El reciclaje de aguas residuales ofrece protección contra la sequía

Cuando se trata de saciar la colosal sed de agua del sur de California, cada vez más gobiernos locales buscan una solución en sus propias líneas de alcantarillado.

Ante la grave sequía, las ciudades y las agencias de agua ahora están invirtiendo fuertemente en instalaciones de reciclaje de aguas residuales a gran escala, sistemas que purificarán los miles de millones de galones de aguas residuales tratadas que actualmente se descargan al mar.

Entre las iniciativas masivas de reciclaje de agua que se están desarrollando actualmente en el condado de Los Ángeles se encuentran una planta de $3,400 millones en la Planta Conjunta de Control de la Contaminación del Agua en Carson y Operation Next, un plan de aproximadamente $16,000 millones del Departamento de Agua y Energía de Los Ángeles para purificar al 100% de las aguas residuales procesadas por la planta de recuperación de agua de Hyperion y darle un buen uso.

"Nuestro objetivo es realmente convertir la descarga más grande de aguas residuales tratadas en el Sur de California en un motor para la reposición de aguas subterráneas", dijo Brad Coffey, del Distrito Metropolitano de Agua del Sur de California. "Eso es un intento de interrumpir, romper el ciclo del agua dependiente de la capa de nieve de gran parte de California y gran parte del oeste... que está amenazado por el cambio climático".

California

Hace años, los científicos dijeron que el cambio climático traería una crisis en el río Colorado. Sus advertencias, que en gran medida no fueron escuchadas, ahora se están cumpliendo.

El impulso para reciclar las aguas residuales municipales para que pudieran agregarse a los embalses, acuíferos subterráneos e incluso líneas de agua municipales comenzó durante la última sequía severa del estado. Entre otros beneficios, los administradores de agua dicen que el reciclaje de aguas residuales reducirá la dependencia de la región del agua importada del norte de California o del río Colorado.

El potencial estatal para el reciclaje de agua es enorme. Solo el 23% de las aguas residuales de California se recicla actualmente. En la región hidrológica de la costa sur, que incluye Los Ángeles y la mitad de la población del estado, la tasa de reciclaje es ligeramente superior al 29%, según un informe del Pacific Institute, un grupo de expertos sobre agua en Oakland.

Eso deja 1,1 millones de acres-pie por año, o alrededor de 981 millones de galones por día, de aguas residuales sin explotar en la región de la costa sur que podrían reciclarse después de tener en cuenta el agua necesaria para mantener los flujos de los ríos o la descarga con fines ambientales, dicen los expertos.

Sin embargo, el principal obstáculo para la construcción de proyectos masivos de reciclaje de agua ha sido la forma en que se organizan los sistemas de alcantarillado.

"Hemos construido un sistema altamente centralizado, y es una especie de sistema único", dijo Heather Cooley, directora de investigación del Pacific Institute. "A menudo construimos instalaciones de tratamiento de aguas residuales recicladas en un punto bajo de la cuenca... y todas las tuberías están orientadas hacia eso".

Clima y Medio Ambiente

La sequía recurrente y el aumento de las temperaturas ya han comenzado a alterar el paisaje de California y el suroeste de Estados Unidos, advierten los investigadores.

Pero en lugar de tratar las aguas residuales y descargarlas en el océano, las agencias deben considerar nuevas tuberías y sistemas de suministro para bombear el agua purificada a varios lugares, ya sea para recargar agua subterránea o para reutilización no potable.

Esto también pone de relieve la necesidad de colaboración entre varios grupos, que está en desacuerdo con la "fragmentación" del agua en nuestro sistema actual.

"En muchos casos, hay un proveedor de agua y un proveedor de aguas residuales y esos son grupos separados", dijo Cooley. "Las personas que obtienen las aguas residuales recicladas no son las personas que normalmente proporcionan agua a la comunidad".

La Planta Conjunta de Control de la Contaminación del Agua en Carson descarga 260 millones de galones de aguas residuales tratadas por día, tratando aguas residuales de lugares tan lejanos como Pomona. Es una operación eficiente alimentada enteramente por biogás que resulta del tratamiento de aguas residuales y residuos sólidos. El exceso de energía se vende a la red eléctrica local.

Actualmente, el MWD opera allí una instalación de demostración de medio millón de galones por día. En última instancia, espera operar una planta a gran escala que eventualmente suministrará 150 millones de galones de agua por día, suficiente para abastecer a más de 500,000 hogares.

