PROLOGO. el dzsaííullu. de los programas de reutilización de aguas en Canarias.

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2 PROLOGO Los estudios desarrollados para la elaboración de la Planificación Hidrológica de Canarias han demostrado que el agua es un elemento fundamental para el desarrollo del Archipidago Canario. La cuantificación de los recursos disponibles presenta un carácter altamente deficitario y la política hidráulica fundamenta sus actuaciones en la corrección de dicho déficit en base a la aportación de recursos no convencionales, fundamentalmente consistentes en producción de agua potable para el suministro urbano en plantas desaladoras de agua de na; y ;ei;:i[izaciófi de las agüas iiaiadzis en las plantas depuradoras de aguas residuales. Una vez que ya se ha desarrollado en un alto porcentaje el "Programa de Desalación" en el Archipiélago, con la construcción de innumerables plantas desaladoras que producen diariamente más de metros cúbicos de agua potable, falta por desarrollar el denominado "Programa de Calidad" de las aguas cuyo objetivo es reutilizar todas las aguas disponibles y supondrá la actividad principal de las inversiones que en materia de obras hidráulicas se ejecutarán en los próximos años. La reutilizaci6n de aguas en Canarias tiene, pues, una importancia crucial para la resolución de los problemas en disponibilidad y utilización de los recursos disponibles y la reducción y10 inversión del déficit hidráulico histórico. El objetivo marcado presenta problemas con complejas soluciones que requieren un análisis profundo para ordenar adecuadamente las actuaciones que se desarrollen y, en base a ello, he sentido la inquietud y necesidad de recopilar Infermacibn que port tu sducienes claras y precisas a la prublemática plaiiteada. El contenido de las recomendaciones se basa fundamentalmente en la información recopilada por la Agencia para la Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos (EPA - Environmental Protection Agency) y la Federación para el Agua y el Medio Ambiente (WEF - Water Environment Federation) en los cuatro primeros caph!os, dedicade ur! ú!time capitulo a!as reccmendaciones ;ara de los programas de reutilización de aguas en Canarias. el dzsaííullu Juan Carlos lbrahim Perera Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Jefe del Servicio Hidráulico de Las Palmas

3 INDICE 1. INTRQ=üC''ON objetivos de estos apuntes Demanda de agua Sustitución de recursos Reducción de la contaminación Consideraciones sobre el tratamiento y la calidad del agua 2.- ASPECTOS TECNICOS DE LOS SISTEMAS DE REUTILIZACION Planeamiento Estudios previos Análisis de los usos potenciales Evaluación detallada de los usos seleccionados Usos potenciales del agua regenerada Demanda total de agua Demanda potencial de aguas reutilizadas Reutilización y conservación de recursos Fuentes de suministro de aguas residuales Localización de las fuentes de suministro Caracteristicas de las fuentes de suministro Nivel de tratamiento y procesos Calidad del efluente Caudal Caudal aportado por vertidos industriales Fiabilidad del sistema Tratamientos requeridos para la reutilización Valoración sanitaria del agua reutilizada ~icroorganismos patógenos y riesgo sanitario * Mecanismo de :-:A- L& ~,&VLU&V&"LL enfermedades Presencia y supervivencia de los patógenos Aerosoles ds

4 Incidencia de las enfermedades infecciosas en relación con la reutilización de aguas Elementos quimicos Requisitos para el tratamiento Tratamiento previo o preliminar Tratamiento secundario Desinfección Tratamientos terciarios o avanzados ~equisitos para el almacenamiento estaciona Identificación de los pardmetros operativos Almacenamiento en función de la demanda Almacenamiento regulador de vertidos superficiales Disponibilidad parcial de recursos Elementos complementarios de un sistema de reutilización de aguas Transporte y distribución Garantias sanitarias Operación y mantenimiento Almacenamiento Alternativas de vertido Vertidos superficiales Pozos filtrantes Impacto ambiental Impactos sobre el uso del suelo unpacto sobre las corrientes de a qa Impactos hidrogeológicos 3.- TIPOS DE REUTILIZACIONES Introducción Reutilización en zonas urbanas Demanda de agua regenerada Garantías y protecciones sanitarias C~nslderaciones sobre el diseño Instalaciones para la producción de agua regenerada Sistema de distribucián Reutilización industrial

5 Refrigeración Alimentación de Calderas Usos industriales Riegos agricolas Estimación de la demanda agrlcola Calidad del agua regenerada Salinidad Sodio Elementos residuales Cloro residual Nutrientes Otras consideraciones Fiabilidad del sistema Control de accesos Operación del sistema Control de vertidos Incentivos al mercado Reutilización para uso medio ambiental y recreativo Recarga de acuiferos Métodos de recarga de acuiferos Contaminantes en los sistemas de recarga Particulas Elementos orgánicos disueltos Microorganismos 5.- LA REUTILIZACION DE AGUAS REGENERADAS EN CANARIAS Planeamiento Usos potenciales del agua regenerada Fuentes de suministro de aguas residuales Parámetros de calidad recomendados para el agua reutilizada Almacenamiento Elementos complementarios de los sistemas de rou+ili zacián

6 5.7.- Impacto ambiental El proyecto DERE4

7 INTRODUCCION Gran número de comunidades en todo el mundo se acercan, han alcanzado o han sobrepasado en la actualidad los limites de explotación de sus recursos de agua disponibles y, por ello, la regeneración y/o reutilización del agua se presenta como opci6n atractiva para conservar y aumentar la disponibilidad del recurso. La reutilización del agua supone también una solución para reducir la contaminación al sustituir a las descargas de efluentes en zonas superficiales sensibies. La regeneración y/o reutilización del agua no potable requiere la aplicación de tecnologías convencionales que son ampliamente conocidas en todo el mundo, y su uso en áreas urbanas y agrícolas en las que se ha introducido ha sido generalmente --*rrt-,4rr -1 -.<Ll :-e -1 abspbauv y aprubadu por GA puur~bu al no suponer rxecgoc significativos para la salud OBJETIVO DE ESTOS APUNTES El objetivo de estos apuntes es la recopilación de informacidn existente sobre la regeneración de aguas residuales para su reutilización como aguas no potables con el propósito fundamental de servir de orientación en su aplicación y regulación DEMANDA DE AGUA La demanda de recursos hidráulicos para usos domésticos, comerciales, industriales y agricolas, aumenta continuamente y, especialmente, de modo muy considerable en los nficleos urbanos a medida que crece su población. De acuerdo a un informe elaborado por la Organización de las Naciones Unidas en el año 1989 la población mundial crecer& un 150% en la segunda mitad del siglo 20, siendo este crecimiento de un 300% en las aglomeraciones urbanas, de tal

