Integración del cambio en la reutilización de aguas residuales para municipios

A finales de 2023, la Junta de Control de Recursos Hídricos del Estado de California aprobó nuevas regulaciones que permiten la reutilización potable directa.. Este innovador método de tratamiento de agua convierte el agua reciclada en agua purificada, integrándola perfectamente en el sistema de agua potable de una comunidad.

La reutilización indirecta para el tratamiento de aguas municipales, que consiste en reabastecer un acuífero de agua potable con agua reciclada tratada, se practica desde la década de 1960. Sin embargo, retos cada vez mayores, como el crecimiento demográfico, el cambio climático y la disminución de las reservas de agua subterránea, han dejado a numerosas comunidades luchando contra la escasez de agua, lo que hace cada vez más difícil satisfacer vuestras necesidades básicas de agua. Estas nuevas regulaciones introducen una mayor flexibilidad al permitir que el agua altamente tratada se integre directamente en los sistemas de agua potable.

California no es el único estado que se esfuerza por garantizar la resiliencia hídrica. La reutilización del agua potable se ha convertido en un elemento esencial de la infraestructura hídrica en numerosas ciudades y regiones de todo el mundo, con el objetivo principal de mitigar los problemas de escasez de agua. En la actualidad, varios estados de Estados Unidos, entre ellos Colorado, Arizona, Florida, Nuevo México y Washington, están trabajando activamente en la reformulación de sus normativas municipales sobre la reutilización del agua.Este cambio refleja un reconocimiento más amplio de que la reutilización directa del agua potable permite una gestión más eficaz de las condiciones climáticas extremas y permite a las comunidades acceder a un suministro de agua abundante, seguro, resiliente y de origen local.

De la reutilización convencional a la reutilización avanzada de aguas residuales municipales

De acuerdo con las regulaciones de California para el DPR, la secuencia de procesos requeridos en el tratamiento de aguas residuales tratadas será ozono/BAC u otros procesos de filtración como ultrafiltración-microfiltración (UF/MF), seguidos de RO multietapa estándar y procesos de oxidación avanzada (UV/AOP). En general, también incluye una dosis de cloramina, que ayuda a controlar la bioincrustación de las membranas de ósmosis inversa, que lamentablemente también es precursora de la formación de subproductos de desinfección como la NDMA, un contaminante orgánico peligroso y sospechoso de ser cancerígeno.v

IDE ha desarrollado una innovadora tecnología de alta recuperación por ósmosis inversa  (ósmosis inversa por flujo pulsado o (PFRO™), que no contiene cloramina. A diferencia de los sistemas RO estándar que funcionan en condiciones hidráulicas y osmóticas continuas, el proceso PFRO™ utiliza condiciones hidráulicas alternas, cambiando entre el modo de producción sin salida y el modo de lavado, durante el cual se expulsa la salmuera a alta velocidad. 

Las condiciones hidráulicas en constante cambio dificultan enormemente la supervivencia de los microorganismos, lo que reduce el riesgo de bioincrustaciones y formación de incrustaciones. This allows the system to operate at very high flux rates (50% higher than normal), eliminating the risk of rapid increase in biofouling and scaling and resulting in overall CAPEX savings of about 20%.

Además, el diseño único de la PFRO elimina la necesidad de cuatro etapas de ósmosis inversa que suelen ser necesarias para alcanzar tasas de recuperación tan altas. La PFRO utiliza un sistema de ósmosis inversa de una sola etapa que cambia continuamente el modo de funcionamiento, pasando de la filtración en punto muerto al modo de descarga de salmuera mediante la apertura y el cierre de una válvula de salmuera. Esto permite alcanzar tasas de recuperación del 90-95 % incluso con concentraciones de sílice superiores a 250 ppm en el flujo de salmuera. 

Esta solución probada e innovadora para la reutilización del agua municipal ayudará a los municipios a impulsar la resiliencia, la seguridad y la sostenibilidad del agua. Un municipio que ya está cosechando los beneficios de esta avanzada tecnología de reutilización es el Distrito Metropolitano de Cherokee en Colorado Springs. 

Innovación en acción: la asociación IDE del Distrito Metropolitano de Cherokee.

Creado originalmente en 2010, este proyecto de 45 millones de dólares en el sureste de Colorado representa una instalación de recuperación de agua renovada y mejorada con una capacidad de 4,8 millones de galones al día (MGD). Su objetivo principal era gestionar eficazmente los niveles crecientes de sólidos totales disueltos (TDS) en las aguas residuales sin tratar, al tiempo que se cumplían las nuevas y más estrictas normativas municipales en materia de vertidos.

El distrito metropolitano de Cherokee se enfrentaba a niveles de salinidad en las aguas residuales superiores a 600 mg/l de TDS, lo que requería una solución para cumplir con los nuevos límites de vertido impuestos. Optaron por integrar la innovadora tecnología PFRO de IDE.  Esta solución integral abarcaba un sistema de pretratamiento equipado con mecanismos de cribado fino y eliminación de arena, la conversión de dos de los cuatro SBR existentes en MBR y la instalación de la tecnología de ósmosis inversa (RO) de alta recuperación de IDE. El resultado es una instalación que utiliza un MBR de 4,8 MGD y un sistema de ósmosis inversa (RO) de alta recuperación de 1,6 MGD, diseñado específicamente para facilitar la mezcla del permeado de RO con el filtrado de MBR, lo que en última instancia reduce el efluente final a niveles inferiores al requisito del permiso de 400 mg/L.

