Desde hace casi tres años, las cuencas internas de Cataluña están experimentando una grave sequía hidrológica, inédita por su persistencia. La gestión de este episodio incluye medidas de limitación de consumos y de aportación de recursos alternativos, que se han ido intensificando gradualmente según lo establecido en el Plan Especial de Sequía (PES) de la demarcación [1]. Entre los recursos complementarios utilizados, la desalación de agua marina y la reutilización desempeñan un papel destacado, incluyendo en la última etapa la reutilización potable indirecta.
En noviembre de 2022 se puso en marcha la aportación de agua regenerada al río Llobregat ocho kilómetros aguas arriba de la potabilizadora de Sant Joan Despí. Se trata de una medida prevista en el PES para situaciones de escasez excepcional, cuya implementación empezó a prepararse durante la sequía del 2008. En este artículo recorreremos brevemente las diferentes etapas de esta iniciativa.
La depuradora del Prat de Llobregat trata un promedio de 3 m3/s, que supone un 35% del agua residual que se genera en el Área Metropolitana de Barcelona. Se trata de una depuradora biológica con capacidad para reducir nutrientes, que está equipada con una estación de regeneración de agua. El proceso de regeneración incluye una coagulación-floculación y una decantación lamelar lastrada, seguidas de una filtración mediante microtamices (10 µm) y una desinfección combinada mediante radiación ultravioleta (50 mJ/cm2), y opcionalmente hipoclorito sódico.
El efluente de esta depuradora se reutiliza en su práctica totalidad de forma continua. Sin embargo, el uso del agua regenerada varía en función de la situación hidrológica. En condiciones normales, se utiliza principalmente para mantener el caudal ecológico en el tramo final del río Llobregat, por debajo de la toma de agua de la ETAP de Sant Joan Despí, evitando así la necesidad de liberar agua adicional de los embalses para este propósito. Además, una pequeña parte del agua regenerada (hasta 15.000 m3/día en función de las necesidades) se somete a un tratamiento adicional de membranas y se inyecta en el acuífero profundo [3].
En situaciones de escasez, el PES determina una reducción del caudal ecológico en el tramo final del Llobregat. En este momento, parte del agua regenerada pasa a destinarse al riego agrícola del Delta del Llobregat, sustituyendo así su captación del río. Si la sequía empeora, se incrementa la aportación de agua regenerada, que se incorpora al río Llobregat por encima de la captación de la ETAP de Sant Joan Despí (Fig. 1), lo que se conoce como reutilización potable indirecta (RPI).
La RPI consiste en el bombeo de agua regenerada al río Llobregat, ocho kilómetros aguas arriba de la planta potabilizadora. El agua regenerada se mezcla con el caudal del río Llobregat y se capta aguas abajo para ser potabilizada. La planta potabilizadora cuenta con dos líneas de tratamiento avanzado, que operan en paralelo. Después de una etapa inicial común a ambos tratamientos (que incluye desarenado, preoxidación con dióxido de cloro, floculación, decantación y filtración con arena), el agua se divide en dos líneas independientes: por un lado, el tratamiento de ozono y filtración con carbón activo y, por el otro, el tratamiento de ultrafiltración y ósmosis inversa. Finalmente, el agua de ambas líneas se mezcla, se clora y se distribuye.
La implantación de esta iniciativa se inició en 2017, en base a la experiencia obtenida en 2008 [2], en anticipación de futuros episodios de sequía. El primer paso fue la creación de un grupo de trabajo, que incluyó a técnicos de la administración hidráulica (Agència Catalana de l’Aigua, ACA), de la administración sanitaria (Departament de Salut), de la administración local (Àrea Metropolitana de Barcelona, AMB) y del operador del ciclo integral (Aigües de Barcelona). Bajo la coordinación de la ACA, este grupo ha planificado todas las etapas del proyecto de manera consensuada, manteniendo reuniones mensuales para analizar los resultados obtenidos. La implicación de las tres administraciones con competencias en la materia y la mutua comprensión de sus diferentes perspectivas ha sido un factor crucial para la viabilidad de este proyecto.
En 2018 se estableció un Panel Científico Asesor constituido por destacados expertos en diferentes disciplinas (química ambiental, técnicas analíticas, toxicología, microbiología, limnología, reutilización y potabilización del agua y comunicación ambiental). Este Panel ha brindado un apoyo muy valioso al grupo de trabajo.
