Reúso de aguas residuales urbanas y rurales en Chile: Factibilidad e impacto como nueva fuente de agua para zonas de escasez hídrica

Transcripción

1 Reúso de aguas residuales urbanas y rurales en Chile: Factibilidad e impacto como nueva fuente de agua para zonas de escasez hídrica Ulrike Broschek, Subgerente Sustentabilidad 31 Julio 2017

2 Stress Hídrico Mundial

3 Reúso de aguas servidas tratadas en el Mundo Fuente: Water Reuse, aninternational survey of current practice, issues and needs. Blanca Jimenez y Takashi Asano, 2008

4 460 L/s (5,7 %) 710 L/s (8,9 %) 700 L/s (8,7 %) En Chile existen en total 283 PTAS (sin contar plantas rurales) de las cuales 33 son emisarios submarinos 30 L/s (0,4 %) 1010 L/s (12,6 %) 3090 L/s (38,6 %) 920 L/s (11,5 %) 740 L/s (9,2 %) 350 L/s (4,4 %) Fuente: SISS 2015

5 Caudal total de emisarios en Chile = 8 m 3 /s Þ 3 veces caudal río Mapocho Þ podrían llenar 276 piscinas olímpicas por día Þ10% de la Brecha Hídrica actual (84 m 3 /s fuente DGA) 460 L/s (5,7 %) 710 L/s (8,9 %) 700 L/s (8,7 %) 30 L/s (0,4 %) 1010 L/s (12,6 %) 3090 L/s (38,6 %) 920 L/s (11,5 %) 740 L/s (9,2 %) 350 L/s (4,4 %) Fuente: SISS 2015

6 Sistema de Reúso de Aguas Residuales Tratadas 1. Industrial 2. Riego 3. Minería

7 Análisis legal Institucionalidad involucrada - Ministerio del medio ambiente - MOP - MINSAL - ECONSSA - Empresas sanitarias - Ministerio de Economía - SISS - GORE Normativa aplicable al sector urbano y rural Urbano: Ley , ; DS N 121; DFL N 70. Rural: Ley N , , , ; DFL N 5. Urbano y rural: Ley N ,; DFL N 382, 1.122, 725; DS N 90/00, 50, 609/98, 46/02, 735; NCh 1.333, 409 Normativa sanitaria vigente no regula específicamente el reúso de aguas servidas tratadas Actualmente se encuentra el proyecto de ley de reúso de aguas grises No existen restricciones legales para la utilización de aguas de los emisarios y PTAS rurales

8 Caso Urbano: Región de Valparaíso

9 Comité técnico del proyecto Coordinador y Ejecutor Sector Privado Sector Público SISS DGA DOH MINSAL Min. Interior SEREMI AGRICULTURA, SEREMI MOP, CNR, DOH, GOBERNADORES, COORDINADOR REGIONAL DEL AGUA

10 Hoja de Ruta para el Reúso de aguas residuales tratadas Pre-Factibilidad Etapa Preparatoria Implementación Desarrollo modelo de reuso Evaluación técnicoeconómico modelo de reúso conformación de una mesa público/política/privada Modelo de negocios Ingeniería básica Obtención de financiamiento Elaboración TdRs y licitación Construcción y marcha blanca Seguimiento, ajustes y replicas FASE 1. Análisis prefactibilidad FIC Enero 2015 Julio 2016 FASE 2. Modelo de Negocio Reúso GCF 1-2 años FASE 3. Implementación primer caso Reúso de gran escala 2 años

11 Resumen de oferta de aguas residuales y consumo hídrico en la Región de Valparaíso 4,3 % 3,5 % 12,4% 79,8 % Emisarios Submarinos PTAS Urbanas PTAS Rurales Agrícola Doméstico Minero Industrial Oferta Total de Aguas Residuales m 3 /año Fuentes de información: ESVAL, SISS, INE, ODEPA, CIREN, COCHILCO y ASIVA

