Reúso de aguas tratadas. Ventajas y posibles impactos

Transcripción

1 Quito, Ecuador, 4-8 Julio 2016 PROYECTO ARCAL RLA/7/018 MEJORA DEL CONOCIMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS PARA CONTRIBUIR A SU PROTECCIÓN, GESTIÓN INTEGRADA Y GOBERNANZA REPÚBLICA DEL ECUADOR. Reúso de aguas tratadas. Ventajas y posibles impactos Lucila Candela. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental. Universidad Politécnica de Catalunya, UPC, Barcelona, España

2 Zonas con reutilización 2

3 Reutilización en España (hm 3 ). ASERSA

4 Reúso de aguas REÚSO DE AGUAS (Aguas no convencionales) Aguas usadas Desalinizadas/desaladas Aguas tratadas Otras (generación lluvia, water harvesting) Tipos Generación Características Usos Legislacion???????? Objetivo: INCREMENTAR LOS RECURSOS HÍDRICOS DISPONIBLES 4

5 Desalación Campo de Cartagena. Desaladoras privadas 5

6 Desalacion Salinidad natural acuíferos: mg/l (Cuaternario, Plioceno, Mesinisiniense, Tortoniense) 6

7 Reúso Importancia creciente reutilización aguas residuales urbanas tratadas Aumento de los RRHH disponibles Gestión de los RRHH in situ Minimizar costes infraestructuras Reducción/eliminación de descargas al medio ambiente Solución a problemas políticos, locales, institucionales Factores económicos Obligatoriedad de cumplir con legislación vigente!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 7

8 Aguas Usadas Las aguas usadas constituyen una reserva importante PERO Problemas de salud (presencia patógenos) Problemas de higiene Problemas en plantas (salinidad, B ) Normas calidad (OMS, EU) centradas en impactos en agricultura o salud Efectos en el suelo (salinidad, colmatación) No se contemplan impactos derivados de su afección a los acuíferos (efectos medioambientales) 8

9 Usos ambientales Usos ambientales: Qué se conoce? Larga historia de aplicación Criterios calidad (OMS, CE, ) Experiencias controladas en EEUU, Israel, España. Existencia legislación Experiencias relacionadas con el lixiviado de substancias aplicadas a la superficie del terreno Impactos y riesgos? 9

10 Reúso de aguas Diferentes tipos de aguas. Aguas regeneradas: aguas residuales depuradas, que, en su caso, han sido sometidas a un proceso de tratamiento adicional o complementario que permite adecuar su calidad al uso al que se destinan. (RD 2006) (reclaimed water, new-water ) agua residual tratada o efluente tratado, que satisface los criterios para poder ser usada nuevamente 10

11 Elementos técnicos a considerar El transporte desde la planta de regeneración hasta el lugar de utilización Almacenamiento o regulación para adecuar el caudal suministrado por la planta a los caudales consumidos Normas de utilización que permitan minimizar los posibles riesgos directos o indirectos para el medio ambiente, las personas que la utilizan, la población circundante al lugar de uso y los consumidores de cualquier producto cultivado con el agua regenerada 11

12 Barreras al reúso no técnicas!!!!!!!!!!!! Institucionales (legislación, capacidad local) Económicas Organización (gobernanza) Percepción pública/educación (procesos participativos) 12

13 Usos Reutilización urbana: Riego de parques públicos, campos deportivos, jardines, áreas verdes de edificios públicos, industrias, centros comerciales y carreteras.usos ornamentales: fuentes y estanques. Lavado de vehículos, ventanas, agua de mezcla para fertilizantes líquidos. Limpiezas de calles. Protección contra incendios. Agua de cisternas para urinarios públicos y en edificios comerciales Reuso industrial: Refrigeración, Procesos industriales, Construcción. Reuso para riego: agrícola, campos de golf. Reutilización ambiental: Restauración de hábitats naturales y mejora del entorno. Recarga de acuíferos. Aumento de los recursos 13

