Abundante energía y nutrientes aprovechables de las aguas residuales

Grandes cantidades de energía valiosa, nutrientes agrícolas y agua potable podrían recuperarse del creciente volumen mundial de aguas residuales municipales.

Según un nuevo estudio del Instituto Universitario de las Naciones Unidas sobre el Agua, el Medio Ambiente y la Salud (UNU-INWEH), alrededor de 380.000 millones de metros cúbicos de aguas residuales se producen anualmente en todo el mundo, cinco veces el agua que pasa sobre las Cataratas del Niágara, suficiente para llenar el Lago Victoria de África en aproximadamente siete años, y van en aumento ya que se espera que crezcan un 24% para 2030 y 51% para 2050.

Entre los nutrientes principales, hay 16,6 millones de toneladas métricas de nitrógeno en las aguas residuales producidas en todo el mundo anualmente, junto con 3 millones de toneladas métricas de fósforo y 6,3 millones de toneladas métricas de potasio. Teóricamente, la recuperación total de estos nutrientes de las aguas residuales podría compensar el 13,4% de la demanda agrícola mundial por ellos.

Más allá de las ganancias económicas de la recuperación de estos nutrientes, se encuentran beneficios ambientales críticos, como minimizar la eutrofización, el fenómeno del exceso de nutrientes en un cuerpo de agua que causa un crecimiento denso de las plantas y la muerte de animales acuáticos debido a la falta de oxígeno.

Además, la energía que se encuentra en las aguas residuales podría proporcionar electricidad a 158 millones de hogares.

Las estimaciones y proyecciones del estudio se basan en cantidades teóricas de agua, nutrientes y energía que existen en las aguas residuales municipales reportadas producidas anualmente en todo el mundo.

Los autores subrayan que la información sobre los volúmenes de aguas residuales, generada, disponible y reutilizada, está dispersa, controlada e informada con poca frecuencia, o no está disponible en muchos países. También reconocen las limitaciones de las oportunidades actuales de recuperación de recursos.

No obstante, el autor principal Manzoor Qadir, subdirector de UNU-INWEH, en Hamilton (Canadá) señala en un comunicado que "este estudio ofrece información importante sobre el potencial global y regional de las aguas residuales como fuente de agua, nutrientes y energía. Será necesario recuperar los recursos de aguas residuales para superar una serie de limitaciones para lograr una alta tasa de rendimiento, pero el éxito avanzaría significativamente en el progreso hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible y otros, incluida la adaptación al cambio climático, los procesos energéticos 'cero cero' y una economía verde y circular".

En la agricultura, el volumen de agua potencialmente recuperable de las aguas residuales podría irrigar hasta 31 millones de hectáreas, lo que equivale a casi el 20% de las tierras de cultivo en la Unión Europea.

Según este estudio, Asia es el mayor productor de aguas residuales con aproximadamente 159.000 millones de metros cúbicos, lo que representa el 42% de las aguas residuales urbanas generadas a nivel mundial, con expectativas de que esa proporción aumente al 44% para 2030.

Otras regiones que producen grandes volúmenes de aguas residuales son América del Norte (67.000 millones de m3) y Europa (68.000 millones de metros cúbicos), volúmenes prácticamente iguales a pesar de la mayor población urbana de Europa (547 millones frente a los 295 millones de Norteamérica.

La diferencia se explica por la generación per cápita de aguas residuales: Europa 124 metros cúbicos; América del Norte 231 metros cúbicos).

Por el contrario, África Subsahariana produce 46 metros cúbicos de aguas residuales per cápita, aproximadamente la mitad del promedio mundial (95 metros cúbicos), lo que refleja un suministro limitado de agua y sistemas de recolección de aguas residuales mal administrados en la mayoría de los entornos urbanos.

El documento cita investigaciones anteriores que muestran que la orina humana es responsable del 80% del nitrógeno y del 50% del fósforo que ingresa a las plantas municipales de tratamiento de aguas residuales.

"Eliminar estos nutrientes a tiempo no solo sería beneficioso para el medio ambiente -dice el documento-- derivándose así una menor eutrofización, sino que reduciría el costo del tratamiento de aguas residuales al tiempo que respalda los procesos de circuito cerrado".

Vladimir Smakhtin, director de UNU-INWEH y líder mundial en investigación relacionada con fuentes de agua no convencionales, señala que "las aguas residuales municipales fueron y a menudo son vistas como inmundicias. Sin embargo, las actitudes están cambiando con el reconocimiento cada vez mayor de enormes beneficios económicos potenciales y otros problemas ambientales".

"Los beneficios están disponibles a medida que mejoramos la recuperación del agua, los nutrientes y la energía de las corrientes de aguas residuales", añade.