12 Distribución del consumo de agua en sector agrícola CONSUMO HIDRICO REGIONAL (tecnología de riego actual) 747 MM m3/año El total de las aguas residuales (emisarios, PTAS urbanas y rurales) suplirían en un 16,95% del consumo hídrico agrícola Emisarios alcanzarían a suplir el 10,83% de la demanda Casablanca, Quillota, Cabildo y San Felipe son las comunas con mayor consumo agrícola

13 Determinación de la demanda hídrica potencial Quién compraría el agua de reúso?? 0,00 1,00 2,00 Análisis de niveles estáticos de pozos de estaciones de monitoreo de la DGA (Región de Valparaíso 20 a 40 años) Clasificación en tres grupos: Distancia (m) 3,00 4,00 5,00 6,00 0,00 7,00 5,00 10,00 ü Pozos que incrementan su nivel en el tiempo Distancia (m) 15,00 20,00 ü ü Pozos con fluctuaciones de nivel entre incrementos y descensos, pero con tendencia a la descarga Pozos donde el nivel desciende en forma marcada en el tiempo Distancia (m) 25,00 30,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00

14 Zonas con Riesgo Hídrico en la región con potencial demanda Fuente: Elaboraciónpropia con Base de datos DGA

15 Sistema de conducción de aguas residuales Petorca 1 Distancia: 175 Km Caudal: 1,1 m 3 /s 3 2 ES-1 ES-2 ES Quillota 10 ES-4 5 Emisarios Submarinos ES-5 ES-6 Casablanca 6 11 Distancia: 43 Km Caudal: 1,1 m 3 /s ES-7 7 ES-8 ES-9 Distancia: 87 Km Caudal: 0,4 m 3 /s

16 Análisis tecnologías de tratamiento para reúso de aguas residuales de emisarios Tratamiento Caudal emisarios: 0,4 a 1,1 m 3 /s Biológico Fisicoquímico No convencional Convencional Lagunas estabilización facultativas Lagunas anaeróbicas Cultivo suspendido Cultivo fijo Lodos activados Lagunas aireadas Biofiltros Biodiscos Wetland Aireación extendida Media carga Mezcla completa Multicelulares Lombrifiltros Convencional Facultativas

17 Análisis económico INVERSIÓN (MM USD) COSTO OPERACIÓN ANUAL (USD/m3) Caudal planta de tratamiento (m3/s) Localidad asistida Distancia recorrida (km) PTAS* Conducción** TOTAL CAPEX PTAS* Conducción** TOTAL OPEX Costo de implementación 0,4 Casablanca 87 15,2 86,9 102,1 0,17 0,35 0,52 1,5 1,1 Quillota 43 42,2 86,9 129,1 0,11 0,31 0,42 0,9 1,1 Petorca , ,2 0,11 0,57 0,68 1,9 *Metodología de cálculo validada por SISS **Metodología de cálculo validada por DOH

18 Impacto del proyecto en la Región 97% AGRO 3 % MINERÍA 81% AGRO 19% INDUSTRIA 70% AGRO 18% MINERÍA 12% INDUSTRIA PRIORIDAD

19 Hoja de Ruta para el Reúso de aguas residuales tratadas Pre-Factibilidad Etapa Preparatoria Implementación Desarrollo modelo de reuso Evaluación técnicoeconómico modelo de reúso conformación de una mesa público/política/privada NACIONAL Y REGIONAL Modelo de negocios Ingeniería básica Elaboración TdRs y licitación Obtención de financiamiento Construcción y marcha blanca Seguimiento, ajustes y replicas FASE 1. Análisis prefactibilidad FIC Enero 2015 Julio 2016 FASE 2. Modelo de Negocio Reúso GCF AGOSTO años FASE 3. Implementación primer caso Reúso de gran escala 2 años