Las agencias de agua en el sur de Nevada y el centro de Arizona han contribuido con fondos al proceso de planificación ambiental en curso con la esperanza de que la menor dependencia del agua del río Colorado en el sur de California signifique que queda más agua para su uso, dijo Coffey. Los funcionarios federales han pedido a los estados occidentales que dependen del río que reduzcan drásticamente el agua que toman debido a los niveles críticamente bajos en el lago Mead y el lago Powell, los dos embalses más grandes del país.

Una estimación de costos de 2018 encontró que el proyecto a gran escala costaría $ 3.4 mil millones con $ 129 millones adicionales al año para mantenimiento y operaciones, aunque una estimación actualizada probablemente sea más alta. Se espera que la construcción comience en 2024 y finalice en 2031, con la planta en funcionamiento al año siguiente.

La nueva instalación de reciclaje de aguas residuales planificada para Hyperion debería comenzar a operar en 2035, dicen funcionarios de la ciudad de Los Ángeles. Actualmente, Hyperion solo trata las aguas residuales al nivel necesario para verterlas en la Bahía de Santa Mónica. Sin embargo, la instalación avanzada de purificación de agua producirá agua lo suficientemente limpia para beber y procesar hasta 230 millones de galones de agua por día.

"Es un trabajo muy pesado porque es una planta tan grande", dijo Traci Minamide, directora de operaciones de LA Sanitation and Environment. "Es un esfuerzo enorme".

Sin embargo, además de las mejoras en Hyperion, la ciudad tiene que construir nuevas estaciones de bombeo, instalaciones para el almacenamiento de agua, tuberías y otra infraestructura necesaria para llevar el agua a donde debe estar.

Clima y Medio Ambiente

La ciudad de Los Ángeles depende de una red de embajadores de árboles del vecindario y organizaciones sin fines de lucro para impulsar la copa de los árboles en los vecindarios desatendidos. ¿Funcionará?

El agua que sale de estas plantas de tratamiento será tan limpia que habrá que añadirle minerales para que la gente pueda beberla.

El proceso de purificación implicará varios pasos:

El primero es el proceso del biorreactor de membrana, durante el cual los microorganismos descomponen los compuestos de nitrógeno tóxicos, como el amoníaco, que quedan en las aguas residuales tratadas, convirtiéndolos en nitratos y, finalmente, en gas nitrógeno inofensivo.

A continuación, haces de membranas parecidas a paja filtran el agua a través de agujeros de menos de 1/100 de grano de arena. La ósmosis inversa elimina más del 99 % de todas las impurezas, como bacterias, productos farmacéuticos y sales.

Finalmente, la luz ultravioleta y un oxidante crean "radicales libres" que vuelan y destruyen cualquier virus o compuesto químico que logre atravesarlos, cortándolos como un machete.

Es un proceso similar al empleado por el Centro Albert Robles para el Reciclaje del Agua y el Aprendizaje Ambiental, en Pico Rivera, desde 2019. (El centro usa un proceso llamado ultrafiltración, mientras que las plantas de Carson e Hyperion usarán un sistema de biorreactor de membrana, que todavía se está probando y esperando la aprobación formal).

La instalación toma agua de las plantas de tratamiento en Whittier y Pomona y puede purificar 14,8 millones de galones de agua por día. Es operado por Water Replenishment District of Southern California, la agencia poco conocida que administra los derechos de agua de los acuíferos debajo del sur del condado de Los Ángeles.

Desde 1962, el WRD ha utilizado una mezcla de agua reciclada e importada para reponer los suministros regionales de agua subterránea. Sin embargo, con la construcción del Centro Albert Robles, la agencia ahora usa agua 100% reciclada para reabastecer los mismos acuíferos.

Ahora, la agencia busca ayudar a otros a alcanzar la autosuficiencia de agua.

Han estado trabajando en un plan maestro conjunto con la ciudad de Los Ángeles para su iniciativa Operation Next para ver cómo obtener agua reciclada purificada de Hyperion en los acuíferos locales.

También están trabajando con MWD para averiguar qué hacer con toda el agua reciclada producida por la planta de purificación avanzada en Carson una vez que esté en funcionamiento.

La eventual producción de miles de millones de galones de aguas residuales recicladas plantea muchos problemas que aún deben resolverse, dijo Rob Beste, subgerente general y director de operaciones de WRD.

"¿Cuáles son todas sus opciones de transporte? ¿Qué tan grandes deben ser? ¿Dónde lo colocaría?" preguntó Beste. "Y luego tienes que mirar el lado de la demanda: ¿cuánta agua necesitas en ciertas áreas, dónde podrías bombearla, dónde podrías ponerla en tu sistema?"