aguas residuales: un reto mundial que requiere de
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Aguas residuales:Un reto mundial que requiere desoluciones localesGustavo Heredia
24/8/2021
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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
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Parte 1: El agua en el mundo
Nombre de la presentación24-08-2021
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El agua en el mundo
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Howard Perlman, USGS, Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution, Adam Nieman
El agua en el mundo
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El agua en el mundo
7
Consumo de agua en el mundo
8
Principales usos del agua en el mundo
10%20%
70%
Doméstico Industrial RiegoBasado en: www.unwater.org/statistic_use.html
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Contaminación del agua
Metales y compuestos químicos
Objetos y sólidos
Carga orgánica y patógenos
Fósforo y nitrógeno
Eutrofización, condiciones insalubresTurbiedad Toxicidad
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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
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Eutrofización
Desarrollo
MuerteDescomposición
Reducción de oxígeno
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Eutrofización
Oligotrófico: Mucho oxígeno pocos nutrientes Eutrófico: Muchos nutrientes, poco oxígeno
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Zona muerta
Golfo de México
40%de los cuerpos
de agua del mundo sufren algún grado de eutrofización
Clay John, Rompiendo fronteras: la ciencia de nuestro planeta, 2021
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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
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Parte 2: Saneamiento básico ytratamiento de aguas residuales
Nombre de la presentación24-08-2021
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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
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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
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+ 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
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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.
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Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021
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Saneamiento básico
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Tratamiento de aguas residuales
Simple y rápido
Complejo y costoso
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Tratamiento de aguas residuales
• Sólidos• M. Orgánica• Nutrientes
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¿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
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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
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Indicador contaminación biológica
e-coliTemperatura del agua
TemperaturaAcidez/alcalinidad del agua
pH
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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
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Químicos comercializados en EEUU
12,000
40,000
42,000
Cosméticos y farmacéuticos Polímeros Químicos industriales
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Parte 3: Nuevos paradigmas para la gestión de aguas residuales
Nombre de la presentación24-08-2021
Tratamiento yeliminación
PN
KN
P
K
Recuperación derecursos
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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
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Aguas residuales: Un reto mundial que requiere soluciones locales24-08-2021
Tratamiento de aguas residuales
• Sólidos• M. Orgánica• Nutrientes• Energía
Recursos presentes en las aguas residuales
Agua
M. Orgánica
Nutrientes
Calor
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Aguas residuales y el ciclo urbano del agua
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Nutrientes y el ciclo de la vida
Follaje verde y saludable
Raíces fuertes y flores
Crecimiento de la planta
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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.
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Distribución de reservas de roca fosfórica en el mundo
El 80% de las reservas mundiales en solo 5 países!
Tove A.
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¿Pico de producción de fósforo?
Una crisis inminente pero invisible!
Tove A.
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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
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Aguas residuales y recuperación de los recursos
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Generación de energía
1 m3 de biogás
= 6 kWh= 0.6 litros de diesel
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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
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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)
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+ 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
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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
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https://www.linkedin.com/in/herediagustavo/
https://twitter.com/hechodeagua
(+591) 68581234
Gracias
Aguas residuales: Un reto global que requiere de soluciones locales24-08-2021