8 modo, que la mitad de la poblacibn mundial en el año 2000 vivirá en ciudades. El número de grandes unidades está creciendo rápidamente, habiéndose pasado de 80 ciudades de m6s de un millón de habitantes en el año 1950 a 300 en 1990, que llegarán a 400 en el año Si bien la población rural satisface generalmente sus necesidades de agua con recursos locales, la mayor parte de las ciudades ya han agotado sus recursos de agua disponibles y se han visto obligadas a utilizar recursos de baja calidad o recurrir a la explotación de acuiferos situados a grandes distancias. Por otro lado, mientras la poblacidn rural puede, habitualmente, deshacerse con facilidad de sus aguas residuales en zonas próximas, las ciudades deben descargar sus aguas residuales en cursos próximos de aqua o en el mar, con tratamientos previos adecuados para evitar la degradación de los acuiferos y riesgos sanitarios a la población SUSTITUCION DE RECURSOS La reutilización de aguas supone la posibilidad de explotar un "nuevott recurso que puede sustituir a los recursos existentes, de tal modo que asiunando estas aguas adecuadamente se liberan recursos de primera calidad para el abastecimiento. La sustitución de recursos no es una idea nueva. En ir58, consejo Econbmico y Social de Naciones Unidac declaró que: "No se deben usar aguas de alta calidad, a menos que existan excedentes, para usos que permitan una peor calidadw. Se pueden satisfacer las necesidades de agua para usos urbanos comerciales e industriales con aguas no potables (riego de jardines. parques laterales y medianas de carreteras, aire acondicionado y torres de enfriamiento industrial, procesos industriales, consumo de inodoros y urinarios, construcción, 'I ----S- C.. --A -- --m-- limpieza y mañ'reñimieñto, ~avciuo de coches, L U ~ J ~ L C : ~, ~ 3 ~ 5 recreativos, lagunas artificiales, etcétera). Habitualmente las redes de distribucibn urbana están diseñadas para abastecer con aguas de calidad todos estos usos.

9 La sustitución de recursos depende obviamente de los costos comparativos entre ellos incluyendo los tratamientos del agua y las redes de transporte, El reuso de aguas tratadas serd mucho mds atractivo en el suministro de nuevas zonas residenciales, comerciales e industriales donde se puede diseñar una red doble a un costo razonable. La reutilización de aguas residuales en la agricultura u= aa1=av ULUUIL-a ~UGUS LSDUIL-A = k ~.. ~ ~ ~ ~ ~ ~ a---- a-."l.%.%" racr.l+sr +er~a arirrnamie3msm+a a+r=#.+ixr= ub&urrraru. Un escenario potencial seria diseñar una red de distribución de agua residual para abastecimiento agrícola con la expectativa de proceder gradualmente a la sustitución de recursos entre los consumos agrícolas (agua reutilizada) y urbano (agua potable). A medida que la reglamentación obliga a mejorar la calidad del agua de consumo doméstico va siendo mas necesario la -..-C:CI.~:L- A* YA -..- rjn a,. gva3 l,vh="-l 3U3CLCUbAUII US LGCIUL3U1 UGALLAV UG UL. WLTY uluyliu REDUCCION DE LA CONTAMINACION Los programas de reutilización de aguas se pueden iniciar por la necesidad de disponer de recursos adicionales en dreas dridas o semiaridas o bien como consecuencia de la exigencia de costosos tratamientos a los vertidos de efluentes, --S&: m A *-a,,"": A* pal LI+UAQLIII~lILe: =UUbbAVIL da nitrsgrm y f Ssf cm. T =c YUI aplicaciones de reutilización de aguas en riegos no requieren necesariamente la reducción de nutrientes cuyo contenido en el agua puede ser beneficioso. Los tratamientos de aguas residuales pueden ser distintos según se trate de tratamiento para reutilización de recursos o exclusivamente para reducir la contaminación. En el primer caso la intensidad del tratamiento dependerá del tipo de y ea el -a m"-^ da' "^"a- ".."C.. "^";hl^ -5-3,..^""m:.- 3GYUlIUU LQ3U USA Ablt311UL IrUaCU YUDAUAS PFIACI.LTUUrA& la contaminación en el medio receptor. De igual forma los costos de distribución de aguas serán mayores para los usos en agricultura que necesitarán, normalmente de redes de conducciones que no son necesarias en los casos en los que simplemente se pretenda la eliminación de los

10 vertidos. Los programas de reutilizacidn de aguas pueden servir sirnultdneamente para la consecución de ambos objetivos CONSIDERACIONES SOBRE EL TRATAMIENTO Y LA CALIDAD DEL AGUA El elemento principal en el desarrollo de un sistema de reutilización de aguas es que la calidad del agua regenerada sea adecuada para el uso a la que se pretende destinar. La reutilización en dreas urbanas para riego de jardines, usos industriales, inodoros, etcétera necesita de una adecuada desinfección, de tal modo que el cloro residual se mantenga en el sistema de distribución, y sus caracteristicas de color y olor deben ser tales que su aspecto estético sea aceptable para los usuarios. Las redes de distribución de aguas reutilizadas en áreas urbanas deben quedar claramente diferenciadas de las de agua potable para evitar usos inadecuados o contaminación de la red de agua potable, debiéndose imponer normas sobre profundidad de tubulares, color de las mismas, etcétera. La reutilización agrfcola requiere caracteristicas constantes del agua, calidad adecuada para el tipo de cultivo, para la no contaminación del suelo ni del subsuelo y sistemas alternativos de eliminación de excedentes en periodos estacionales de cultivos. -