14 Riesgos: que se conoce? Impactos mayoritariamente centrados en presencia salinidad y contenido microbiológico que afectan a la salud (sanitarios) Efectos sobre el suelo/plantas: salinidad, colmatación (encharcamiento) Presencia de microcontaminantes, patógenos, agroquímicos. Efectos sobre los acuíferos (no deseados): calidad Coste, aceptación, 14

15 Usos ambientales 15

16 Usos ambientales Aplicación a regadío Recarga de acuíferos: Infiltración Inyección directa 16

17 Procedimientos a realizar en la reutilización para riego y recarga de acuíferos Procedimientos comunes Procedimientos específicos Caracterización climática Consideraciones climáticas Caracterización hidrogeológica y edáfica del medio receptor Uso para riego Parámetros agronómicos Caracterización del agua a utilizar Elección de la especie Estudio de las interacciones del agua utilizada con el medio Estudio hidrogeológico de detalle Evaluación de las afecciones a las captaciones Recarga artificial Elección método y dispositivos Normas de seguridad e higiene 17

18 I - Regadío Medio poroso: comportamiento hidrológico Cambios en las propiedades hidráulicas Datos mayoritariamente de estudios experimentales en laboratorio. Ensayos de infiltración de columnas de suelo (!!) Reducción de la porosidad, disminución permeabilidad Presencia de sales Alta salinidad del efluente (en general Efectos económicos si el agua se trata para eliminar salinidad 18

19 Consideraciones riego Necesidad investigación in situ (colmatación) Tipo de plantas a las que se aplique (tubérculos, hortalizas, no comestibles) Tipo aplicación agua (inundacion, aerosol ) Drenaje del suelo Problemas en la zona radicular Calidad del agua En campos de golf prever problemas de backflow 19

20 Riego en campo de golf Green m. 20

21 Suelos: incremento salinidad 21

22 Suelos: microbiología Bacterias aeróbicas en perfil del suelo Bacterias en agua aplicada Limo arenoso 22

23 mm/y Nivel (m.s.n.m) Suelos: oct-00 abr-01 nov-01 may-02 dic-02 jun Acuífero, efecto recarga Aquifer recharge Rain Irrigation Water input (Irrigation + rain) 23

24 Acuífero: Evolución calidad 24

25 Suelos: Variación permeabilidad Simulación con HYDRUS 25

26 II Recarga artificial acuíferos (MAR) Incremento de los recursos disponibles!!!! Almacenamiento subterráneo de escorrentía superficial no regulada. Reducción o eliminación del descenso piezométrico. Apoyo a determinados esquemas de utilización conjunta Mantenimiento de caudales ecológicos. Reducción de costes de almacenamiento y bombeo Actuaciones sobre problemas de subsidencia Disminución o corrección de problemas de intrusión marina. Aprovechamiento de las propiedades del suelo y de la ZNS como elemento de tratamiento Dilución del excesivo contenido en nitratos, cloruros u otros constituyentes químicos 26

27 Requisitos Qué se requiere? Disponer de agua suficiente (superficial, subterránea, tratada., calidad, volumen, periodo) Identificación de posibles unidades acuíferas receptoras (parámetros hidrogeológicos) Selección método de recarga apropiado $$$$$$ 27

28 1. Métodos extensivos: capacidad depuradora ZNS Filtración Adsorción Intercambio Iónico Precipitación Biodegradación Volatilización Dispersión Dilución ACUÍFERO 28

29 1. Métodos extensivos de recarga Tecnología de bajo coste Basado en el poder depurador de la ZNS (SAT) Necesidad de gran extensión de terreno Válida agua con tratamiento secundario Requiere evitar reacciones químicas que produzcan colmatado (clogging). Monitoreo específico Limitación para eliminar microcontaminantes NO aplicables en terrenos fracturados o kársticos Suelos permeables de arenas gruesas o muy gruesas no son eficientes 29

30 1. Métodos extensivos Río Llobregat, Carrión de los Céspedes, Recent Cuaternario Quaternary Reciente Old Cuaternario Quaternary Antiguo Shales Pizarras Induced Recarga Inducida Recharge S.G.AB. Bombeo extraction S.G.AB. Recarga recharge extraction Bombeo area Industrial Bombeo Industrial extraction MEDITERRANEAN SEA 30