El aspecto más innovador de este proyecto ha sido la elaboración de una metodología para salvaguardar la seguridad del proceso, tanto por lo que respecta a la calidad del agua de consumo como a los efectos ambientales del retorno de agua regenerada en el río Llobregat.
El aspecto más innovador de este proyecto ha sido la elaboración de una metodología para salvaguardar la seguridad del proceso, tanto por lo que respecta a la calidad del agua de consumo como a los efectos ambientales del retorno de agua regenerada en el río Llobregat. Esta verificación no se limitó únicamente a la comprobación del cumplimiento de las normativas de calidad vigentes, sino que también se incluyeron numerosos compuestos adicionales, actualmente no regulados, que fueron seleccionados en base a un análisis de riesgo específico y según su posibilidad de estar presentes en el agua regenerada [4]. Se seleccionaron 376 compuestos químicos y 4 indicadores microbiológicos para su evaluación (Fig.2).
El siguiente paso consistió en verificar si el proceso conjunto de depuración – regeneración – mezcla en río – potabilización permitía reducir todos estos compuestos por debajo de los niveles seguros consensuados en el grupo de trabajo. Esta evaluación sólo podía llevarse a cabo mediante un simulacro real, dado que es la última etapa, la potabilización, la que conlleva un tratamiento más intenso. Este simulacro se realizó en los meses de junio y julio del año 2019. Aunque en aquel momento las reservas de agua estaban en una buena situación, se simuló una situación de sequía extrema restringiendo al máximo los desembalses e incorporando el efluente regenerado en el río Llobregat en diferentes diluciones (3:1, 2:1 y hasta 1:1).
Meses antes del simulacro se inició la comunicación pública del proyecto, que se ha mantenido regularmente desde entonces. La recepción general ha sido positiva, tanto por parte de los medios de comunicación como de la comunidad científica y técnica.
De los 376 compuestos seleccionados, sólo se encontraron 102 en algún punto del proceso (por encima del umbral de cuantificación), en su gran mayoría detectados en las etapas de depuración y regeneración. Se iniciaba así la fase de interpretación de resultados, en la cual había que establecer valores guía para todos los compuestos detectados, incluidos los no regulados. Este proceso fue complejo y se utilizaron diversas metodologías, como las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS), normativas de otros países, dosis terapéuticas mínimas (en el caso de los fármacos), dosis diarias aceptables (para los químicos que las tienen definidas) o umbrales de preocupación toxicológica (TTC) en aquellos casos donde no existían otros referentes. Para los valores guía de afección al ecosistema se utilizaron valores PNECs consultados en bibliografía. Todos estos valores guía fueron compartidos con el Panel Científico Asesor.
El resultado de este simulacro fue positivo y confirmó la viabilidad de utilizar el agua regenerada como una fuente segura de recurso prepotable [4]. También se analizó el efecto sobre las comunidades de invertebrados y peces en el río Llobregat, en base a biomarcadores de estrés y bioindicadores del estado ecológico, detectando ligeras alteraciones en especial cuando el agua regenerada era clorada (artículo en preparación).
Por otra parte, los resultados obtenidos en el simulacro señalaron algunas áreas de mejora, que se han ido abordando en los años siguientes. Por ejemplo, se identificó la necesidad de reducir en origen un compuesto bastante recalcitrante al tratamiento, el 1,4-dioxano. Ese compuesto es un disolvente industrial que no está regulado en la normativa de aguas de consumo, ni europea ni española, pero para el cual existe un valor guía recomendado por la OMS. Por esta razón la administración local (AMB) ha emprendido acciones con los titulares de los vertidos a la EDAR que utilizan este producto. Estas acciones todavía no han concluido, pero ya han logrado una reducción importante de este compuesto en el afluente, de manera que la concentración en el agua tratada se mantiene siempre por debajo de la recomendación de la OMS de 50 µg/L. Este ejemplo muestra la utilidad de llevar a cabo simulacros de sequía para evaluar el funcionamiento de los sistemas de abastecimiento en situaciones de estrés hídrico y anticipar posibles vulnerabilidades del sistema.
La reutilización potable indirecta aporta hoy un 15% del consumo de la red Ter-Llobregat.