11 ASPECTOS TECNICOS DE LOS SISTEMAS DE REUTILIZACION Los aspectos técnicos fundamentales que requieren los ~is+~~as do r-~tilfza-iófi QQ~: a,- Inventario y caracteristicas de las demandas potenciales de aguas reutilizadas b.- Inventario y características de los recursos existentes de agua reutilizadas para determinar sus posibilidades de reutilización c.- Los tratamientos necesarios para que las aguas reutilizadas dispongan de las características necesarias para el uso que se pre~enae reaiizar d.- Las necesidades de almacenamiento y/o eliminación para afrontar las fluctuaciones estacionales de la demanda e.- Las actuaciones complementarias necesarias para operar el sistema, tales como redes de distribucih, almacenamiento, sistemas de vertidos, etcétera f.- Un estudio del impacto ambiental producido por la reutilización de las aguas. Se desarrolla a continuación un análisis de detalle de cada uno de estos aspectos técnicos: PLANEAMIENTO Los estudios de planeamiento se deben desarrollar en tres etapas consecutivas: estudios previos, análisis de los usos y evaluación detallada de los usos seleccionados ESTUDIOS PREVIOS La primera tarea consistirá en localizar todos los recursos potenciales de efluentes para su regeneración y reutilización, y todos los usuarios potenciales. Es también importante identificar los aspectos administrativos y normativos

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13 - afectarles su uso. 0bviament~es2undamen~~en-es~e~pa-infcia1, desarrollar unas relaciones adecuadas entre los titulares de las plantas de tratamiento de aguas, los titulares de las redes de suministro y los potenciales usuarios del agua reut usuarios potenciales deben mostrar su conformidad con la calidad del agua reutilizada, y conocer los aspectos legales y los costes totales que.su uso conlleva. El elemento base de esta fase es la eamparacidn entre los costes unitarios actuales y los que supondrla el uso de aguas reutilizadas. Se deben analizar previamente aquellas actuaciones con posibilidades obvias de desarrollo. Por ejemplo, si una gran ~ - -- industria se encuentra situada cerca de una planta de tratamiento de agua residual, ésta será la principal expectativa para la xeu~acibn~~enorcoste~ero-elvalordelaguareuwada (aun en el caso de posibilidades Bfobvias@t de uso) dependera de: - La calidad del agua suministrada en comparación con la calidad requerida por el usuario " - La cantidad de agua disponible y la posibilidad de 5 adaptarse a las fluctuaciones de la demanda Los efectos de las normativas que.regulan este reuso y la aptitud de los organismos responsables para - El coste actual y previsión futura del agua del mercado para el usuario n 3 I 3 Todas estas cuestiones requieren estudios adecuados y subyacen en la capacidad de los organismos pfiblicos de exigir las calidades necesarias para cada posible reutilizacibn. Un primer paso consistirá en identificar los posibles usuarios del sistema estudio de detalle. No s610 se deben considerar los diferentes tipos de usos en la zona, sino que, con el objetivo de establecer la lista mas completa de posibles reutilizaciones, se deben

14 considerar aspectos tales como: - Diferentes niveles de tratamiento (ser8 preferible priorizar usos de aguas tratadas solamente en nivel secundario eliminando as1 el costo del tratamiento terciario) - Dimensián del proyecta (tendrb prioridad la def inicibn calidad determinada de agua en lugar de una variedad de calidades en areas parciales del conjunto) - Redes de distribucibn (cada trazado de red tendra diferentes ventajas debiendose adoptar aquella solucidn que sirva al mayor número de usuarios). de un tipo de reutilización con una Ademds de realizar un estudio comparativo de costos para las diferentes soluciones posibles hay otros criterios que se deben tener en cuenta en el proceso de selección de la alternativa óptima: Flexibilidad del sistema adoptado para ampliaciones o modificaciones futuras Cantidad de agua potable que puede ser sustituida con cada solucion Complejidad de la ejecucidn del sistema en funcidn de la cantidad de empresas u organismos que deban participar en su ejecución Grado de reutilización al que habría que adaptarse Dependencia de consumo energbtico o aditivos químicos utilizados por la solucibn Efecto sobre la calidad del suelo en cada posible solución posibles adecuada. Estos razonamientos pueden reducir el nhero de soluciones con el objetivo de seleccionar la mas EWILUACION DETALLADA DE LOS U808 SELECCIONADOS Esta fase es fundamental para el adecuada desarrollo 34

15 del programa de reutilización. De acuerdo, a lo indicado en los apartados anteriores se habrá determinado un orden de prioridad entre las diferentes soluciones y se conocerán el consumo actual de agua potable y los costos de explotación de las diferentes soluciones de reutilización. En esta fase se debe analizar con m6s precisión los diferentes trazados -y necesidades de almacenamiento de agua para cada posible solución valorando con mayor exactitud los costos correspondientes. Se pueden evaluar con mayor detalle los aspectos medio ambientales, institucionales y sociales de cada proyecto. Es necesario tener en cuenta los diferentes aspectos: - Calidad especifica de agua requerida por cada usuario y variaciones que se podrían admitir - Demanda diaria y estaciona1 de cada usuario - Dimensionamiento y ubicación de depósitos de almacenamiento de agua tratada - Si fuera necesario realizar tratamientos adicionales al efluente habria que definir quien seria el titular y quien haría la explotación - Definición de la cuota de enganche para cada usuario - Determinar si la solución elegida supone tratamientos adicionales a los vertidos que se venían realizando a la red de saneamiento o al conjunto de las aguas tratadas en ia depuradora - Posibilidad de distribuir los costos de inversión entre los usuarios - Interés de los organismos y empresas afectadas en el desarrollo del programa de reutilización y exigencias que impondrian - Analizar los métodos de riego utilizados por los agricultores y las condiciones en que deberian regar -1.*"5W 3P,.?5".-e*,+; 1;.75a=e ar uaa~. U~UUGI &TULAAAOUUU~ - Periodos de amortización aceptables para los usuarios en aquellos casos en los que deberian hacerse responsables de la inversión en tratamientos adicionales, almacenamiento o distribución - Posibilidad de que las instituciones modifiquen los

