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Tecnologías para el desarrollo humano en cooperación internacional

El problema de la escasez de agua dulce Luis M. Serra Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Zaragoza

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Indice Introducción Recursos de agua en el mundo Tecnologías para producción de agua ¿Es la tecnología la solución a la escasez de agua? Gestión de recursos comunes

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Introducción El problema del agua es multidimensional - Dimensión ambiental - Dimensión tecnológica - Dimensión económica - Dimensión social (desarrollo socioeconómico)

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Introducción Desarrollo sostenible Desarrollo que permite satisfacer las necesidades de la generación presente (toda la humanidad) sin i comprometer t la l capacidad id d de d (todas) (t d ) las generaciones futuras para sus propias necesidades (Informe Brundtland, 1987)

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Recursos de agua en el mundo

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Cantidad de precipitación (htt // (http://www.worldmapper.org/) ld /)

Población mundial (http://www.worldmapper.org/)

Recursos de agua en el mundo Recursos de agua mundiales

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Hidrosfera: 1.286 M km3

2,5 % Agua dulce

Recursos agua renovable: 42.785 km3 / año 68,9% Polos y glaciares

En 1995 se extrajeron aproximadamente 3.800 km3 para conusmo humano

97,5% Salt Water

0,9 % Otros incluida Humedad suelo 0,3 % Aguas superficiales (rios, lagos...)

29,9% Aguas subterráneas

Solamente entre 7.000 y 12.000 km3 (16 - 28 %) de todos los recursos de agua dulce renovable disponible son técnicamente aprovechables

La extracción de agua dulce en todo el mundo se estima que alcanzará el valor de 4.300 km3 – 5.200 km3 en el año 2025

Recursos de agua en el mundo Recursos de agua (http://www.unep.org/vitalwater/)

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Recursos de agua en el mundo

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Recursos renovables de agua (http://www.worldmapper.org/)

Recursos de agua en el mundo

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Recursos renovables de agua (Shiklomanov, 1999) Continent

Area km2 * 106

People Millions 1995

Water resources (km3/year)

Availability (1000 m3/year)

Average

Max.

Min.

Per km2

Per capita

Europe(1) N. America Africa Asia S. America Oceania

10.46 24.3 30.1 43.5 17.9 8.95

684.7 453 708 3,445 315 28.7

2,900 7,890 4,050 13,510 12,030 2,404

3,410 8,917 5,082 15,008 14,350 2,880

2,254 6,895 3,073 11,800 10,320 1,891

277 324 134 311 622 269

4.23 17.4 5.72 3.92 38.2 83.7

TOTAL

135.2

5634.4

42,785

49,647

36,433

317

7.60

(1) including Western Europe, Eastern Europe and Russia.

Recursos de agua en el mundo

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El rápido crecimiento de la población mundial ha provocado una reducción de la disponibilidad de agua dulce de 12.900 m3/hab/año en 1970 a 7.600 m3/hab/año in 1994

La mayor y diminución se ha p producido en Africa ((2.8 veces), ) Asia ((2 veces) and Sud América (1.7 veces) En Europa, esta misma relación se ha reducido un 16 % durante el mismo periodo

Recursos de agua en el mundo

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Para que una sociedad pueda desarrollarse, se estima que son necesarios i aproximadamente i d t 1.000 1 000 m3 de d agua por persona y año ñ Por debajo de este valor, se considera que se produce escasez de agua (water scarcity) y que se puede dañar el desarrollo social Ejemplos huella hídrica (http://www.waterfootprint.org) - Fabricación de 1 coche: 400.000 litros de agua - 1 kg de aluminio: 8.500 litros de agua - 1 kg de carne de vaca: 16.000 litros de agua - 1 kg de maíz: 900 litros de agua - 1 kg de arroz: 3 3.000 000 litros de agua - 1 kg de papel: 100 litros de agua - 1 litro de refresco: 9 litros de agua - 1 litro de leche: 1.000 litros de agua - 1 taza de cafés: 140 litros de agua (http://www.waterfootprint.org)

Recursos de agua en el mundo Evolución disponibilidad de agua per cápita m3/año 1800 Stress de agua 1600

1400

1200

1000 Escasez de agua 800 1990 600

2025 2050

400

200

0 Egipto

Kenia

Israel

Argelia

Ruanda

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Recursos de agua en el mundo

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Evolución estrés hídrico (http://www.unep.org/vitalwater/)

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Recursos de agua en el mundo Se estima que solamente 7.000 – 12.000 km3 (16 - 28 %) de todos los recursos de agua dulce renovable pueden ser técnicamente gestionados y utilizados

La población mundial actual es aproximadamente 7.000 millones de habitantes, esto significa que el desarrollo de la población mundial actualmente requiere cerca de 7.000 km3, de agua dulce (1.000 m3 de agua por persona y año)

Esta cifra es sensiblemente superior al consumo actual de agua en el mundo (aprox. (aprox 4.000 4 000 km3)

Recursos de agua en el mundo

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Uso del agua (http://www.worldmapper.org/)

70% Agricultura 20% Industria 10% Doméstico

Recursos de agua en el mundo

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Huella hídrica promedio per cápita (http://www.waterfootprint.org)

Recursos de agua en el mundo

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Huella hídrica comercio agrícola (http://www.waterfootprint.org)

Arrows show trade flows >10 Gm3/yr

Recursos de agua en el mundo

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Agotamiento recursos de agua (http://www.worldmapper.org/)

El tamaño del territorio muestra la proporción de toda el agua utilizada superior al 10% de los recursos de agua renovables de ese territorio

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Tecnologías g producción p agua g

