aguas residuales: un reto mundial que requiere de

48
Financiado por Co-implementado por Co-ejecutado por Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de soluciones locales Gustavo Heredia 24/8/2021 +

Upload: others

Post on 25-Jul-2022

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

Financiado por Co-implementado por Co-ejecutado por

Aguas residuales:Un reto mundial que requiere desoluciones localesGustavo Heredia

24/8/2021

+

Page 2: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

2

1. El agua en el mundo

2. Saneamiento básico y tratamiento de aguas residuales

3. Nuevos paradigmas para la gestión de aguas residuales

Estructura de la presentación+

Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021

Page 3: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

3

Parte 1: El agua en el mundo

Nombre de la presentación24-08-2021

Page 4: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

4

El agua en el mundo

Page 5: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

5

Howard Perlman, USGS, Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution, Adam Nieman

El agua en el mundo

Page 6: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

6

El agua en el mundo

Page 7: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

7

Consumo de agua en el mundo

Page 8: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

8

Principales usos del agua en el mundo

10%20%

70%

Doméstico Industrial RiegoBasado en: www.unwater.org/statistic_use.html

Page 9: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de
Page 10: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

10

Contaminación del agua

Metales y compuestos químicos

Objetos y sólidos

Carga orgánica y patógenos

Fósforo y nitrógeno

Eutrofización, condiciones insalubresTurbiedad Toxicidad

Page 11: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

11

Contaminantes biológicos yriesgos para la salud

10’000,000 de virus1’000,000 de bacterias1,000 parásitos100 huevos de gusano

• Gastroenteritis/diarrea

• Giardiasis

• Infecciones virales (ej. hepatitis)

• Infecciones de la piel o los ojos

1g

Page 12: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

12

Eutrofización

Desarrollo

MuerteDescomposición

Reducción de oxígeno

Page 13: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

13

Eutrofización

Oligotrófico: Mucho oxígeno pocos nutrientes Eutrófico: Muchos nutrientes, poco oxígeno

Page 14: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

14

Page 15: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

15

Zona muerta

Golfo de México

40%de los cuerpos

de agua del mundo sufren algún grado de eutrofización

Page 17: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

Clay John, Rompiendo fronteras: la ciencia de nuestro planeta, 2021

Page 18: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

18

La crisis climática es una crisis del agua

+ Limites planetarios

+ Altas temperaturas amplifican las condiciones eutróficas

+ Extremos climáticos = Variabilidad en disponibilidad de agua

+ Uso de energía en sistemas de bombeo, transporte y tratamiento de aguas residuales

+ Asignación de caudales para distintos usos y usos competitivos

Cambio climático y crisis hídrica

Page 19: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

19

Parte 2: Saneamiento básico ytratamiento de aguas residuales

Nombre de la presentación24-08-2021

Page 20: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

20

Tratamiento de aguas residuales en el mundo

90% de las aguas residuales que se descargan al medio ambiente no reciben ningún tipo tratamiento.Corcoran et al. 2010

Page 21: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

21

Cobertura del tratamiento de aguas residualesSegún nivel de renta del país

70%

38%28%

8%

Cob

ertu

ra

trata

mie

nto

AR

Renta altaRenta media altaRenta media bajaPaíses pobres

Page 22: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

22

+ Solo 60% de la población de la población conectada a un alcantarillado y solo un 30% del caudal

recolectado recibe algún tipo de tratamiento.

+ 60 millones de habitantes urbanos no tienen acceso a infraestructura de saneamiento (especialmente zonas periurbanas y deprimidas)

+ Se pierden 900,000 años de vida

+ Eventos extremos del clima dañan infraestructura y perjudican servicios

Tratamiento de aguas residuales en Latinoamérica

Page 23: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

2323

Saneamiento básico (definición clásica)

Es el conjunto de técnicas que permite eliminar higiénicamente residuos sólidos, excretas y aguas residuales, para tener un ambiente limpio y sano.

+

Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021

Page 24: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

24

Saneamiento básico

Page 25: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

25

Tratamiento de aguas residuales

Simple y rápido

Complejo y costoso

Page 26: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

26

Tratamiento de aguas residuales

• Sólidos• M. Orgánica• Nutrientes

Page 27: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

27

¿Qué implica tratar las aguas residuales?

• Sólidos (ST, SS)

• Materia orgánica (DBO)

• Nutrientes (N,P,K)

Reducción de algunos “contaminantes” presentes en el agua

©Aguatuya

Page 28: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

28

Sólidos suspendidos totales (arena, sedimentos, arcillas, limo, plankton)

SSTDemanda biológica de oxígenomg O2/L a 20oC por 5 días

DBO5Nutrientes

N, P, K

Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021

• Río de agua limpia < 1 mg/L• Río contaminado 2-8 mg/L• AR tratada 20 mg/L• AR sin tratar 200-600 mg/L

• Partículas mayores a 2 micrones

Page 29: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

29

Indicador contaminación biológica

e-coliTemperatura del agua

TemperaturaAcidez/alcalinidad del agua

pH

Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021

Nivel de oxígeno en el agua

OD

• > 5mg/L OK• < 3mg/L peces

mueren• < 1mg/L hipóxico• 0 mg/L anaeróbio

• AR 25 oC• Ríos 5-25 oC • 6-8

• OMS < 1,000 U/100 mL para reúso

Page 30: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

30

Químicos comercializados en EEUU

12,000

40,000

42,000

Cosméticos y farmacéuticos Polímeros Químicos industriales

Page 31: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

31

Parte 3: Nuevos paradigmas para la gestión de aguas residuales

Nombre de la presentación24-08-2021

Page 32: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

Tratamiento yeliminación

PN

KN

P

K

Recuperación derecursos

Page 33: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

33

Una persona produce 5 kg de nutrientes por año suficiente para producir 150 kg de granos.