20 Conclusiones Caso Urbano Los sistemas de reúso de aguas residuales tratadas son una alternativa para suplir la falta de agua, que países como Israel o Singapur hoy llevan a cabo en grandes magnitudes por el severo estrés que sufren El análisis adaptado a las condiciones en Chile demuestra que, al igual que los casos internacionales, esta solución resulta costo eficiente y replicable con impactos económicos, sociales y ambientales positivos El mayor desafío hoy para alcanzar el escalamiento de los sistemas de reúso de aguas residuales tratadas es la definición de una política nacional de reúso que asegure un uso estratégico de esta nueva fuente de agua junto con el desarrollo del modelo de implementación y operación para Chile

21 Caso Rural: Región de Coquimbo

22 Comité Técnico Regional Coordinador / Ejecutor Financista Sector Privado Sector Público

23 Hoja de ruta para reúso de aguas residuales tratadas en zonas rurales Situación hídrica PTAS rurales Piloto Transferencia y Difusión -Análisis normativo legal -Huella hídrica regional -Zonas de riesgo hídrica -Levantamiento aguas residuales tratadas (ES, PTASu, PTASr) -Diagnóstico PTAS rurales -Selección PTAS rurales -Diseño modelo reúso -Evaluación económica -Implementación -Estudio estándares de reutilización de ART para riego de cultivos -Monitoreo y control -Difusión y Transferencia de resultados -Publicación

24 Resumen de oferta de aguas residuales y consumo hídrico en la Región de Coquimbo 8% 10% 6% 5% 27% 65% 79% Emisarios submarinos PTAS urbanas PTAS rurales Caudal de aguas Servicio Sanitario servidas descargadas (m 3 /s) Emisarios submarinos 0,78 PTAS urbanas 0,32 PTAS rurales 0,11 TOTAL 1,21 Fuentes: SISS, SUBDERE Agrícola Minero Industrial Doméstico Sector productivo Consumo (m3/s) Agrícola 18,21 Minero 2,20 Industrial 1,26 Doméstico 1,08 TOTAL 22,75 Fuentes: INE, ODEPA, CIREN, COCHILCO, ASIVA

25 Distribución del consumo hídrico agrícola regional Sector Agrícola Consumo hídrico regional (tecnología de riego actual) 574 MM m3/año La totalidad de las aguas residuales de la región suplirían el 6,64% de la demanda hídrica agrícola de la región Mayor consumo en comunas de Ovalle, Coquimbo, Vicuña y Monte Patria

26 Zonas de riesgo hídrico en la región con potencial demanda de aguas de reúso Fuente: Elaboraciónpropia con Base de datos DGA, INE

27 Estado funcionamiento PTAS rurales región de Coquimbo Lodos activados BUENO REGULAR MALO OTRO 8 18% 14% 31% 38% Coquimbo La Higuera La Serena Paihuano Vicuña Andacollo Combabalá Monte Patria Ovalle Punitaqui Río Hurtado Canela Illapel Salamanca Elqui Limarí Choapa 1 1 Los Vilos 71 PTAS rurales - Elqui (20) - Limarí (36) - Choapa (15) Diferentes estados de funcionamiento Fuente: SUBDERE, 2012

28 Administración PTAS rurales 6% 1% Comité APR Municipalidad JJ.VV. 24% 69% S/I PTAS rurales administradas por diferentes organizaciones Coquimbo La Higuera La Serena Paihuano Vicuña Andacollo Combabalá Monte Patria Ovalle Punitaqui Río Hurtado Canela Illapel Salamanca Elqui Limarí Choapa 2 Los Vilos Diferencia considerables entre la administración por comités de APR, Municipio y Juntas Vecinales Fuente: SUBDERE, 2012