16 parámetros en vigor para las aguas Garantía de continuidad de los posibles usuarios de aguas reutilizadas Muchas de estas cuestiones sólo se pueden resolver después de mantener los contactos adecuados con los agentes suministradores de agua y usuarios potenciales. Ambos grupos deben aportar mayor informacidn a los estudios realizados en las diferentes fases del proceso de estudio. La selección del programa de reutilización óptimo en esta fase se basa, pues, en estudios comparativos económicos, optimización de procesos y afecciones medioambientales realizados con el apoyo de un equipo técnico adecuado USOS POTENCIALES DEL AGUA REGENERADA El abastecimiento de agua potable requiere los parámetros más exigentes de calidad para determinados usos tales como consumo humano, cocina, baño, lavado de ropa o de vajilla, lo que tan sólo representa una parte del consumo urbano. El resto de los usos urbanos no requiere parámetros tan exigentes de calidad del agua. En mucho casos se utilizan aguas potables para usos menos exigentes (como por ejemplo la agricultura) obteniéndose estos recursos de las mismas fuentes de suministro que las utilizadas para consumo doméstico, creándose así una demanda indirecta sobre estos recursos. Es necesario estudiar la posibilidad de sustituir los recursos disponibles de buena calidad por aguas residuales tratadas en aquellos casos en los que no se requieran aguas calificadas como potables. posibles campos en los que se puede reutilizar el agua son: - Urbano - Industrial - Agrlcola - De recreo - Medio ambiente - Recarga de acuíferos - Aumento ae recursos ae agua potable Los

17 En el Capítulo 3 de estos apuntes se desarrollan los aspectos técnicos que cada tipo de uso requiere. 2.2mlm- DEMANDA TOTAL DE AGUA Los estudios de planificación hidrológica determinan las demandas zonales totales de agua que varían segtín las características climáticas, nivel de desarrollo industrial y económico, dimensión de los núcleos urbanos, recursos disponibles, etcétera, lo que supone una distribución porcentual para cada uso distinto en función del conjunto de las caracteristicas que el habitat presenta. Las zonas de alto consumo se pueden beneficiar con mayor facilidad de los recursos obtenidos a base de reutilización de aguas. Las zonas áridas y costeras en las que la demanda es alta y los recursos son escasos reunen también caracteristicas óptimas para su aplicación. De cualquier forma, esta visión macroscópica del mercado potencial no debe dejar a un lado las posibilidades de implantación de sistemas de reutilización en áreas concretas para incrementar los recursos locales o reducir y/o eliminar los vertidos. Por otro lado, hay que tener en cuenta la tendencia histórica de la distribución porcentual de las diferentes demandas de una zona y la proyección futura, lo que en mucho casos supondrá la obligada necesidad de prewer aumentas considerables futuros de recursos que pueden ser satisfechos con las aguas reutilizadas DEMANDA POTENCIAL DE AGUAS REUTILIZADAS La demanda total de agua por persona/dia en los núcleos urbanos varia sustancialmente en función de las caracteristicas indicadas en el apartado anterior y su evaluación incluye habitualmente usos tales como consumo de inodoros, lavado de vehiculos, procesos industriales y de refrigeración, limpieza de

18 viales y riego de jardines, para los que no se requiere utilizar aguas calificadas como potables. Dependiendo de las características del núcleo urbano el porcentaje requerido de agua potable, sobre la demanda total, varía entre el 10 y el 60 por ciento. La implantacidn de sistemas de reutilización de aguas en zonas urbanas deben iniciarse con la construcción de redes primarias que abastezcan los consumos domésticos tales como riegos de parques y jardines, fuentes, lavado de calle, etc., pero con un dimensionamiento adecuado para permitir en el futuro la implantación progresiva de redes dobles de suministro de agua a las viviendas, comenzando por los edificios de nueva construcción. La demanda potencialm6s importante para la utilización de aguas residuales tratadas es la agricultura que presenta el incoveniente de su estacionalidad cuyo efecto resulta fundamental en el diseño de un sistema de reutilizacidn de aguas REUTILIZACION Y CONSERVACION DE RECüRSOS La necesidad de conservar los recursos de agua potable es uno de los objetivos fundamentales de la planificación hidrológica. El mayor beneficio resultante de la implantación de sistemas de reutilización de aguas es su contribución en retrasar o eliminar la necesidad de incrementar el suministro de aqua potable, no solamente por la sustitución de recursos dentro de un área urbana sino, además, por el aumento de recursos que supone la reutilización en la agricultura debido a la aportación de caudales al aculfero FUENTES DE SUMINISTRO DE AGUAS REUTILIZADAS A6n cuando la fuente de suministro puede ser muy variada, nos ceñiremos en estos apuntes a las generadas por el tratamiento de aguas residuales urbanas. En los paises desarrollados se estima que

19 aproximadamente el 73% de la poblacidn dispone de redes de saneamiento con tratamiento posterior. A medida que se produce el desplazamiento de la población de áreas rurales a urbanas y continua el crecimiento progresivo de los núcleos urbanos se incrementar& el vólumen de agua vertida a redes de saneamiento disponible, pues, en plantas de tratamiento, creándose asi, cada vez con mayor intensidad, la posibilidad de implantar sistemas de reutilización de aguas para aumentar los recursos y, en muchos casos, mejorar la calidad de las aguas superficiales y subterráneas LOCALIZACION DE LAS PUENTES DE SUMINISTRO El diseño de redes de saneamiento y estaciones depuradoras de aguas residuales en áreas en crecimiento o de nuevo desarrollo, se debe realizar con las previsiones adecuadas para su posterior reutilización. En las zonas que utilizan tratamientos centralizados de aguas depuradas, se dispone, pues, de potenciales fuentes de suministro para la reutilización de las aguas. En los estudios previos al diseño de un sistema de reutilización a partir de fuentes de suministro existentes es necesario definir: - Colectores principales de las áreas residenciales - Colectores principales de las áreas industriales - Estaciones de tratamiento existentes - Areas cm sistemas unitzrioc de saneamiento - Disposición de los efluentes existentes - revisiones de planeamiento futuro - ~ocalizacidn de usuarios potenciales de agua reutilizada Por razones económicas las instalaciones de tratamiento de aguas residuales ideales deben etar localizadas cerca de los principales usuarios de aguas reutilizadas. La adaptación de un sistema de saneamiento existente o la reutilización puede plantear soluciones alternativas como, por ejemplo, derivar un colector principal que atraviesa una zona con un potencial uso