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Principales tecnologías comerciales de desalación Destilación Súbita por efecto Flash (MSF)

Ósmosis Inversa (OI)

Destilación por Múltiple Efecto (MED)

Tecnologías g producción p agua g

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Sistemas de depuración y reutilización de aguas residuales Estación dep depuradora radora de ag aguas as resid residuales: ales proceso fangos activados acti ados (CAS) Decantación primaria

Decantación secundaria

Desinfección

Reactor Influente

Efluente

Pretratamiento

Tratamiento fangos

fangos

Filtración de membrana CAS-TF Bioreactor MBR de externo y membrana sumergido

Tecnologías producción agua Evaluación ambiental (Análisis de Ciclo de Vida)

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Tecnologías producción agua

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Evaluación ambiental (Análisis de Ciclo de Vida) Integración energética desalación con energías convencionales

Tecnologías producción agua Evaluación ambiental (Análisis de Ciclo de Vida) Integración energética desalación con energías renovables

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Tecnologías producción agua Evaluación ambiental (Análisis de Ciclo de Vida) Efecto del origen de procedencia de la energía eléctrica M E Español (2000): M.E. 51% térmico 31% nuclear 18% hidroeléctrico M.E. Francés (2000): 9% térmico 14% renovable

77% nuclear

M.E. Portugués (2000): 71% térmico té i

29% renovable bl

M E Noruego (2000): M.E. 0,4% térmico

99,6 % renovable

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T Tecnologías l í producción d ió agua

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Producción combinada de agua y energía • La a desa desalación, ac ó , que está adqu adquiriendo e do cada vez e más ás importancia, po ta c a, es u una a tecnología madura que permite aumentar los recursos de agua dulce en muchos lugares del mundo, y constituye una alternativa muy interesante • Actualmente la producción de agua desalada representa aproximadamente el 0,2 – 0,3% del agua dulce utilizada en todo el mundo, y aproximadamente el 3% del agua de uso de boca • Las técnicas de producción de agua tienen un consumo elevado de energía. Así, en el caso de la desalación, que habitualmente utiliza combustibles fósiles, producir la cantidad total de agua desalada en el mundo representa una gran cantidad de energía, que en promedio equivale al 0,3 – 0,4% de energía primaria, en términos de combustibles fósiles consumidos en todo el mundo d

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¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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En la comunidad científica y en buena parte de la clase política está extendida la (ingenua) creencia de que la tecnología y el conocimiento científico permitirán resolver los problemas de escasez de agua a través de la mejora tecnológica y de eficiencia en los sistemas de producción de agua (Meerganz von Medeazza, 2007)

¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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Tipos de escasez de agua: - Escasez Natural debido a razones climáticas (geofísicas) Evapotranspiración / Precipitación - Escasez Provocada por el hombre: Hay una correlación directa entre la pobreza y la escasez de agua Aproximadamente 1.000 millones de personas no disponen de agua potable y 1.300 millones de personas viven con menos de 1 $/día Aproximadamente 3.000 millones carecen de servicios de saneamiento y 3.000 millones de personas con menos de 2 $/día

La demanda de agua g en una región g y los patrones p de consumo pueden transformar una escasez natural en escasez provocada por el hombre

¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua? Escasez de agua (tipos): Escasez provocada por el hombre (tipos):

- Escasez construida socialmente Inducida por aumento de la demanda - Escasez construida políticamente Inducida por falta de suministro - Escasez estructural Inducida por falta de suministro

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¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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Escasez de agua por causas naturales Ejemplo, Laâyoune (Marruecos): - Precipitación anual promedio: 60 mm/m2 - Hasta 1995 utilización del acuífero de Foumoued - En 1995 construcción de la red de suministro de agua + planta desaladora (7.000 m3/día + 5.600 m3/día procedentes del acuífero, para una población de 180.000 habitantes) - El agua se distribuye 8 horas/día - No hay tratamiento de aguas residuales, que se descargan próximas al acuífero de Foumoued - Energía desalación 5,3 kWh/m3; coste de producción 2,78 €/m3 (precio pagado 0,37 €/m3) - Ampliación de la desalación en 2004 con 6.500 m3/día adicionales - Laâyoune puede considerarse un caso en el que la desalación se emplea para cubrir necesidades básicas y mantener el lugar habitable - Consumo población (180.000 hab): 61 litros/día (el 58% de los residentes 29 litros/día) - Consumo turistas (110 turistas/día; 90% representantes ONU): 310 litros/día - Camas hotel (1000 en 2003; 50 en 1975).

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez construida socialmente, Lanzarote: - Superficie: 846 km2 (806 km2 isla principal) - Precipitación < 200 mm/año de los cuales 89% se evaporan (evapotranspiración) y sólo 9% se infiltra en el terreno. - Población: 2.000 aborígenes antes de la llegada de los europeos; 20.000 habitantes en 1920; 168.000 habitantes (1/3 aprox. Turistas) en 2002. - El suministro de agua en Lanzarote depende prácticamente de la desalación (en 1993 sólo el 10% procedía de acuíferos, con serios problemas de intrusión salina) - 41,3% del territorio de Lanzarote es zona protegida ambientalmente - En Lanzarote, desde que se ha instalado la desalación, ha aumentado mucho la población y los patrones de consumo per cápita han ido aumentando y, al mismo tiempo, la eficiencia del sistema ha ido empeorando (mayores pérdidas de agua) - Al mismo tiempo los estándares de calidad de vida han aumentado con el turismo, y como consecuencia en Lanzarote se ha experimentado un aumento muy significativo del consumo de energía (un aumento de casi el 300% en los últimos 15 años). La desalación representa aproximadamente el 15% 1 % del consumo de energía í de Lanzarote, que se produce en su mayor parte (90%) a partir de derivados del petróleo

¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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Escasez de agua provocada por el hombre Comparación de los casos de Laâyoune y Lanzarote: - La introducción de la desalación ha provocado un cambio cultural en los dos sitios: el agua ha pasado de ser un bien escaso a ser un bien, percibido como “ilimitado”, especialmente en el caso de Lanzarote. Este hecho en sí mismo agrava el problema de la escasez de agua - Los aspectos culturales tienen una gran importancia a la hora de abordar los problemas de escasez de agua: - En Laâyoune la población distingue y emplea de forma diferente tres tipos distintos de agua: la que procede de la red de abastecimiento, agua embotellada y agua de lluvia - Desconfianza en la tecnología (desconfianza ante el agua desalada / red) - Muy importante diseñar estrategias basadas en la demanda (el hecho del aumento de consumo de agua en Laâyoune ha sido sobre todo consecuencia de la bajada de los precios de suministro, al mejorar las infraestructuras, más que un aumento real de la demanda). - En el caso de Lanzarote el cambio cultural “agua ilimitada” ha sido mucho mayor que en el caso de Laâyoune.

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez construida políticamente, políticamente el caso de la franja de Gaza - En Oriente Medio la escasez de agua ha jugado un papel muy importante a la hora de definir y determinar las relaciones políticas en la región - El conflicto árabe-judío por los recursos del río Jordan data de finales del siglo XIX cuando Palestina fue propuesta como posible lugar para el establecimiento del estado de Israel - En 1995 se estableció la Autoridad Palestina del Agua y mejoró sensiblemente la suministro y saneamiento de agua. En el año 2004, casi el 90% de los hogares palestinos estaban conectados a la red de agua - Sin embargo, la cantidad y calidad del agua eran claramente inferiores a los valores mínimos y además se han venido degradando en los últimos años. El 80% de los recursos de agua están controlados por Israel

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez construida políticamente, el caso de la franja de Gaza - En la franja de Gaza al disponibilidad de agua promedio es de 50 litros/día (año 2008), pero si se tienen en cuenta los cortes de suministro, el consumo real es de 15 litros/día per cápita - Se ha producido una degradación importante del acuífero costero (vertidos de aguas residuales, fertilizantes, sobreexplotación, intrusión salina…) - La desalación puede claramente contribuir a resolver el problema de escasez - En cualquier caso, en el conflicto Palestino-Israelí la escasez de agua no es sólo debido a causas naturales, sino también a causas políticas - Unos servicios de agua adecuados en calidad y cantidad son condición imprescindible para alcanzar una paz duradera en la zona. En el ámbito del agua hay una clara asimetría entre palestinos e israelíes, consecuencia de una asimetría de poder

¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez construida políticamente, el caso de la franja de Gaza -Población Población - En 1948: 1,2 millones palestinos y 0,6 millones de israelíes - En 2010: 4,1 millones aprox palestinos. + 4 millones refugiados palestinos (Jordania (Jordania, Siria Siria…))

-Suministro agua - Israel: Red de transferencias y trasvases desde el lago Tiberieades (altos del Golán) Golán). Además hay extracción de agua en Cisjordania (80%). Está previsto un plan de construcción de desaladoras y proponen vender agua desalada a los palestinos - Los palestinos no aceptan agua producida por los israelíes por tres motivos: - coste, coste control sobre los recursos, recursos estrategia política de Israel para disponer de los acuiferos palestinos

¿Es la tecnología ¿ g la solución a la escasez de agua?

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez construida políticamente, el caso de la franja de Gaza -Suministro agua - Inicialmente I i i l t los l palestinos l ti veían í con buenos b ojos los planes de desalación de Israel, pero ha cambiado la situación: dicen que Israel se queda con el agua de los acuíferos y vende cara el agua d desalada l d a los l palestinos l ti - En Israel se critica la desalación porque se considera que antes deben adoptarse medidas de ahorro - Proyecto P t controvertido: t tid trasvase t Mar M Rojo R j – Mar M Muerto - En la franja de Gaza hay varias plantas desaladoras pequeñas que proporcionan el 2% de suministro s ministro de ag agua a - Posible solución al conflicto del agua: construcción planta grande desaladora en Gaza, bajo completo control Palestino y con protección internacional (aunque el coste sea mayor que la utilización del agua de los acuíferos)

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Escasez de agua provocada por el hombre Escasez estructural, estructural el caso de Chennay (Madrás) - Se analiza si la construcción de una nueva planta desaladora en Chennay mejorará el acceso al agua de 1/3 de la población que vive en “slums” sin conexión a la red de suministro de agua - ¿Tiene sentido la desalación en un lugar con una precipitación anual de 1200 mm; donde no hay apenas tratamiento de las aguas residuales (reutilización)? - Además hay que tener en cuenta la mala gestión del agua subterránea, la disputa por el agua entre la ciudad y el campo, trasvases de los ríos Krishna y Cauvery - El proyecto de la nueva planta desaladora de Chennay tiene un emplazamiento inadecuado para resolver el problema de agua en los slums (1,5 millones de personas). Este proyecto no proporciona agua a un precio razonable, no reduce la presión sobre los acuíferos (no resuelve el problema de la disputa por el agua entre el campo y la ciudad) y además es intensivo en consumo de energía.