A finales de noviembre de 2022 se declaró el estado de alerta por sequía en el sistema Ter-Llobregat. Desde entonces, de acuerdo con el PES, la reutilización prepotable ha ido incrementándose de manera progresiva. Actualmente se retornan hasta 1.500 L/s de agua regenerada, con una dilución promedio de 1:1 con el caudal que llega por el río.
Esta reutilización aporta hoy un 15% del consumo de la red Ter-Llobregat. Junto con la desalación marina, representan en conjunto un 35% (Fig. 3). Esto supone una contribución muy significativa y vital para alargar la duración de las reservas embalsadas y subterráneas.
En esta etapa, el plan analítico del agua regenerada se ha focalizado en 269 compuestos prioritarios y/o emergentes (compuestos orgánicos y sus isómeros y metabolitos, metales pesados, etc.), 27 compuestos fisicoquímicos generales (nutrientes, sales, etc.) y 12 indicadores microbiológicos o biológicos, que se analizan en diferentes puntos del proceso con frecuencias variables (diarias, semanales o bisemanales). En el agua tratada, el número de compuestos analizados es mayor. En conjunto, se realizan entre 400 y 800 determinaciones analíticas cada semana. Las concentraciones obtenidas en el agua de consumo han sido siempre inferiores a los valores guía establecidos.
Agradecimientos
Este proyecto ha sido posible gracias a la dedicación y el entusiasmo de los miembros del grupo de trabajo, que ha incorporado a los autores del presente artículo y a otros técnicos de la Agencia Catalana del Agua (Pau Comas, Sebastià Datzira, José Luis Jurado, Josep Sanchís, Carolina Solà y Enrique Velasco), del Departamento de Salud de la Generalitat de Cataluña (Anna Belver, Irene Corbella, Xavier Costas, Pere Serra y Pilar Veciana), de la Área Metropolitana de Barcelona (Mercè Aceves, Fernando Cabello, Maria Indurain y Francisco Salguero) y de Aguas de Barcelona (Maria Rosa Boleda, Belen Galofré, Marta Ganzer, Jordi Fontana, José Mesa, Miquel Paraira y Àngels Vidal).
También ha sido esencial la colaboración altruista de los miembros del Panel Científico Asesor, integrado por Antoni Ginebreda (IDAEA-CSIC), Damià Barceló (ICRA & IDAEA-CSIC), Francisco Lucena (MARS-IdRA-UB), Irene Jubany (CTM-EURECAT), Jesús Gómez-Catalan (GRET-UB), Joan Jofre (MARS-IdRA-UB), Josep Caixach (IDAEA-CSIC), Lluís Reales (BTV), Narcís Prat (FEHM-IdRA-UB), Rafael Mujeriego (UPC), Wolfgang Gernjak (ICRA, ICREA) y Xavier Martínez-Lladó (CTM-EURECAT).
Referencias
[1] Plan especial de actuación en situación de alerta y eventual sequía, aprobado por ACUERDO GOV/1/2020, de 8 de enero. (https://dogc.gencat.cat/es/document-del-dogc/?documentId=865417).
[2] López-Serna, R., Postigo, C., Blanco, J., Pérez, S., Ginebreda, A., López de Alda, M., Petrović, M., Munné, A., Barceló, D., 2012. Assessing the effects of tertiary treated wastewater reuse on the presence emerging contaminants in a Mediterranean river (Llobregat, NE Spain). Environ. Sci. Pollut. Res. 19, 1000–1012. https://doi.org/10.1007/s11356-011-0596-z.
[3] Ortuño Gobern, F. et al., 2009. La barrera hidráulica contra la intrusión marina y la recarga artificial en el acuifero del Llobregat (Barcelona, España). Boletín Geológico y Minero, 120 (2): 235-250. https://www.igme.es/boletin/2009/120_2_2009/235-250.pdf.
[4] Munné, A., Solà, C., Ejarque, E., Sanchís, J., Serra, P., Corbella, I., Aceves, M., Galofré, B., Boleda, M.R., Paraira, M., Molist, J. (2023). Indirect potable water reuse to face drought events in Barcelona city. Setting a monitoring procedure to protect aquatic ecosystems and to ensure a safe drinking water supply. Science of The Total Environment, 866, 161339. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161339.
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