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21 de los requisitos aplicables y la instalación de los procesos necesarios son elementos criticos en el diseño de un sistema de reutilización. En esta etapa inicial es necesario determinar la compatibilidad del tratamiento existente con los potenciales usuarios. En el apartado 2.4 de estos apuntes se analizan los diferentes tratamientos necesarios para las aplicaciones de reutilización de aguas. El conocimiento del nivel de tratamiento y el proceso aplicado es importante para evaluar el efluente como reutilizable y determinar sus posibilidades de reutilzación. La existencia de una planta depuradora de residuales que disponga al menos de un tratamiento secundario, aunque no hubiese sido diseñada para la reutilización de las aguas producidas puede ser válida modificando los procesos existentes o añadiendo nuevas unidades de proceso a la linea de tratamiento existente para suministrar agua para un mayor campo de uso. Por ejemplo, la instalación de tratamiento quimico, filtración y desinfección a continuación de un tratamiento secundario clásico puede producir aguas aptas para su utilización en áreas urbanas. Algunos procesos necesarios en una planta depuradora que vierte sus efluentes pueden no ser necesarios en el caso de su uso como recurso a reutilizar. Por ejemplo una planta depuradora diseñada para eliminar el nitrógeno y/o fósforo puede que no necesite ia eiiminación de nutrientes si su efluente se utiliza en agricultura o jardinería, ya que los nutrientes son beneficiosos para el crecimiento de las plantas CALIDAD DEL EFLUENTE El conocimiento de la calidad de un efluente de depuradora requiere la realización de análisis que determinen t,e,c: m-" t-1 A" -m-.. yciaciiiislava Lar== Lviiiv 1ii demsnda biuqülmiza de oxígeno (D.B.O.), sólidos en suspensión (S.S.), coliformes, nutrientes, organismos tóxicos y metales. Esta información es necesaria en los estudios previos de determinación de la validez de un recurso para ser usado como reutilizada. Por ejemplo, como ya se indic6, la existencia de nitrógeno y fósforo en el agua

22 reutilizada puede resultar ventajosa para ciertas aplicaciones agrícolas mientras que para el uso industrial los nutrientes pueaen provocar crecimientos biológicos que producen ensuciamiento. Si el usuario industrial consume tan solo una pequeña fracción del caudal total se puede ver obligado a eliminar particularmente los nutrientes o utilizar otros recursos. La decisión se debe tomar analizando cada caso individualmente. En algunos casos el proceso de datos de una planta de tratamiento no contiene la evaluación de algunos parámetros que deben ser analizados especificamente para el desarrollo del programa de reutilización. Por ejemplo, las infiltraciones de agua de mar en la red de saneamiento de núcleos costeros provoca altas concentraciones de cloruros en el efluente que pueden ser tóxicos para determinados usos agricolas. Sin embargo, este parámetrn no SP smle evaluar en las plantas depuradoras. Adn en la ausencia de infiltraciones de agua de mar o vertidos industriales, algunas prácticas en la manipulacion de las aguas pueden resultar impactantes para la calidad final del agua efluente de una depuradora, como por ejemplo la práctica de ablandamiento de aguas puede incrementar la cantidad de sales que podrlan hacerlas no aptas para la reutilización. El tratamiento seleccionado para un uso determinado dependerá fundamental do 10s requisitec exigid== pcr el üsüariü principal. 2.3a2a3a9 CAUDAL De igual forma que el proveedor de agua potable debe acomodar su oferta a las variaciones diarias y estacionales de la demanda, debe el proveedor de agua reutilizada acomodarse a las oscilaciones de la demanda y del suministro variable del agua residual. Las oscilaciones diarias de la demanda de agua reutilizada son mucho mayores que las de agua potable por lo que el sistema de reutilización debe acomodarse a ambas fluctuaciones.

23 Por ejemplo, el caudal nocturno vertido por una red urbana es bajo y en cambio el riego de jardines se puede hacer por la noche, los aumentos estacionales en el consumo turistico no tiene necesariamente que coincidir con puntas en la demanda de consumo agricola, etcétera. La informaci6n acerca de la fluctuación del caudal es critica para el dimensionamiento de los depósitos de almacenamiento para equilibrar el balance entre la aportación de caudales a la red de saneamiento y el consumo de aguas reutilizadas CAUDAL APORTADO POR VERTIDOS INDUSTRIALES Los vertidos de aguas industriales a una red pueden contener altos niveles de elementos tóxicos para la-vegetación y animales, o pueden afectar negativamente al proceso de tratamiento. Si estos vertidos son importantes, la calidad del agua reutilizada, puede quedar afectada. El grado del impacto dependerá de la naturaleza de la industria. En consecuencia la implantación de un sistema de reutilización requiere la aplicación de rigurosos programas de pretratamiento en las industrias que vierten efluentes contaminantes para garantizar el funcionamiento de los procesos de tratamiento biológico y deben quedar eliminados los contaminantes tóxicos que vierten a la red de saneamiento. El desarrollo de un programa de reutilización a partir de una piañta depradera que reciba Un porcentaje imprtante de aguas industriales requiere la identificación de los componentes que puedan interferir en el uso previsto y se debe realizar una completa campaña de análisis de todos los elementos agresivos que se identifiquen. Estas plantas depuradoras pueden quedar limitadas para determinados tipos de reutilizaciones FIABILIDAD DEL SISTEMA La fiabilidad del sistema se debe basar en los siguientes aspectos:

