Post on 30-Oct-2019
Reúso de aguas tratadas. Ventajas y posibles impactos
PROYECTO ARCAL RLA/7/018
“MEJORA DEL CONOCIMIENTO DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
PARA CONTRIBUIR A SU PROTECCIÓN, GESTIÓN
INTEGRADA Y GOBERNANZA”
REPÚBLICA DEL ECUADOR.
Lucila Candela. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.
Universidad Politécnica de Catalunya, UPC, Barcelona, España
Quito, Ecuador, 4-8 Julio 2016
Zonas con reutilización
2
3
Reutilización en España (hm3). ASERSA 2010
Tipos
Generación
Características
Usos
Legislacion????????
Objetivo: INCREMENTAR LOS RECURSOS
HÍDRICOS DISPONIBLES
Aguas usadas
Desalinizadas/desaladas
Aguas tratadas
Otras (generación lluvia, water harvesting)
REÚSO DE AGUAS (Aguas no convencionales)
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Reúso de aguas
Campo de Cartagena. Desaladoras privadas
5
Desalación
6
Desalacion
Salinidad natural acuíferos: 6000-9000 mg/l
(Cuaternario, Plioceno, Mesinisiniense, Tortoniense)
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
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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Reúso
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)
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Aguas Usadas
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?
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Usos ambientales
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
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Reúso de aguas
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
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Elementos técnicos a considerar
no técnicas!!!!!!!!!!!!
Institucionales (legislación, capacidad local)
Económicas
Organización (gobernanza)
Percepción pública/educación (procesos participativos)
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Barreras al reúso
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
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Usos
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,…
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Riesgos: que se conoce?
Usos ambientales
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Aplicación a regadío
Recarga de acuíferos:
Infiltración
Inyección directa
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Usos ambientales
Procedimientos a realizar en la reutilización para riego y recarga de acuíferos
Procedimientos comunes Procedimientos específicos
Caracterización climática
Uso para riego
Consideraciones climáticas
Caracterización hidrogeológica y edáfica del medio receptor Parámetros agronómicos
Caracterización del agua a utilizar Elección de la especie
Estudio de las interacciones del agua utilizada con el medio
Recarga artificial
Estudio hidrogeológico de detalle
Evaluación de las afecciones a las captaciones Elección método y dispositivos
Normas de seguridad e higiene
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Alta salinidad del efluente (en general
Efectos económicos si el agua se trata para eliminar salinidad
Medio poroso: comportamiento hidrológico
• Cambios en las propiedades hidráulicas
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I - Regadío
• Datos mayoritariamente de estudios experimentales en
laboratorio. Ensayos de infiltración de columnas de suelo (!!)
•Reducción de la porosidad, disminución permeabilidad
Presencia de sales
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
www.consolider-tragua.com/documentos/guia_metodologica_tragua.pdf?id=5217
Consideraciones riego
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Riego en campo de golf
0 100 m.
Green 18
20
Suelos: incremento salinidad
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Suelos: microbiología
Bacterias en agua aplicada
Bacterias aeróbicas
en perfil del suelo
Limo arenoso 22
Suelos:
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1999 2000 2001 2002
mm
/y
Aquifer recharge Rain
Irrigation Water input (Irrigation + rain) 23
Acuífero,
efecto recarga
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
oct-00 abr-01 nov-01 may-02 dic-02 jun-03
Niv
el (
m.s
.n.m
)
24
Acuífero: Evolución calidad
Simulación con HYDRUS 25
Suelos: Variación permeabilidad
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
II – Recarga artificial acuíferos (MAR)
Incremento de los recursos disponibles!!!!
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
$$$$$$
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Requisitos
Filtración
Adsorción
Intercambio
Iónico
Precipitación
Dispersión
Dilución
Biodegradación
Volatilización
ACUÍFERO
1. Métodos extensivos: capacidad depuradora ZNS
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• 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
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1. Métodos extensivos de recarga
Recent Quaternary
Old Quaternary
Shales
Induced Recharge
S.G.AB. extraction
S.G.AB. recharge
extraction area
Industrial extraction
MEDITERRANEAN SEA
Recarga Inducida
S. G. AB. Bombeo
Bombeo Industrial
Pizarras
Cuaternario Antiguo
Cuaternario Reciente
S. G. AB. Recarga
Bombeo
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1. Métodos extensivos
Río Llobregat, Carrión de los Céspedes, …
Korba (Tunez, 2008)
Objetivo: recarga riego agrícola
Aguas residuales urbanas y parte
industrial (Tratamiento secundario)
TSA-MAR(recarga+tratamiento)
Control intrusión marina
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• Tres balsas de recarga, 4500 m2
• 1500 m3/dia recarga agua (tratamiento secundario)
• Red monitoreo 16 piezómetros
• Agua infiltrada: 8.3 (pH), 4.2-4.8 CE mS/cm. Alto contenido en Al,
B, Sr, Mn y algunos mayoritarios
( a) Before recharge (2008)
( d) After 3 years of recharge (2011)
( b) After 1 year of recharge (2009)
( c) After 2 years of recharge (2010)
( a) Before recharge (2008)
( d) After 3 years of recharge (2011)
( b) After 1 year of recharge (2009)
( c) After 2 years of recharge (2010)
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1. Métodos extensivos: Balsas de recarga
Tratamiento avanzado recarga artificial recuperación
Planta de
Tratamiento Agua Residual
Agua
Tratada
Pozos de
Inyección
Recuperación Acuífero
Tiempo de residencia +
Distancia entre pozos de
inyección y recuperación
2. Métodos puntuales: Inyección directa
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• 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
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2. Métodos inyección
Parámetro Infiltración Inyección
Disponibilidad del terreno Pequeño: precisan poco espacio.
Factores estéticos y ambientales Escasos.
Permeabilidad del acuífero Media alta.
Construcción de instalaciones Instalaciones de inyección complicadas.
Volumen recargable Puede llegar a ser muy significativo.
Pérdidas por evaporación Nulas.
Colmatación Los problemas derivados de la
colmatación son generalmente
moderados.
Variable. Se emplean de una forma
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.
Notablemente inferior si se compara
con las instalaciones superficiales.
Precisa, en general una gran superficie
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
proliferación de insectos y roedores.
Requieren cercados y vallas para
proteger a personas y animales
Pueden requerir acondicionar el
terreno: nivelación, retirar coberturas
poco permeables o arcillosas, retirar
vegetación, obtener diques resistentes,
construir estructuras para la conducción
del agua, etc.
En determinados casos pueden llegar
a ser muy grandes.
Muy grandes. El coste de
mantenimiento puede ser muy
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Barrera contra intrusión
Marina. Delta Llobregat
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2. Met. Puntuales: Barrera hidráulica
Barrera hidráulica- Fase 1
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Resultados
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
Evolución de
cloruros
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39
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Agua tratada Concentración agua subterránea
0
200
400
600
800
Mar-07 Oct-07 Apr-08 Nov-08 May-09 Dec-09 Jul-10
ng
/L
TWW
0
100
200
300
400
ng
/L
RL5 WELL
0
100
200
300
400
ng
/L RL2 WELL
0
100
200
300
400
ng
/L RL1 WELL
0
100
200
300
400
Mar-07 Oct-07 Apr-08 Nov-08 May-09 Dec-09 Jul-10
ng
/L
RL3 WELL
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MUCHAS GRACIAS
El agua debe ser juzgada por su calidad y no por su historia
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