Gracias a la innovadora tecnología de ósmosis inversa con flujo pulsado (PFRO) de IDE, la planta de reutilización de aguas residuales operada por el Distrito Metropolitano de Cherokee cuenta con una impresionante tasa de recuperación de agua que oscila entre el 90 y el 95 %, lo que reduce el volumen de descarga de salmuera. 

Nuevos modelos de negocio emergentes para proyectos municipales de reutilización del agua

En los últimos años, el modelo de colaboración público-privada (P3) ha surgido como un modelo innovador para construir infraestructuras hídricas sostenibles, eficientes y rentables en muchas comunidades. Este modelo garantiza una distribución equitativa del riesgo y una estructura de incentivos equilibrada, en la que cada parte del contrato puede centrarse en su área de especialización.  Las agencias municipales pueden optimizar la utilización de sus recursos existentes, mientras que los socios privados del proyecto reciben beneficios acordes con sus contribuciones tecnológicas y financieras al proyecto y con el capital invertido en riesgo.

Este proceso colaborativo se personaliza para adaptarse a las necesidades específicas de cada proyecto y ofrece numerosas ventajas al propietario del proyecto:

Enfoque simplificado: al integrar el diseño y la construcción, se eliminan las deficiencias en la comunicación, los excesos presupuestarios y los retrasos en el proyecto. Céntrese en las decisiones estratégicas con eficiencia.

Eficacia colaborativa: P3 reúne a las partes interesadas para una colaboración sin fisuras. Los propietarios, contratistas y diseñadores clave trabajan en equipo, fomentando la innovación y la rápida resolución de problemas. La comunicación abierta allana el camino hacia el éxito.

Asignación de riesgos: Los proyectos hidráulicos conllevan riesgos, pero P3 los aborda de forma proactiva. La experiencia del contratista durante el diseño identifica y mitiga los riesgos de forma temprana. La ingeniería de valor y las evaluaciones de riesgos evitan sorpresas, lo que permite que los proyectos se realicen a tiempo y dentro del presupuesto.

Menos tiempo y dinero: P3  permite identificar con antelación los artículos con plazos de entrega largos, pedirlos durante el diseño y evitar complicaciones. Tener un único responsable elimina las acusaciones mutuas y reduce los costes.

En IDE, tenemos la firme convicción de que los proyectos P3 tienen el potencial de ofrecer ventajas a todas las partes implicadas. Un ejemplo reciente de nuestro compromiso con esta creencia es nuestra colaboración con la ciudad de Fort Lauderdale. En esta asociación, unimos fuerzas con Ridgewood Infrastructure (RI) para supervisar el diseño, la construcción y la operación de una planta de tratamiento de agua de última generación conocida como Prospect Lake Clean Water Center en Fort Lauderdale, Florida. En virtud de este acuerdo, tanto IDE como RI aportarán el 25 % de la financiación del proyecto y asumirán los riesgos relacionados con la construcción y la explotación y el mantenimiento a largo plazo del mismo.

El camino hacia la aceptación del DPR

La reutilización potable directa (DPR, por sus siglas en inglés) tiene el potencial de mejorar la fiabilidad del suministro de agua para las comunidades, pero a menudo se enfrenta a resistencia. Para abordar estas preocupaciones de manera eficaz, es fundamental adoptar medidas proactivas. Es fundamental involucrar al público, proporcionándole información sobre las fuentes de agua, los procesos de tratamiento y los resultados de alta calidad obtenidos. Un enfoque holístico, que integre la participación de la comunidad, la educación y la colaboración, es clave para la implementación y expansión exitosas de las iniciativas de agua reciclada. Involucrar a la comunidad en la toma de decisiones fomenta la confianza y la transparencia, allanando el camino para una mayor aceptación. Las campañas educativas desempeñan un papel fundamental a la hora de disipar conceptos erróneos y ofrecer explicaciones claras sobre los métodos de tratamiento y las medidas de seguridad. La colaboración con entidades locales y los proyectos de demostración refuerzan aún más el apoyo, proporcionando pruebas tangibles de los beneficios del agua reciclada. La participación pública garantiza que los proyectos se ajusten a las necesidades locales, lo que en última instancia asegura su éxito.

Para muchas comunidades de todo el mundo, la reutilización potable directa ya no es una opción «deseable», sino una necesidad.  Aprovechar las tecnologías avanzadas, implementar modelos de negocio eficientes y sensibilizar a la población sobre sus ventajas puede desempeñar un papel fundamental para ayudar a las ciudades a adaptarse al cambio climático, ofreciendo una fuente adicional y sostenible de agua dulce.

Póngase en contacto con IDE para obtener más información.