31 Korba (Tunez, 2008) Objetivo: recarga riego agrícola Aguas residuales urbanas y parte industrial (Tratamiento secundario) TSA-MAR(recarga+tratamiento) Control intrusión marina 31

32 1. Métodos extensivos: Balsas de recarga ( b) After 1 year of ( a) Before Tres balsas de recarga, 4500 recharge (2008) m2 recharge (2009) 1500 m3/dia recarga agua (tratamiento secundario) Red monitoreo 16 piezómetros Agua infiltrada: 8.3 (ph), CE ms/cm. Alto contenido en Al, B, Sr, Mn y algunos mayoritarios ( c) After 2 years of ( recharge a) Before (2010) recharge (2008) ( d) After 3 years of ( b) After 1 year of recharge (2011) recharge (2009) 32 ( c) After 2 years of ( d) After 3 years of

33 2. Métodos puntuales: Inyección directa Agua Residual Planta de Tratamiento Agua Tratada Recuperación Pozos de Inyección Acuífero Tiempo de residencia + Distancia entre pozos de inyección y recuperación Tratamiento avanzado recarga artificial recuperación 33

34 2. Métodos inyección Generalmente en acuíferos confinados El agua debe cumplir con tratamientos mas restrictivos Basados en pozos de inyección (existentes o no) En zonas con escasa extensión de terreno Generalmente con objetivo de aquifer storage & recovery Posibles problemas de colmatación por mezclas de aguas químicamente distintas Necesarios estudios hidrogeológicos detallados Mantenimiento y construcción más costosa Monitoreo exhaustivo 34

35 Parámetro Infiltración Inyección Disponibilidad del terreno Precisa, en general una gran superficie Pequeño: precisan poco espacio. Factores estéticos y ambientales de terreno. Puede ser muy difícil o imposible establecerlos en una zona poblada o muy cultvada por no disponer de espacio o por la carestía de los terrenos. Pueden presentar problemas de Escasos. Permeabilidad del acuífero proliferación de insectos y roedores. Requieren cercados y vallas para proteger a personas y animales Media alta. Variable. Se emplean de una forma Construcción de instalaciones Pueden requerir acondicionar el generalizada en terrenos formados por una alternacia de niveles permeables e impermeables o cuando existen niveles poco permeables entre la superficie del suelo y el acuífero. Instalaciones de inyección complicadas. Volumen recargable terreno: nivelación, retirar coberturas poco permeables o arcillosas, retirar vegetación, obtener diques resistentes, construir estructuras para la conducción del agua, etc. Puede llegar a ser muy significativo. Notablemente inferior si se compara con las instalaciones superficiales. Pérdidas por evaporación En determinados casos pueden llegar Nulas. a ser muy grandes. Colmatación Los problemas derivados de la colmatación son generalmente moderados. Muy grandes. El coste de mantenimiento puede ser muy 35

36 2. Met. Puntuales: Barrera hidráulica Barrera contra intrusión Marina. Delta Llobregat 36

37 Barrera hidráulica- Fase 1 37

38 Resultados Evolución de cloruros Pero!!! Importancia creciente por presencia compuestos emergentes y prioritarios (fármacos, plaguicidas, productos higiene personal ) De 170 compuestos analizados (fármacos, uso personal, pesticidas, metales), 36 son detectados en el influente y 33 en el efluente 38

39 39

40 Agua tratada Concentración agua subterránea 40

41 ng/l ng/l ng/l ng/l ng/l TWW Mar-07 Oct-07 Apr-08 Nov-08 May-09 Dec-09 Jul RL5 WELL RL2 WELL RL1 WELL RL3 WELL Mar-07 Oct-07 Apr-08 Nov-08 May-09 Dec-09 Jul-10 41

42 MUCHAS GRACIAS El agua debe ser juzgada por su calidad y no por su historia 42