Este año, GWI exploró varias oportunidades y desarrollos que están permitiendo que el sector del agua avance hacia una economía circular, en nuestros artículos de asociación de conocimiento con Aquatech. Esto ha puesto de relieve el potencial para reducir las necesidades de extracción de agua, aumentar la eficiencia de los procesos, recuperar recursos valiosos y limitar las emisiones nocivas de gases de efecto invernadero. 

Prácticas de reutilización del agua en todo el mundo

Con el aumento del estrés hídrico en todo el mundo, limitar la necesidad de extracciones y aumentar la eficiencia en el uso del agua es cada vez más necesario para mantenerse dentro de los niveles de consumo sostenibles. La reutilización de aguas residuales puede ser fundamental para lograrlo. 

El nivel de aceptación de la reutilización de aguas residuales, tanto a los ojos del público como de la ley, varía mucho en todo el mundo. En Namibia, por ejemplo, la reutilización potable directa (DPR) se lleva a cabo desde la década de 1990, una práctica que Maynilad Water Services también introdujo en Filipinas en 2022. La DPR implica el tratamiento de aguas residuales para agregarlas directamente a los suministros de agua potable, generalmente a través de un enfoque de barreras múltiples que implica una combinación de ozonización, ultrafiltración, ósmosis inversa y desinfección para cumplir con altos estándares de calidad.

La RPD sigue siendo poco común a nivel mundial, pero algunos cambios legislativos en áreas con escasez de agua la están convirtiendo en una vía potencial para explorar en el futuro, como en los estados estadounidenses de Texas, Arizona, Colorado y California. Por ejemplo, el proyecto de reglamento de California para permitir el DPR, que se espera que se adopte el 31 de diciembre de 2023, ya ha llevado a la planificación del proyecto de DPR más grande del mundo: los 60 millones de galones por día de DPR en Pure Water Southern California, que se espera que esté operativo en 2032. . 

Lo más comúnmente considerado es la reutilización potable indirecta (DPI), como la recarga gestionada de acuíferos, cubierta por GWI en un artículo anterior de Aquatech, o la reutilización no potable. La reutilización de agua no potable incluye la reutilización para riego en la agricultura, reduciendo así la demanda de agua dulce de la aplicación, que representa alrededor del 70 por ciento del uso total de agua a nivel mundial. La implementación de estándares mínimos para la reutilización agrícola en toda la UE este año representa un paso significativo en esta dirección. 

Sin embargo, la reutilización industrial es la más extendida hasta el momento. Esto está impulsado por el deseo de aumentar la capacidad de producción sin ejercer más presión sobre los recursos hídricos, especialmente en regiones con estrés hídrico donde la legislación local presiona a las industrias con uso intensivo de agua para reducir las extracciones y los volúmenes de consumo de agua. En la industria minera, por ejemplo, Anglo American implementó un sistema de reciclaje de circuito cerrado y una tecnología avanzada de medición de la evaporación para lograr tasas de reutilización de agua del 82 por ciento en 2022 en todos los sitios.

Las empresas líderes en el sector del cuidado personal también han implementado con éxito la reutilización del agua industrial y mejoras de eficiencia en su producción: Procter & Gamble, por ejemplo, recicla alrededor de tres mil millones de litros de agua cada año. Mientras tanto, L'Oréal aspira a reciclar y reutilizar el 100 por ciento del agua utilizada en sus procesos industriales para 2030.

Recuperación de recursos para limitar el desperdicio

Otro principio clave de una economía circular es reducir la necesidad de recursos vírgenes, un paso que puede respaldarse mediante la recuperación de materiales de aguas residuales y lodos. Esto también representa una fuente de ingresos adicional para las plantas de tratamiento de aguas residuales que recuperan recursos valiosos.

Como ilustra el gráfico (a continuación), existe una enorme variedad de recursos que pueden recuperarse de las aguas residuales y los lodos: desde fuentes de energía como el biogás o el biometano, hasta la recuperación de fósforo y nitrógeno para fertilizantes reciclados, hasta elementos de tierras raras como el litio. u oro. La industria del agua está dando pasos significativos para hacer que la recuperación de estos materiales sea más viable financieramente.

Una tecnología interesante que se promociona por su potencial de recuperación de recursos es la nanofiltración. La utilización de estas membranas en el tratamiento de aguas residuales ha permitido con éxito la recuperación de soda cáustica y tinte índigo, recursos clave para la limpieza industrial y la fabricación de textiles, respectivamente. Asimismo, la nanofiltración en una variedad de salmueras puede recuperar litio, que tiene una gran demanda para la fabricación de baterías. Los actores clave en el mercado de la nanofiltración que están recuperando estos recursos incluyen la filtración NX y Koch Separation Solutions (KSS). Para obtener más detalles sobre este mercado, consulte el contenido relacionado a continuación. 