24 - Preparación adecuada del personal operario - Disposición de dispositivos de alarma adecuados para las posibles situaciones de emergencia - Programa adecuado y completo de toma de muestras y análisis de las mismas - Almacenamiento de emergencia para retener las aguas a reutilizar con calidades inadecuadas para volverlas a tratar o evacuar - Almacenamiento adecuado para garantizar las necesidades de la demanda - Normativa de vertidos a redes de saneamiento rigurosa para evitar el vertido de productos contaminantes INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS. - ASemds del tratamiento adecuado es preciso disponer de instalaciones complementarias tales como depósitos de almacenamiento de agua tratada, redes de distribucibn, estaciones de bombeo, etcétera, que deben estar diseñadas adecuadamente para adaptarse a las situaciones extremas que pudieran presentarse TRATAMIENTOS REQUERIDOS PARA LA REUTILIBACION Uno de ios aspectos más importantes de un programa de reutilización es garantizar que su desarrollo no suponga peligros sanitarios para la población. También se deben satisfacer otros objetivos tales como la prevención y reducción del impacto ambiental, evitando molestias a la población y satisfacer las necesidades de los usuarios, pero el punto de partida esta en el diseño adecuado y garantizado del tratamiento de las aguas para obtener el producto requerido. La protección de la salud püiiica se consigue: - Reduciendo la concentración de bacterias, parásitos y virus del agua reutilizada - Controlando los componentes qulmicos del agua tratada - Limitando la exposición al público (contacto, inhalación o inqestión) del aqua reutilizada

25 Si el agua reutilizada está expuesta al uso público se debe realizar un tratamiento más intenso antes de su uso, en cambio, si ésto no ocurriese se puede reducir el nivel de tratamiento teniendo en cuenta que la seguridad de los operarios del sistema se puede controlar. El diseño de.1 tratamiento adecuado para la aplicacidn programada requiere el conocimiento de los elementos que contiene el agua a tratar y el nivel de tratamiento y proceso necesario para eliminarlos y obtener la calidad de agua producto pretendida VALORACION 8ANITARIA DEL AGUA REUTILIZADA La presencia de componentes químicos tóxicos y microorganismos patógenos en aguas residuales sin tratar supone un claro peligro para la salud en casos de contacto, inhalación o ingestión. Para evitar este peligro es preciso eliminar o reducir la concentración de estos componentes en el agua reutilizada y, donde sea peligroso, prevenir los contactos directos o indirectos con la misma. Los microorganismos y constituyentes qulimicos estdn presentes en las aguas residuales no tratadas y ello presenta un indudable peligro para la salud, pero también queda claro que para la mayor parte de las posibilidades de uso de las aguas reutilizadas son sobradamente conocidos múltiples procesos de tratamiento de aguas capaces Ye rseurir este peligrt a ñfveies aceptables de contenido de esos componentes, pudiendose llegar con la tecnologia actual a a reutilización de las aguas como potables MICROORGANISMOS PATOGENOS Y RIESGO SANITARIO Los principales agentes infecciosos que pueden estar presentes en las aguzs rociduiles se pueden clasificar &--- CL =S grupos: bacterias, parásitos y virus. El siguiente listado resume los agentes infecciosos más conocidos presentes en el agua residual.

26 PATOGENO Protozoo Entamoeba histolytica Giardia lamblia Balantidium Coli Cryptosporidium Helmintos Ascaris lumbricoides Ancylostoma duodenale Necator americanus Ancylostoma ~trongloides stercolaris Trichuris trichiura Taenia Enterobius vermicularis Echinococcus granulosus Bacteria Shigella Salmonella Typhi Salmonella Vibro Cholerae Escherichia Coli Yersinia enterocolitica Leptospira Legionella ENFERMEDAD Amebiasis (Disenteria amébica) Giardiasis Balantisiasis (Disenteria) Cryptosporidiosis, diarrea y fiebre ~scariasis Ancylostomiasis Necatoriasis Cutaneous larva migrams Strongyloidiasis Trichuriasis Taeniasis Enterobiasis Hydatidosis S h i g e l l o s i s (disenteria) Fiebre tifoidea Salmonelosis Cólera Gastroenteritis Yersiniosis Leptospirosis Enfermedad d e 1 legionario #...-&----A--: A: Va3 LL UtZlILtZL. J. LA3 Virus Enterovirus Hepatitis A Adenovirus Rotavirus Parvovirus Agente Norwaik Reovirus Astrovirus Calicivirus coronavirus virus Gastroenteritis, anomallas cardsacas, meningitis, otras Infección hepdtica E n f e r m e d a d respiratoria, infección ocular Gastroenteritis Gastroenteritis Diarrea, vómitos, fiebre No establecida con claridad Gastroenteritis Gastroenteritis Gastroenteritis La práctica mds habitual para el andlisis determinativo

27 de los patógenos potenciales presentes en el agua residual es usar un indicador microbial o indicar la contaminación de fecales del agua. Las bacterias del grupo coliforme siempre han sido consideradas como los indicadores principales de la contaminación fecal y se encuentran en las heces de los animales de sangre caliente en mayor concentración que los patógenos y se detectan - fdcilmente, presentando una relación proporcional con la contaminación fecal. Sin embargo la determinación del contenido de bacterias por si mismo no implica la presencia o concentración de virus o protozoos. Existe un gran núnero de protozoos y metazoos que son patógenos para el hombre y se encuentran en las aguas residuales urbanas. El más importante de éstos es el protozoo Entamoeba histolytica que es el responsable de la disenteria y la hepatitis y se encuentra en el agua residual en forma de quistes que se adhieren a los alimentos o al agua y pueden germinar en el intestino iniciándose asi la infección. La mayoria de los helmintos tienen complejos ciclos vitales, incluyendo una etapa intermedia como parásito. estado infeccioso se presenta como organismo adulto o como larva (en algunos de ellos como huevos). Su Los estados de vida como larva no son patógenos para el hombre. Los huevos y las larvas son resistentes al medio ambiente y pueden sobrevivir a procesos de desinfección de aguas residuales, si bien los huevos se suelen eliminar en procesos tales como la sedimentación,, filtración o balsas de estabilización. Se conoce que los virus y otros patógenos que pueden estar presentes en la aguas residuales usadas para riegos no penetran en los frutos o vegetales a menos que la piel esté rota o las raices estén cortadas. Este fenómeno ocurre tan rara vez que no se puede considerar como mecanismo de transmisión del virus. De cualquier forma su presencia es extremadamente baja y el riesgo sanitario es mínimo. 2.4ele2e- MECANISMO DE TRANSMISION DE ENFERMEDADEB Las enfermedades se pueden transmitir al hombre