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Gestión de recursos comunes

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- Gestión Integrada de Recursos de Agua (Integrated Water Resource Allocation and Management) - Actualmente se invierten en el mundo 30.000 Millones US$ (aprox) anuales en proyectos de agua - Para alcanzar los objetivos del milenio sería necesaria una inversión adicional de 27.000 Millones anuales de US$: 8.000 Millones para abastecimiento y 18.000 18 000 Millones para saneamiento. saneamiento Estas cantidades permitirían cubrir las necesidades de agua de 93 millones de personas - ¿Hay voluntad política en los países desarrollados para responder a esta necesidad? Parece imprescindible la implicación de los ciudadanos

Gestión de recursos comunes

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- La participación de todos los actores es un aspecto clave de la descentralización y de las soluciones sostenibles . Además es necesario proponer soluciones integrales - A veces se buscan soluciones que resuelven la percepción de la persona que aborda el problema, y no de quien lo sufre - Principios de Dublín: • El agua dulce es un recurso finito y vulnerable, esencial para sostener la vida, id ell desarrollo d ll y ell medio di ambiente bi t • El aprovechamiento y la gestión del agua debe inspirarse en un planteamiento basado en la participación de los usuarios, los planificadores y los responsables de las decisiones a todos los niveles ni eles • La mujer desempeña un papel fundamental en el abastecimiento, la gestión y la protección del agua • El agua tiene un valor económico en todos sus diversos usos en competencia a los que se destina y debería reconocérsele como un bien económico

Gestión de recursos comunes

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-¿Agua pública o privada? -Hay autores que consideran que el agua es un bien común universal, como el aire, el clima global, la salud, la educación… - Por tanto, el agua no debe ceñirse exclusivamente a las reglas de la oferta y la demanda - Por otra parte, la recolección, transformación, distribución y tratamiento del agua requieren del uso de la tecnología y de fuertes inversiones. Por tanto, el agua como bien natural, se convierte en un bien económico (principio de recuperación de costes) - Asignar precios al agua plantea el problema de la equidad

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¿Agua pública o privada? - El principio de recuperación de costes en el sector del agua debe llevarse a cabo a escala nacional, regional o local, para favorecer la cobertura de servicios mínimos a toda la población p - Es necesario distinguir entre: * Recuperación de costes y beneficios * Beneficios de toda la sociedad o de algunos sectores - ¿Cuál es el objetivo de una empresa?

Gestión de recursos comunes

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¿Agua pública o privada? - La privatización de un recurso natural esencial para la vida, como es ell agua, debe d b analizarse li y tratarse t t con mucho h detalle d t ll y cuidado - La cuestión importante no es quién gestiona el agua (sector público o privado), sino que la gestión sea buena y atienda las necesidades básicas de toda la población p - Lo que realmente marca la diferencia son los estándares de calidad de las instituciones reguladoras - No obstante la tendencia hacia la privatización ha sido, hasta la crisis financiera actual actual, la tendencia dominante (Veolia, (Veolia Suez, Suez Bechtel, Nestlé, Danone…). En este contexto la desalación juega un papel muy importante

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MUCHAS GRACIAS T Tecnologías l í para ell desarrollo d ll humano h en cooperación internacional

El problema bl de d lla escasez de d agua dulce d l Luis L is M M. Serra S Departamento de Ingeniería Mecánica Universidad de Zaragoza

SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO DE ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO

Rodríguez Soria, B. Domínguez Hernández, J. Cano Suñén E Cano Suñén, E. Pérez Bella, J.M.

ABRIL 2011

Zaragoza,  Abril de 2011

0.- INTRODUCCIÓN: 1.360 millones de km3, es decir 1.360 trillones de litros. Si dividimos esta cifra por cada ser humano, le correspondería a cada uno 250.000 millones de litros. Sin embargo, de esa enorme masa líquida, sólo el 3% es dulce y la mitad de ella es potable. Además, g gran p parte de las aguas dulces están bajo p g j SITUACIÓN ACTUAL forma de hielos o son subterráneas y de difícil acceso. Sólo el 0,008% se hallan en lagos o ríos y circulan por napas de fácil EN EL MUNDO DE acceso. agua potable, apta para beber y para los demás usos ABASTECIMIENTO Y domésticos, sin materias orgánicas, gérmenes patógenos ni sustancias químicas. SANEAMIENTO Abundante provisión de agua para beber a Islandia pero muy poca a Medio Oriente. 2 000 millones 2.000 ill d personas en ocho de h países í viven i con escasez de agua.

Zaragoza,  Abril de 2011

1.- DESARROLLO del SANEAMIENTO. En el Neolítico, el hombre pudo excavar los primeros pozos permanentes de agua. En el Imperio romano había agua corriente, es decir, un sistema de acueductos y tuberías que terminaba en los hogares, en los pozos y en las fuentes públicas. La Cloaca Máxima o Alcantarillado Mayor, y , era una de las SITUACIÓN ACTUAL más antiguas redes de alcantarillado del mundo. Servía para eliminar los desperdicios de una de la ciudade hacia el río EN EL MUNDO DE Tíber. Su construcción pudo haber iniciado alrededor del año 600 A.C. ABASTECIMIENTO Y Se encontraba excavada en el subsuelo de la ciudad, aunque hay teorías que confirman que estaba en la superficie. SANEAMIENTO Los restos arqueológicos revelan intervenciones en épocas distintas, con diversos materiales y técnicas de construcción. como materiales de construcción, la piedra, la cerámica, la argamasa y más tarde el plomo. conducían los desperdicios desde baños públicos, retretes públicos y otros edificios de este tipo. Las residencias privadas de Roma, incluidas las más lujosas, debían conformarse con un pozo ciego. Zaragoza,  Abril de 2011 A partir del siglo XX se empezaron a utilizar nuevos materiales como el gres, el hierro colado, el hormigón, el PVC. 1.1.- Sistemas de saneamiento y Componentes redes unitarias: las que se proyectan y construyen para recibir en un único conducto. redes separativas: las que constan de dos canalizaciones totalmente independientes. Componentes principales de la red las alcantarillas SITUACIÓN ACTUAL los colectores las acometidas EN EL MUNDO DE los emisarios interceptores ABASTECIMIENTO Y

otras estructuras más importantes:

SANEAMIENTO

Estación depuradora y el vertido de las aguas tratadas. Al rio, mar o reutilizado p para el riego. g Estaciones de bombeo: necesarias cuando los colectores se encuentran a profundidades entre 4 y 6 m. Depósitos de retención: en caso de donde es necesario laminar las avenidas producidas por grandes tormentas. Zaragoza,  Abril de 2011

SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO DE ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO

Zaragoza,  Abril de 2011

SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO DE ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO

Zaragoza,  Abril de 2011

SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO DE

Población con  Población con Población con Población con  saneamiento:             saneamiento en  casa:  68,32% 33,95%

ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO

Situación en  el año 2007: Población con  abastecimiento de  agua: 82,92%

Población con  abastecimiento en  casa: 56,50%

Zaragoza,  Abril de 2011

1.2.- Modificaciones que ha experimentado el saneamiento 1.2.1.- Protección sanitaria: problemas sociales y sanitarios vinculados al proceso de industrialización y a la nueva sociedad urbana. Fue en las ciudades donde se produjeron los primeros SITUACIÓN ACTUAL intentos de mejora de la sanidad pública. Según la OMS, en 2000, 1.100 millones de personas (17% de la población mundial) carecían de un suministro mejorado de EN EL MUNDO DE agua. Casi dos tercios de ellos viven en Asia. En África ABASTECIMIENTO Y Subsahariana, cuatro de cada 10 personas carecen, hoy, de suministro 20 mejorado de agua. En cuanto a servicios SANEAMIENTO mejorados de saneamiento, en 2002, 2.600 millones de personas no lo tenían. Casi 1.500 millones de ellos vivían en China e India. India En África Subsahariana solo 36% contaba con esos servicios. Estas carencias están vinculadas a enfermedades como:

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Diarrea: 4 mil millones de casos por año causan 1.8 millones de

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Zaragoza,  Abril de 2011

muertes (incluido el cólera), el 90% son niños menores de 5 años. El 88% de los casos es por abastecimiento y saneamiento deficientes. Su mejora reduciría entre un 38% y un 53% la tasa de afectados y la mejora de la calidad del agua potable hasta un 39%. Paludismo: 1.3 millones de personas mueren al año, también el 90% menores de 5 años. El número de casos al año es de 396 millones. G i t ti l i f t d 10 personas en ell mundo d Gusanos intestinales: infectan 1 cada en desarrollo . Tracoma: 6 millones de personas Los estudios encontraron que podrían reducir la tasa de infección en el 27 % si proporcionaran un abastecimiento de agua mejorado. Schistosomiasis: Infección causada por parásitos que viven en aguas contaminadas de ríos, lagos, riachuelos, etc. en áreas tropicales y subtropicales. 160 millones de personas están infectados, causando decenas de miles de muertos cada año sobre todo en el África S b h i Subsahariana. L Los estudios t di muestran t que ell teniendo t i d ell acceso all abastecimiento de agua mejorado y el saneamiento podría reducir la tarifa de infección hasta el 77 %. Helmintiasis intestinales: Provocan graves alteraciones incluso cognitivas a 133 millones de personas, y mueren 9400 personas al año. Un adecuado abastecimiento y saneamiento reduciría un 33% de casos.

Encefalitis japonesa: El 55% de los casos muere o padece lesiones

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cerebrales permanentes. Se reduciría mejorando los recursos hídricos de regadío. Hepatitis A: 1,5 millones de casos al año. Consumo de arsénico: por consumo de aguas subterráneas contaminadas. La consumen hasta 35 millones de personas. Fluorosis: 1 millón en China tienen fluorosis ósea. Dracunlosis: en 1990 3,5 millones de casos. En 2002, 35000, solo en Africa Subsahariana.

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Casos de cólera en el año 2000: 115037 Casos de cólera en el año 2007: 110837

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Las carencias en agua y saneamiento ya no afectan a todas las regiones del mundo. Ni en Europa ni América del Norte, en cambio, en África Subsahariana y en Asia Meridional, 9 de cada 10 países se encontraban, por debajo del promedio mundial.

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1.2.- Modificaciones que ha experimentado el saneamiento 1.2.2.- Protección del medio ambiente: El progreso económico de la sociedad, experimenta una necesidad de conservar y preservar la calidad del agua. Produciéndose un desplazamiento del objetivo de protección del uso al de protección del propio recurso. SITUACIÓN ACTUAL Durante siglos, los conductos de evacuación de aguas, se habían concebido, exclusivamente, para drenaje de aguas EN EL MUNDO DE pluviales. Los primeros alcantarillados fueron de tipo unitario. ABASTECIMIENTO Y En 1842, se establecía la necesidad de recoger las aguas residuales en un sistema específico de alcantarillado, SANEAMIENTO proponiendo la utilización de conductos de gres y la separación de las aguas residuales de las pluviales, advocando por los sistemas separativos. La concentración de la contaminación, que produjo un agravamiento del estado de los ríos, creando condiciones higiénicas y ambientales inaceptables. Surgió la idea de que el vertido de aguas residuales no debería realizarse en rios, sino que debería utilizarse para Zaragoza,  Abril de 2011 fertilizar el suelo. Proponiendo el primer sistema de tratamiento (basado en la recogida, transporte del agua residual y su depuración).