Aumento de la eficiencia en el uso de recursos y energía

Si bien las opciones más intensivas en capital para la recuperación de recursos y la reutilización del agua son una propuesta interesante para un sector hídrico más circular, eliminar la ineficiencia y maximizar la utilidad de los recursos en los procesos de tratamiento a menudo se pasan por alto y son una opción más accesible. En este espacio, muchas empresas están trabajando en productos y procesos para hacer que el tratamiento sea más eficiente en términos energéticos y de recursos. 

Danfoss, por ejemplo, ha incorporado la restauración de productos y piezas usadas a su modelo de negocio, ampliando así la vida útil de sus productos y reduciendo los residuos metálicos. Se pueden observar esfuerzos similares para extender la longevidad de los equipos en el trabajo de Lygos, que está reduciendo el desgaste por corrosión en las torres de enfriamiento con su novedoso inhibidor de corrosión verde, Soltellus.

Para abordar tanto las emisiones de carbono asociadas con un mayor uso de energía como los crecientes costos, el aumento de la eficiencia energética es otra área de innovación animada. Esto es especialmente relevante para los procesos de desalinización, que consumen mucha energía; Las bombas de alta potencia y eficiencia energética de Danfoss han permitido que los sistemas de ósmosis inversa de agua de mar reduzcan las emisiones de GEI y los costos totales entre un 15 y un 20 por ciento. Endress + Hauser también se especializa en la optimización de procesos mediante la automatización en entornos municipales e industriales, lo que permite una mayor eficiencia. 

Otras empresas están intentando hacerse un hueco en lo que respecta a la consultoría de sostenibilidad, ayudando a guiar proyectos a través del complejo panorama de posibles soluciones circulares para el agua. Esto incluye a Nuoro, una nueva empresa belga fundada en 2022, que busca abordar una variedad de desafíos hídricos con sistemas móviles y en contenedores. Nuoro, junto con el resto de empresas mencionadas en este apartado, participará en el Pabellón de Economía Circular de Aquatech Amsterdam.

Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero

Si bien se espera que el cambio climático requiera importantes medidas de adaptación por parte del sector hídrico, también puede hacer una contribución sustancial a los esfuerzos de mitigación. GWI exploró este tema en detalle en su documento técnico “Agua sin carbono”, y descubrió que aproximadamente el 1,8 por ciento de las emisiones globales de carbono provienen del sector del agua. Esto también destacó la importancia de abordar el uso de energía procedente de combustibles fósiles, ya que genera aproximadamente el 52 por ciento de las emisiones de la infraestructura hídrica.   

Además del ajuste del uso de energía, las emisiones directas de gases de efecto invernadero del sector del agua presentan una importante oportunidad de mitigación. Las emisiones de metano de las aguas residuales, que representan el 37 por ciento de las emisiones de la infraestructura hídrica, son un tema urgente que debemos abordar. El mayor contribuyente a este problema son las emisiones del saneamiento in situ (OSS), una práctica de la que depende aproximadamente el 50 por ciento de la población mundial. 

Muchos sistemas OSS están mal gestionados y los lodos fecales a menudo no se vacían con regularidad, lo que permite que aumenten las emisiones. Cuando se vacían, se trata menos del 3 por ciento. Si bien se están explorando activamente los avances tecnológicos para mejorar el OSS, si se puede conseguir financiación, existen alternativas rentables, como el saneamiento basado en contenedores. Estos se vacían semanalmente, a diferencia del tanque séptico promedio que se vacía después de ocho años, lo que resulta en una reducción significativa de las emisiones de metano. 

Los sitios centralizados de tratamiento de aguas residuales y lodos también son lugares ideales para la mitigación de emisiones. Prácticas como la prevención de fugas de metano procedentes de la digestión anaeróbica son la opción más fácil. También están surgiendo tecnologías para reducir, capturar y utilizar las emisiones como otro subproducto valioso del tratamiento de aguas residuales. 

El Pabellón de Economía Circular de Aquatech Amsterdam actuará como una plataforma para que las partes interesadas exploren las mejores prácticas e innovaciones que mejoren la sostenibilidad del sector del agua. Esperamos ver a muchos de ustedes por allí.