28 directamente por contacto a través de la piel, ingestión o inhalación de agentes infecciosos presentes en el agua, o indirectamente por contacto conobjetos previamente contaminados. Las formas en las que un individuo puede quedar infectado al exponerse al agua reutilizada pueden ser: - El agente infeccioso debe estar presente en la comunidad y, por lo tanto, en la aguas residuales de esa comunidad - Los agentes infecciosos deben sobrevivir a todos los precesos de tratamiento de aguas residuales a los que han sido sometidos - El individuo debe entrar directa o indirectamente en contacto con el agua reutilizada - Los agentes deben estar presentes en número suficiente para causar la infección en el momento del contacto Cuando la enfermedad se presenta han debido de producirse una compleja serie de interrelaciones entre el individuo y el agente infeccioso. De cualquier forma la infección depende de: - el número de microorganismos invasores (dosis) - el ntímero de organismos necesarios para iniciar la infoccihn (dosis de infección) - la habilidad del organismo para causar la enfermedad (patologia) - susceptibilidad relativa del individuo para captar la enfermedad La dosis de infección de algunos organismos puede ser inferior a la dosis requerida para causar síntomas abiertos de la enfermedad. La infección se puede definir como una respuesta inmunológica a los agentes patógenos por un individuo sin mostrar necesariamente señales de la enfermedad. La susceptibilidad es muy variable y depende del estado general de salud del sujete y del patagenn específico en cuestión. Los niños, las personas mal nutridas y las enfermizas

29 son más susceptibles que los adultos saludables. algunos patógenos: A continuación se indican las dosis de infección de ORGANISMO DOSIS DE INFECCION Escherichia coli Clostridium perfringens Vibrio colera Shigella flexneri 2A Entamoeba histolytica Shigella disenteria Giarda lamblia Virus Ascaris lumbricoides La enorme variedad de microorganismos patógenos que pueden estar presentes en las aguas residuales domésticas provienen principalmente de las heces de seres humanos infectados y de los animales. Algunas veces es posible la transmisión de infecciones por patógenos a través de la orina. Los coliformes y otras bacterias pueden estar presentes en la orina pero representa un riesgo sanitario escaso en las aguas reutilizadas, Los agentes miembisnos provenientes de infecci~nss venéreas se pueden presentar también en la orina, pero son tan vulnerables a las condiciones del exterior del cuerpo que no suponen riesgo de transmisión a través de las aguas reutilizadas PRESENCIA Y SUPERVIVENCIA DE LOS PATOGENOS La presencia y concentración de microorganismos pat6genos en las aguas residuilec dependo de un gran númers Ua factores y con su predicción no es posible asegurar las caracteristicas de un agua residual en relación a los agentes infecciosos. Las únicas variables posibles se encuentran en los

30 recursos aportados a la red de saneamiento, el estado de salud de la población que vierte a la red, la existencia de enfemedades en la población y la posibilidad de los agentes infecciosos para sobrevivir en el exterior bajo unas condiciones medioambientales variadas. En el cuadro siguiente se presenta la variación y orden de magnitud de la concentración (en unidades por cada 100 mililitros) de algunos organismos que pueden estar presentes en las aguas residuales: ORGANISMO CONCENTRACION Coliformes fecales Estreptococos fecales loj - lo9 lo4 - lo6 Shigella Salmonella Helminto ova Virus Quistes de Giardia lamblia 50 - lo4 Quistes de Entamoeba histolytica 0-10 La concentración de virus es generalmentemayor durante el verano y principios del otoño. El promedio de virus procedentes de un individuo infectado varia normalmente entre y unidades por gramo de heces, per~ puede llegar a valores de Los virus son generalmente más resistentes a los impactos medioambientales que la mayoria de las bacterias, aunque hay algunos virus cuya vida es muy corta en las aguas residuales domésticas. Bajo condiciones favorables los patógenos pueden sobrevivir durante largos periodos de tiempo en las cosechas, en el agua o en el suelo. Los factores que afectan la vida de estos irgunismac sin: - Número y tipo de organismo - Contenido orgánico del suelo (la presencia de materias orgánicas alarga la vida de los patógenos)

31 - Temperatura (mayor vida a menor temperatura) - Humedad (mayor vida a mayor humedad) - PH - Pluviometria - Exposición a la luz solar (las radiaciones solares reducen la vida de los patógenos) - Protección producida por el follaje - Fauna y flora microbiana en competencia La vida de los microorganismos presenta grandes fluctuaciones en función de las condiciones de vida. continuación se presenta un cuadro indicativo de la vida (en días) de algunos patógenos comunes en cultivos, agua y el suelo: A PATOGENO AGUA POTABLE O RESIDUAL CULTIVOS SUELO Virus Enterovirus Bacteria Fecal coliforme Salmonella Shigella Vibrio colera Protozoo Quistes de Entamoeba histolytica Helmintos Huevos de Ascaris lumbricoides muchos meses muchos meses

