenido adecuadamente. El reto es asegurar un seguimiento continuo y riguroso de estas instalaciones, ya que, si no se supervisan bien, es probable que se deterioren y se vuelvan ineficaces. A pesar de estos desafíos, estos sistemas ayudan a aprovechar el agua de manera más eficiente y tienen un gran potencial si se implementan y mantienen correctamente.

Pregunta: ¿Cómo afecta la normativa de sanidad a la reutilización del agua regenerada para uso industrial?

Respuesta: La nueva normativa establece diferentes requisitos según el tipo de industria. En el caso de la industria agroalimentaria, los estándares de calidad son los más estrictos e incluso se prohíbe el uso de agua regenerada en ciertos procesos críticos. No obstante, es perfectamente viable suministrar agua regenerada a sectores industriales específicos, como el papelero o algunos polígonos industriales. En estos casos, es posible tratar el agua para alcanzar los niveles de calidad específicos requeridos, lo cual puede incluir desalinización o eliminación de determinados compuestos. La reutilización en el sector industrial es posible siempre que se adecue la calidad del agua a las necesidades particulares de cada proceso.

Pregunta: ¿Es viable la desbacterización del agua mediante filtración o el uso de nanoplata?

Respuesta: En ESAMUR no hemos probado el uso de nanoplata. Aunque es cierto que este tipo de productos tienen propiedades desinfectantes, también pueden generar una cierta toxicidad. Actualmente, contamos con tecnologías de desinfección muy eficaces que garantizan la seguridad del agua regenerada, como los sistemas de ultravioleta y los sistemas de membranas. La investigación en nuevas tecnologías es importante, pero los métodos actuales son seguros y efectivos.

Pregunta: ¿Cuál es tu visión sobre el futuro de la gestión del agua en los próximos años?

Respuesta: En la Región de Murcia, el abastecimiento está asegurado a través de la desalación para consumo humano, aunque este recurso tiene un coste alto. Sin embargo, en el caso de la agricultura, que requiere volúmenes de agua mucho mayores, es vital sacar el máximo partido a lo que ya tenemos. Esto implica fomentar la reutilización, modernizar los sistemas de regadío y, en general, mejorar la eficiencia hídrica.

“El agua es un recurso absolutamente necesario, y tenemos que prevenir problemas futuros cuidando cada gota y reduciendo al máximo la contaminación desde su origen en las redes de alcantarillado.”