A partir de este punto, se desarrollan los primeros sistemas de depuración, inicialmente dirigidos a la eliminación de materias sólidas y posteriormente complementados con la de la materia orgánica soluble mediante los tratamientos biológicos, primero los filtros percoladores (1897) y, posteriormente, los fangos activados (1914). SITUACIÓN ACTUAL

2 POSIBLES SOLUCIONES: SOLUCIONES 2.-

La experiencia acumulada durante varias décadas de utilización de tecnología convencional para el tratamiento de lechos ABASTECIMIENTO Y percoladores y lodos activados, permitió llegar a la conclusión que estos métodos no son técnica ni económicamente SANEAMIENTO adecuados para poblaciones de escasos habitantes. Se diseñan ecosistemas artificiales para detoxificar y purificar las aguas residuales. residuales Estas plantas de tratamiento naturales, son copiadas de los ecosistemas llamados humedales. El proceso de tratamiento, los residuos se transforman y se reintegran al ambiente en forma no agresiva. En Argentina, se esta comenzando a utilizar este proceso. Zaragoza,  Comenzarían a utilizarse plantas (vegetales) flotantes que Abril de 2011 purificarían la superficie de un modo ecológico. EN EL MUNDO DE

2.1.- Alternativas Viables: TRATAMIENTOS PRIMARIOS.Fosa Séptica Tanque Imhoff Laguna Anaerobia Reactor UAS Decantación Primaria TRATAMIENTOS SECUNDARIOS.Aplicación Subsuperficial

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Zanjas Filtrantes Lechos Filtrantes Pozos Filtrantes Filtros Intermitentes de Arena Lechos de Turba

Aplicación Superficial Riego (Filtro verde)

Lagunaje Facultativo Aireado

Humedal Subsuperficial Superficial Supe ca

Biopelícula Lechos Bacterianos Biorrotores

Fangos Activos Aireación Prolongada Canales de Oxidación

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TRATAMIENTOS TERCIARIOS.Aplicación Superficial Humedal Desinfección Laguna Maduración

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De todos los posibles sistemas de depuración para pequeños núcleos, los criterios de aplicación pueden ser: 1.- Los posibles sistemas de tratamiento forman seis grandes grupos: tratamientos primarios, aplicación subsuperficial, aplicación superficial, laguna-je, procesos biopelícula y tratamiento convencional. 2.- Los tratamientos primarios (fosa séptica, tanque Imhoff y decantación primaria), no resuelven más que de un modo parcial la depuración de las aguas residuales, y por tanto deben formar parte de un sistema de depuración más amplio. 3.- En núcleos muyy reducidos ((P < 200 hab.), ) cuando se disponga p g de terreno suficiente y adecuado, las soluciones de aplicación subsuperficial pueden resultar más económicas y viables, obteniéndose unos efluentes de alta calidad. 4.- En poblaciones superiores, los costos y necesidades de terreno hacen inviable el uso de los sistemas de aplicación subsuperficial. 5.- En tales casos, la elección del sistemas más adecuado debe hacerse en base a criterios amplios de selección, que contemplen los nueve efectos analizados, considerando las particularidades propias del lugar, que pueden excluir o hacer más viables unas soluciones frente a otras. 6.- De un modo muy genérico, siempre que las disponibilidades de terreno sean suficientes y los efluentes tengan la calidad exigida en cada caso concreto, la prioridad en la selección de los procesos de depuración va en el siguiente orden: aplicación superficial al terreno, lagunaje, procesos biopelícula y tratamiento convencional. 7.- En general resulta necesario o conveniente la combinación de sistemas de depuración, como pueden ser los siguientes casos: tanque Imhoff + lechos de turba, tanque Imhoff + filtros verdes, lagunaje + filtros verdes, lechos bacterianos + aireación prolongada, lagunaje aireado + lagunaje facultativo, lagunaje anaerobio + lagunaje facultativo + lagunaje de madu-ración, etc.

El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o lodo) convenientes para su disposición o reuso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables. El tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentacion secundaria), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de vuelta a un cuerpo de agua natural ( (corriente, i t río í o bahía) b hí ) u otro t ambiente bi t (terreno (t superficial, fi i l subsuelo, b l etc). t )

Estos procesos de tratamiento son típicamente referidos a un:

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Tratamiento primario (asentamiento de sólidos) Tratamiento secundario (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan fácilmente) Tratamiento terciario (pasos adicionales como lagunas, micro filtración o desinfección).

3.‐ TECNOLOGÍA APROPIADA: El concepto de la tecnología apropiada en los sistemas de agua servida, abarca dimensiones técnicas, institucionales, sociales y económicas

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4.- NTE. Depuración y Vertido. ISD (1.974): DISEÑO: SITUACIÓN ACTUAL EN EL MUNDO DE ABASTECIMIENTO Y SANEAMIENTO

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1. Ámbito Á de aplicación: Red de evacuación que sirve a una población P no mayor de 10.000 habitantes. 2. Información previa: + Urbanística Número máximo de habitantes de la zona. + Topografia Emplazamiento de la estación depuradora y el lugar de vertido. Cota. + Geotécnica Disposición y composición estratigráfica del terreno. terreno + Hidrológica Cota del nivel de crecida máxima anual del rlo.