32 AEROSOLEB Los aerosoles son partículas de menos de 50 milimicras de diámetro que se encuentran suspendidas en el aire. Los virus y la mayor parte de las bacterias patógenas tienen tamaños del orden de magnitud de las partículas que respira el hombre y, por lo tanto una de las posibles formas de infección por aerosoles es por inhalación, ya que se han encontrado bacterias y virus en los aerosoles emitidos por sistemas de riego por aspersidn usando ayuas resfdualzs nc tratadas = pace trutadas. La concentración de patógenos en los aerosoles es función de su concentración en el agua residual utilizada y de la eficiencia de la aerosolización en el proceso de aspersión, Durante el riego por aspersión la cantidad de agua que puede ser aerosolizada puede variar entre el 0,l y el 2 por ciento, siendo su eficiencia normal del orden del 1 por ciento. La infección o enfermedad se puede contraer indirectamente por el depósito superficial de aerosoles en alimentos, vegetación y ropas. La dosis de infección de algunos patógenos es menor en las infecciones respiratorias que en las producidas via gastrointestinal y por ello, para algunos patógenos, la inhalación puede ser una vla de transmisión de enfermedades de -<m A -C.- m-mt-mt~ ~~RBcC: Rn lliq3 LL. ~YU YU5 PUL.. V I L C U ~ C " 9 A.L.y=sLI"*I. La posibilidad de infección de un aerosol inhalado depende de la profundidad de penetración de la respiracián y de la presencia de organismos patógenos capaces de infectar el sistema respiratorio. Los aerosoles con particulas de tamaños entre 2 y 5 milimicras son los mas fgcilmente arrastrados por los movimientos respiratorios yen consecuencia pueden ser inhalados. De este modo, si los patógenos gastrointestinales estdn presentes, se puede producir la infección. Existen unas posibilidades mucho mayores de que se produzca la infección si los patógenos inhalados en aerosoles son de menos de 2 milimicras, ya que pasarían directamente a los alveolos pulmonares. n- ---A-- ~n Y W ~ ~ ~ las Q bacterias ~, y los vins se maiitienen ea los aerosoles con más intensidad en función directamente

33 proporcional al viento, alta humedad relativa, baja temperatura y bajas radiaciones solares. También influyen factores tales como la concentración de patógenos en el agua residual y el tamaño de las gotas producidas por la aspersión. Los aerosoles se pueden trasladar a varios cientos de metros en condiciones óptimas. Las investigaciones realizadas hasta la fecha no han podido fijar ninguna relación definitiva entre la exposición a los aerosoles y las enfermedades que pudieran contraerse. No se conoce ningún caso significativo en este sentido y se puede concluir que el riesgo de contraer enfermedades a partir de aerosoles generales por el riego por aspersión utilizando aguas reutilizadas es bajo. De cualquier forma lo aconsejable es reducir la exposición a los aerosoles al minimo posible sobre todo en los casos en los que el agua reutilizada que se use no esté altamente desinfectada INCIDENCIA DE LAS ENFERMEDADES INFECCIOSAS EN RELACION CON LA REUTILIZACION DE AGUAS Las investigacionesepidemiológicas sobrecontaminación de aguas potables por aguas residuales, uso de aguas residuales sin tratar o mlnimamente tratadas para riego de cultivos, efectos sanitarios en los agricultores que utilizan aguas residuales poco tratadas para riegos, y el efecto sanitario de los aerosoles, han dado evidentes pruebas detransmisidn de enfermedades infecciosas con tales usos. Sin embargo, los estudios epidemiológicos de la población expuesta en zonas de reutilización de aguas altamente tratadas no son determinantes de causa de la movilidad de la población, la pequeña dimensión de la población estudiada, la dificultad en la determinación del tiempo de exposición de cada individuo, el pequeño número de enfermos por causa de las prbcticas de reutilización de aguas, poca sensibilidad de las técnicas e=idemiológicas en la detección de pequeño número de transmisión de enfermedades, y otros factores contradictorios. Es particularmente dificil la detección de pequeño número de

34 transmisión de enfermedades producidas por virus porque la mayor parte de los virus puede provocar un espectro ampllsimo de cínt~mas de la enfemedad tal qüe la dispersión de los casos agudos pueden presentar sintomatologlas tan variadas que no se pueden atribuir con facilidad a un agente determinado. La mejor forma de proteger la salud de los trabajadores en emplazamientos en los que se emplea aguas reutilizadas, a pesar del nivel de tratamiento de las aguas, es mantener niveles razonables de higiene personal tales como el uso de vestimenta protectora adecuada, cambiar la ropa al finalizar el periodo laboral, evitar la exposición al agua regeneroda y luiarse Iss manos y ducharse después de una exposición a este tipo de aguas, sobre todo antes de comer. Las medidas de protección se pueden reducir en aquellos sitios en los que el agua ha recibido un alto grado de tratamiento y desinfección ELEMENTOS QUIMICOS Los elementos químicos potencialmente presentes en las aguas residuales domésticas tienen mayor importancia cuando el agua regenerada se use para reutilizaciones como potable o para usos de riego de cosechas. Los mecanismos de contaminación de las cosechas incluyen: contaminación física (cuando la evaporación o las aplicaciones iterativas puedan suponer crecimiento de los contaminantes en la cosecha), contaminación a través de las raices por medio del agua suministrada al suelo, y contaminación foliar. A excepción de inhalaciones de volátiles orgánicos por exposición en recintos cerrados, los elementos qulmicos son menos importantes cuando el agua regenerada no se consume. Se debe tener cuidado con los elementos químicos en los casos de percolación de aculferos a consecuencia de riegos, recarga de acuiferos u otros usos. A contin~ación se presenta üna tabla que inciuye ios elementos inorgánicos y orgánicos más importantes contenidas en las aguas regeneradas y reutilizadas:

35 ELEMENTO sólidos en suspensión Biodegradables orgdnicos Nutrientes PARAMETROS DE MEDIDA Sólidos en suspensión (S. S. ) incluye volátiles y partículas Demanda bioquímica de oxlgeno (D. B. o. ), Demanda química de oxígeno (D.Q. O. ), Carbono orghico total Nitrógeno Fósforo Potasio AFECCIONES Los contaminantes orgánicos y metales pesados son absorbidos por las partículas. Las suspensiones pueden proteger a los microorganismos de los desinf ectantes. Cantidades excesivas de sólidos en suspensión pueden provocar el taponamiento de los sistemas de riego. Problemas de estética y molestias. Los elementos orgánicos son alimentos para los microorganismos, afectan negativamente a los procesos de desinfeccibn, anulan la posibilidad de uso industrial, consumen oxígeno y pueden provocar ef ectos agudos y crónicos para usos potables. El nitrógeno, el fósforo y el potasio son nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas y su presencia aumenta su valor para riegos. Las descargas en ambientes húmedos de nitrógeno y fósforo puede provocar el crecimiento de algas. En niveles excesi- VOS en el suelo, el nitrógeno puede