Requerimientos de fertilización: 100 kg/ha para producir 3 ton de granos

+

Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021

Page 34: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

Tratamiento de aguas residuales

• Sólidos• M. Orgánica• Nutrientes• Energía

Page 35: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

Recursos presentes en las aguas residuales

Agua

M. Orgánica

Nutrientes

Calor

Page 36: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

36

Aguas residuales y el ciclo urbano del agua

Page 37: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

37

Nutrientes y el ciclo de la vida

Follaje verde y saludable

Raíces fuertes y flores

Crecimiento de la planta

Page 38: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

38

Ineficiencias en la cadena del P (de la mina a la mesa)

Solo el 20% del fósforo extraído de las minas para producción de alimentos llega a los consumidores!

Tove A.

Page 39: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

39

Distribución de reservas de roca fosfórica en el mundo

El 80% de las reservas mundiales en solo 5 países!

Tove A.

Page 40: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

40

¿Pico de producción de fósforo?

Una crisis inminente pero invisible!

Tove A.

Page 41: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

41

Producción de fertilizantes ynutrientes descargados al medio ambiente

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Mill

ones

de

tone

lada

s/añ

o

Producción defertilizantes sintéticos

Nutrientesdescargados al medioambiente

15 USD Billones

Page 42: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

42

Aguas residuales y recuperación de los recursos

Page 43: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

43

Generación de energía

1 m3 de biogás

= 6 kWh= 0.6 litros de diesel

Page 44: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

44

Cerrando los ciclos:Economía circular

De desechos a recursos

+ Cambios de paradigmas en

saneamiento y tratamiento de aguas residuales

+ Cambios en el uso de tecnologías

+ Nuevos arreglos institucionales,

sociales y financieros

Page 45: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

45

ODS 6: Agua limpia y saneamiento+ Énfasis en la sostenibilidad

+ Mejorar la calidad del agua

+ Implementar gestión integral de los recursos hídricos

+ Mejora de la eficiencia del uso del agua en todos los sectores

+ Reducir el número de personas que sufren escasez de agua

+ Restaurar los sistemas acuáticos

+ Incrementar los niveles de tratamiento (Programa nacionales apuntan a 50% tratamiento de AR hasta 2010)

Objetivos de desarrollo sostenible (ODS)

Page 46: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

46

+ Los efectos del cambio climático hacen que cambien los patrones de distribución y disponibilidad de agua

+ La cantidad total de agua es constante pero los cuerpos de agua se encuentran cada vez más eutrofizados

+ Para proteger el medio ambiente y la salud de las personas debemos mejorar la cobertura de servicios de saneamiento, pero estos deben pensarse desde una lógica diferente (circular en vez de lineal)

+ Continuar con una lógica lineal de tratamiento y sistemas convencionales ya no es una opción

+ Existen alternativas para reducir el consumo de agua y, al mismo tiempo, recuperar recursos presentes en

las aguas residuales y lodos fecales. El reúso en actividades agrícolas genera triple impacto: 1) Recuperación del agua, 2) Recuperación de nutrientes y 3) facilita/abarata el tratamiento

+ Los ODS y las agendas de desarrollo nacionales son una oportunidad para impulsar una gestión de aguas residuales sostenible con enfoque de reúso

Conclusiones

Page 47: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

4747

Referencias y recursos adicionales

• Andersson, K., Rosemarin, A., Lamizana, B., Kvarnström, E., McConville, J., Seidu, R., Dickin, S. and Trimmer, C. (2020). Sanitation, Wastewater Management and Sustainability: from Waste Disposal to Resource Recovery. 2nd edition. Nairobi and Stockholm: United Nations Environment Programme and Stockholm Environment Institute.

• Tove A. Larsen, Kai M. Udert and Judit Lienert, Source Separation and Decentralization

• https://www.epa.gov/national-aquatic-resource-surveys

• https://blogs.worldbank.org/water/how-can-we-make-wastewater-investments-sustainable-latin-america

• https://www.worldbank.org/en/topic/water/publication/wastewater-initiative?CID=WAT_TT_Water_EN_EXT#keymessages

• http://www.nu.org.bo/agenda-2030/13912-2/ods-6/

• https://ei.lehigh.edu/envirosci/watershed/wq/wqbackground/tempbg.html

Page 48: Aguas residuales: Un reto mundial que requiere de

48

https://www.linkedin.com/in/herediagustavo/

https://twitter.com/hechodeagua

(+591) 68581234

[email protected]

Gracias

Aguas residuales: Un reto global que requiere de soluciones locales24-08-2021