3. Criterio de diseño:

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A. Fosa séptica y zanjas filtrantes Cámara de grasas. Recibe las aguas residuales no fecales. Las grasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde son retiradas periódicamente. Pozo de registro. Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas. séptica Recibe las aguas procedentes del pozo de registro Fosa séptica. registro. Consta de tres compartimentos. Al llegar el agua al primero, decanta la materia más densa y se deposita en el fondo en forma de lodo; la materia más ligera forma en la superficie una espuma flotante. El agua pasa al segundo compartimento a través de orificios a media altura. En este compartimento se produce la decantación de los sólidos arrastrados por el efluente y la formación de espumas es menor. El efluente pasa al tercer compartimento donde permanece hasta que alcanza el nivel necesario para descargarse a través de un sifón, a la arqueta de reparto. Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica. El sistema de compuertas que lleva incorporado, permite distribuir el efluente; a través de pozos de registro, entre las zanjas filtrantes. Zanja filtrante. Recibe el efluente procedente de la arqueta de reparto, el cual a su paso a través de la arena se depura por vía aerobia y pierde las partlculas en suspensión, filtrándose finalmente al terreno.

3. Criterio de diseño:

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B. Fosa séptica y pozos filtrantes Sistema de depuración de aguas residuales constituido por: Cámara de grasas. Recibe las aguas residuales no fecales. Las grasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde·son retiradas periódicamente. Pozo de registro. Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas. Fosa,séptica. Recibe las aguas procedentes del pozo de registro. Consta de tres compartimentos. Al llegar el agua al prímero, decanta la matería mas densa y se deposita en el fondo en forma de lodo; la materia más ligeraforma en la superficie una espuma flotante. El agua pasa al segundo compartimento a través de orificios a media altura. En este compartimento se produce la decantación de los sólidos arrastrados por el efluente y la formación de espumas es menor. El efluente pasa al tercer compartimento donde permanece hasta que alcanza el nivel necesario para descargarse a través de un sifón, a la arqueta de reparto. Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica. El sistema de compuertas que lleva incorporado, permite distribuir el efluente a través de pozos de registro, entre los pozos filtrantes. Pozo filtrante. Recibe el efluente procedente de la arqueta de reparto, el cual pasa al terreno, donde se depura por vía aerobia y pierde las partículas en suspensión.

3. Criterio de diseño:

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C. Fosa séptica y filtros de arena Camara de qrasas. Recibe las aguas residuales no fecales. Las qrasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde son retiradas periódicamente. Pozo de registro. Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas. Fosa séptica. Recibe las aguas procedentes del pozo de registro. Consta de tres compartimentos. Al llegar el aqua al primero, decanta la materia más densa y se deposita en el fondo en forma de lodo; la materia más ligera forma en la superficie una espuma flotante. El agua pasa al segunda compartimento a través de orificios a media altura. En este compartimento se produce la decantación de los sólidos arrastn:1uos por el efluente y la formación de espumas es menor. El efluente pasa al tercer compartimento donde permanece hasta que alcanza el nivel necesario para descargarse a través de un sifón, a la arqueta de reparto reparto. Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica. El sistema de compuertas que lleva incorporado, permite distribuir el efluente, a través de pozos de registro, entre los pozos filtrantes. Filtros de arena. El efluente procedente de la arqueta de reparto pasa a los filtros de arena, donde se depura. El efluente depurado se recoje en conductos porosos situados en el fondo del filtro para llevarlo a verter a un terreno permeable, río o mar.

3. Criterio de diseño:

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D. Fosa de decantación-digestión y zanjas filtrantes Cámara de grasas. Recibe las aguas residuales no fecales. Las grasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde son retiradas periódicamente. Pozo de registro. Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas. Fosa de decantación digestión. Recibe el agua residual, procedente del pozo de registro. La disposición de la fosa hace que los sólidos más pesados decanten en el fondo, en forma de lodo, mientras los más ligeros quedan en la superficie en forma de espuma. Los lodos depositados en el fondo de la fosa reducen su materia orgánica, en un proceso de digestión debido a bacterias anaerobias. Los gases que se producen son recogidos y expulsados a la atmósfera a través de la cámara de grasas. El agua residual atraviesa la fosa sin entrar en contacto con los lodos en digestión y sale hacia la arqueta de reparto. Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica. El sistema de compuertas que lleva incorporado incorporado, permite distribuir el efluente, a través de pozos de registro, entre las zanjas filtrantes. Zanja filtrante. Recibe el efluente procedente de la arqueta de reparto, el cual a su paso a través de la arena se depura por vía aerobia y pierde las partículas en suspensión, filtrándose finalmente al terreno.

3. Criterio de diseño:

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E. Fosa de decantación-digestión y pozos filtrantes Cámara de grasas. Recibe las aguas residuales na fecales. Las grasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde son retiradas periódicamente. Pozo de registro, Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas. g Recibe el agua g residual,, procedente p del Fosa de decantación digestión. pozo de registro, La disposición de la fosa hace que los sólidos más pesados decanten en el fondo, en forma de lodo, mientras los más I'lgeros quedan en la superficie en forma de espuma, Los lodos depositados en el fondo de la fosa reducen su materia orgánica, en un proceso de digestión debido a bacterias anaerobias, Los gases que se producen son recoyiuos y expulsados a la atmósfera a través de la cámara de grasas. El agua residual atraviesa la fosa sin entrar en contacto con los lodos en digestión y sale hacia la arqueta de reparto. Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica, El i t d de compuertas t que lllleva iincorporado, d permite it di distribuir t ib i ell efluente fl t sistema entre los pozos fiItrantes. Pozo filtrante. Recibe el efluente procedente de la arqueta de reparto, el cual pasa al terreno. donde se depura por vía aerobia y pierde las partrculas en suspensión.