29 PTAS rurales Ovalle Vicuña PTAS administradas por comités de APR Sin reúso de sus aguas residuales tratadas PTAS administradas por comités de APR Con reúso de sus aguas residuales tratadas 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 B B B B B B B R B M M R R M M B R R O-1 O-2 O-3 O-4 O-5 O-6 O-7 O-8 O-9 O-10 O-11 O-12 O-13 V-1 V-2 V-3 V-4 V-5 Ovalle Vicuña Limarí Elqui PTAS administradas por Municipios Sin reúso de sus aguas residuales tratadas PTAS administradas por Municipios Con reúso de sus aguas residuales tratadas PTAS administradas por Juntas Vecinales Sin reúso de sus aguas residuales tratadas Nomenclatura O-1 Cerrillos de Tamaya O-2 Escuela El Tabalí O-3 Escuela Lucia Nuñes de la Cuadra O-4 Escuela El Trapiche O-5 Escuela Elvira del Carmen Ochoa O-6 Escuela Padre Damian Heredia O-7 Escuela Valentin Letelier O-8 Escuela Unión Campesina O-9 Internado Patricio Ceballos O-10 El Guingo O-11 Sonora Los Acacios O-12 Huamalata - Villa San Antonio O-13 Lomas de Limarí V-1 Población Brisas Elquinas V-2 Población Nueva Aurora V-3 Gualliguaica V-4 La Calera V-5 Marquesa

30 Modelo conceptual de reúso

31 Beneficios proyectos piloto Beneficios regional/nacional Beneficio administración PTAS Primer caso de reúso de aguas residuales a nivel nacional que cumple con estándares internacionales Ser referentes regionales y nacional como primera PTAS en hacer reúso productivo formal Referente regional y nacional de reúso de ART con potencial réplica (reputación de PTAS) Primera planta piloto demostrativa de reúso productivo a partir de ART Ambiental (evitar la posible contaminación de la quebrada) Nueva fuente de ingreso para la administración Inversión en planta piloto de producción agrícola co-financiado por el GORE Coquimbo Difusión como primera planta formal en uso de fuente alternativa de agua para uso productivo, frente a la sequía que vive la región

32 Análisis económico Aportes Año 1 Aporte GORE Coquimbo Fertilización ($/6 has/año) $ Mano de obra ($/6 has/año) $ Aporte Agricultor $ N de cortes/año 8 Hectáreas cultivadas (Ha) 6 Productividad (fardos/ha) 120 Precio venta promedio fardos ($/fardo) $ Rendimiento económico ($/ha/corte) $ Rendimiento total ($/6 ha) $ Aporte GORE - Materiales de riego - Instalación sistema de riego - Movimientos de tierra - Sistema eléctrico TIR: $ VAN: 46% Payback: 1,17

33 Conclusiones Caso Rural Se debe estudiar si los sistemas de tratamiento actualmente utilizados en sectores rurales son los adecuados, dadas las características de operación y mantenimiento que cada uno de estos sistemas posee. El caso analizado para la región de Coquimbo indica que el reúso a nivel rural posee múltiples beneficios pudiéndose convertir en una alternativa factible de alto interés ya que permite: - Generar nuevos recursos e ingresos económicos para la región y beneficiarios de esta fuente de agua - La reinversión de parte de los recursos generados puede contribuir a mejorar la actual administración y la calidad de los sistemas de tratamiento de las aguas servidas, sin impactar al usuario con el aumento de tarifa para este objetivo - El reúso a nivel rural puede ayudar a disminuir la probabilidad de contaminación ambiental que potencialmente puede ocasionar la descarga del efluente de las PTAS rurales

34 Comentarios finales ü El Reúso de aguas residuales tratadas permite múltiples beneficios: Eficiencia en el uso del agua Nueva fuente de agua segura contribuye a la Seguridad hídrica Permite ahorros/ingresos por reúso productivo Bajo costo en comparación con otras alternativas Reducir impactos ambientales por descarga de aguas residuales ü Puede reducir más de un 10% la actual brecha hídrica nacional ü Existe evidencia a nivel mundial de sus múltiples beneficios ü Los casos estudiados a nivel urbano y rural corroboran esta oportunidad ü Es muy relevante que cualquier legislación nueva vinculante considere esta opción de manera que sean compatibles y así asegurar su factibilidad

35 MUCHAS GRACIAS!!!