3. Criterio de diseño:

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F. Fosa de decantación-digestión y filtros de arena Cámara de grasas. Recibe las aguas residuales no fecales. Las grasas en suspensión flotan en el agua residual, de donde son retiradas periódicamente. Pozo de registro. Recibe las aguas residuales fecales y las procedentes de la cámara de grasas, Fosa de decantación digestión. Recibe el agua residual, procedente del pozo de registro. La disposición de la fosa hace que los sólidos más pesados decanten en el fondo, en forma de lodo. mientras los más ligeros quedan en la superficie en forma de espuma, Los lodos depositados en el fondo de la fosa reducen su materia orgánica, en un proceso de digestión debido abacterias anaerobias, Los gases que se producen son recogidos y ·expulsados a la atmósfera a través de la cámara de grasas, El agua residual atraviesa la fosa sin entrar en contacto con los lodos en digestión y sale hacia la arqueta de reparto, Arqueta de reparto. Recibe el efluente procedente de la fosa séptica, El sistema de compuertas que lleva incorporado incorporado, permite distribuir el efluente a través de pozos de registro entre los pozos filtrantes. Filtros de arena. El efluente procedente de la arqueta de reparto pasa a los filtros de arena, donde se depura, El fluente depurado se recoje en conductos porosos situados en el fondo del filtro para llevarlo a verter a·un terreno permeable, rio o mar.

3. Criterio de diseño: G. Aireación prolongada mediante soplantes Cámara de desbaste simple. La cámara consta de dos canales, a los que se da paso

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mediante compuertas que pueden cerrar el paso del agua residual hacia uno de ellos para su reparación o limpieza. Hacia el centro de cada canal hay una reja inclinada que retiene los elementos gruesos. Los residuos retenidos se elevan manualmente a una bandeja perforada situada sobre el canal por donde el agua residual discurre hacia el arenero, con objeto de que el agua extrarda caiga de nuevo en su mayor parte a dicho canal, obteniéndose los residuos retenidos tan secos como sea posible. A R ib ell agua, procedente d t de d la l cámara á d desbaste d b t simple, i l lla cuall se conduce d Arenero. Recibe de mediante compuertas hacia uno o dos canales donde se decantan las arenas.

Tanque de aireación prolongada mediante soplantes. El efluente procedente del arenero llega a un tanque en cuyo fondo existen una serie de soplantes, a los que llega el aire procedente de un moto-compresor. La masa de agua sufre una aireación que la agita arrastrando los lodos y manteniéndolos en movimiento. La aireación mantiene una población bacteriana de tipo aerobio que metaboliza las sustancias orgánicas presentes, reduciéndolas a compuestos más simples, inofensivos o incorporándolas a su masa celular. Asimismo favorece la coagulación o floculación de las sustancias en suspensión para su decantación posterior. Esta agua pasa a través de unos orificios situados a media altura, a un tanque de decantación, donde los lodos caen al fondo y regresan al tanque de aireación, mientras que el agua depurada rebosa y pasa a la estación de esterilización o al vertido cuando ésta no sea necesaria. Parte de los lodos quedan retenidos, sin regresar al tanque de aireación, en una cámara de donde pasa a los lechos de secado. Lechos de secado. A través de una tubería, los lodos procedentes del tanque de aireación prolongada se distribuyen entre los lechos de secado donde los lodos reposan hasta su total desecación. Cámara de esterilización. Cuando las aguas procedentes del tanque de aireación hayan de verterse a cauces calificados como protegidos o vigilados o al mar en proximidad de playa, pasarán previamente por una cámara de esterilización donde completan su depuración por tratamiento químico.

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3. Criterio de diseño: H. Fosa séptica y zanjas filtrantes Cámara de desbaste con limpieza mecánica. A la entrada de la cámara, el agua residual pasa a través de una reja inclinada que retiene los elementos más gruesos. La limpieza de esta reja será manual. El agua residual desbastada pasa a una cámara formada por dos rejas en paralelo, una de ellas con limpieza automática de los residuos retenidos, quedando la otra en reserva para caso de reparación o mant :nimiento de la automática. Los residuos se depositan sobre una bandeja perforada, a fin de que el agua extrarda caiga de nuevo en el canal que conduce el agua hacia el arenero. Arenero Recibe el agua, agua procedente de la cámara de desbaste de limpieza Arenero. mecánica, la cual se conduce mediante compuertas hacia uno o dos canales donde se decantan las arenas. Tanque de aireación prolongada mediante turbinas. El agua procedente del arenero llega a un tanque, donde ha,y una turbina que agita el agua mediante giro de sus paletas produciendo su aireación y manteniendo los lodos en movimiento. La aireación mantiene una población bacteriana de tipo aerobio que metaboliza las sustancias orgánicas presentes, reduciéndolas a compuestos más simples inofensivos o incorporándolas a su masa celular. Asimismo favorece la coagulación o floculación de las sustancias en suspensión para su decantación posterior. Este agua pasa a través de unos orificios a media altura, a un tanque de decantación, donde los l d caen all fondo lodos f d y regresan all tanque t d aireación, de i ió mientras i t ell agua depurada d d rebosa y pasa a la cámara de esterilización o a vertido, cuando esta no sea necesaria. Parte de los lodos quedan retenidos, sin regresar al tanque de aireación, en una cámara, de donde pasan a los lechos de secado. Lechos de secado. A través de una tubería, los lodos procedentes del tanque de aireación prolongada se distribuyen entre los lechos de secado donde los lodos reposan hasta su total desecación. Cámara de esterilización. Cuando las aguas procedentes del tanque de aireación hayan de verterse a cauces calificados como protegidos o vigilados o al mar en proximidad de playa, pasarán previamente por una cámara de esterilización donde completan su depuración por tratamiento químico.