A través de un equipo multidisciplinario compuesto por más de setenta investigadores especializados en ingeniería, gestión y conservación de recursos hídricos de la Universidad Politécnica de Madrid, la Comunidad UPM Water pone a disposición de la sociedad todo su conocimiento.
Uno de sus integrantes es Antonio Bolinches, que además de ser investigador en La UPM es Lead Application Specialist en Grundfos, con quien hablamos para conocer en profundidad uno de los proyectos de investigación en los que ha participado sobre la contribución de la reutilización del agua a la gestión eficiente y sostenible del agua para el riego.
Pregunta: Eres uno de los autores del artículo ‘A method for the prioritization of water reuse projects in agriculture irrigation’ sobre la priorización de la reutilización del agua en proyectos de regadío. ¿Qué motivó su realización?
Respuesta: El artículo está enmarcado en el proyecto de investigación RECLAMO (contribución de la reutilización del agua a la gestión eficiente y sostenible del agua para el riego), dirigido por la Dra. Irene Blanco (CEIGRAM-UPM) y financiado por el Ministerio de Ciencia e Investigación. Algunos de los investigadores pertenecemos a la comunidad UPMWater, que es un equipo multidisciplinar de investigadores en recursos hídricos.
En el actual contexto hídrico se observa una demanda creciente de recursos, combinada con una mejor comprensión de los efectos medioambientales derivados de la sobreexplotación de los recursos convencionales (aguas superficiales en ríos y subterráneas en acuíferos). La voluntad de caminar hacia un modelo más sostenible de explotación de los recursos naturales, así como los avances tecnológicos que posibilitan el tratamiento de regeneración de las aguas residuales urbanas depuradas a costes abordables, hacen que la reutilización de agua para riego sea una opción cada vez más interesante al alcance de las Autoridades y los distintos actores del Ciclo Integral del Agua. Aun así, la implementación de proyectos de regeneración de agua sigue por detrás de las expectativas debido a motivaciones financieras, administrativas y de aceptación social.
"La implementación de proyectos de regeneración de agua sigue por detrás de las expectativas debido a motivaciones financieras, administrativas y de aceptación social"
Durante nuestras investigaciones sobre los retos existentes en la actualidad para aumentar el volumen de agua regenerada disponible para riego, identificamos la falta de una metodología que cuantificara objetivamente los costes y beneficios asociados a cada posible proyecto candidato de reutilización de agua.
Ante la disyuntiva de tener varias comunidades de regantes cercanas a sendas Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) pidiendo la construcción de una planta de regeneración de aguas depuradas, pero solamente la capacidad financiera de apoyar a algunas de ellas, las Administraciones debían recurrir a estudios ad hoc para elegir los proyectos con mejores condiciones. Esta situación motivó la preparación del artículo, que propone un método de priorización de proyectos según las condiciones locales.
P.- ¿En qué consiste la metodología desarrollada en dicho estudio?
R.- La metodología cuantifica pormenorizadamente los costes y beneficios asociados a cada proyecto candidato.
En el apartado de las inversiones iniciales (CAPEX) se cuantifican los costes asociados a la construcción de la ERAR según la tecnología elegida (Ultrafiltración, UV, etc.), la estación de bombeo (basados en listas de precios de bombas de empresas como Grundfos), la red de distribución y las balsas de almacenamiento en el caso de que las haya.
"La metodología cuantifica pormenorizadamente los costes y beneficios asociados a cada proyecto candidato"
De todos estos costes, el más difícil de cuantificar individualizadamente para cada proyecto es el de la red de distribución, ya que dicha red depende de la posición y elevación de la ERAR, así como de cada punto de utilización.
A tal efecto se ha desarrollado un algoritmo que diseña la red de distribución según criterios de optimización hidráulica y económica (diámetro de tuberías según caudal, materiales, puntos de conexión, etc., con el mínimo coste).
Definición de la red de distribución por parte del algoritmo.
La definición personalizada para cada proyecto de la red de distribución con la longitud, diámetro y material de cada tramo permite la cuantificación de su coste de instalación.
En el apartado de operación y mantenimiento (OPEX) se cuantifican los costes asociados a la desinfección y bombeo de cada metro cúbico de agua distribuido a las parcelas, según las tecnologías elegidas y las propiedades hidráulicas (diferencias de cota y pérdidas de carga) de la red de distribución definida anteriormente.
Una vez conocida la estructura de costes de cada proyecto candidato, se pueden comparar para identificar aspectos diferenciadores de cada uno de ellos.
Estructura de los costes (CAPEX y OPEX, medidos en céntimos por metro cúbico de agua entregada en los puntos de consumo) asociados a cada proyecto candidato. La metodología permite identificar, por ejemplo, un mayor coste asociado a la instalación de tuberías de distribución en Alcázar, debido a que las parcelas de uso están más alejadas.
Diagramas de caja y bigotes de la relación coste/beneficio neto cuando varían los inputs de cálculo dentro de su rango de valores, demostrando que el orden de priorización se mantiene en distintos escenarios.
En lo que respecta a los beneficios, se cuantifican los beneficios anuales esperados según los diferentes tipos de cultivos presentes, el tamaño de las parcelas y los precios asociados.
La metodología muestra cómo, a igualdad de otros condicionantes, es más rentable construir Estaciones de Regeneración de Aguas Residuales (ERAR) para riego cuando están asociadas a depuradoras existentes que tengan cerca parcelas con cultivos de alta productividad.
P.- ¿Por qué es importante cuantificar los costos y beneficios de los proyectos de reutilización de agua para riego?
R.- La ausencia de cuantificación previa de los costes y beneficios en la construcción de una ERAR podría abocar a una mala utilización de recursos financieros. Bien porque el coste de la instalación fuera innecesariamente elevado comparado, por ejemplo, con otro proyecto candidato que tuviera las parcelas de uso del agua regenerada más cercanas (con un menor coste de instalación de tuberías de distribución), o a una menor cota (con un menor coste asociado de bombeo del agua regenerada a los puntos de uso). O bien porque los beneficios asociados fueran menores a los de otro proyecto candidato donde las parcelas asociadas tuvieran una mayor productividad.
La cuantificación previa propuesta por el artículo permite conocer de antemano estos costes y beneficios, para unas hipótesis iniciales de estudio.
Diagrama de cuantificación de los beneficios (círculo intermedio) y costes (círculo exterior) de un proyecto, mostrando el potencial de generar un beneficio neto de 162433 euros anuales.
P.- Esta metodología se ha puesto en práctica en la cuenca del Alto Guadiana. ¿Cuáles son los principales resultados obtenidos?
R.- En el caso del Alto Guadiana la elevada presión sobre los recursos hídricos motivó un descenso alarmante de la capa freática, por lo que las Autoridades de Cuenca se vieron obligadas a establecer restricciones de uso. La disponibilidad de agua regenerada a partir del agua residual depurada en las EDAR existentes, respetando los caudales que deben circular por los ríos para mantener los ecosistemas asociados, permitiría aliviar la presión sobre los acuíferos locales.
"La ausencia de cuantificación previa de los costes y beneficios en la construcción de una ERAR podría abocar a una mala utilización de recursos financieros"
Aplicada a esta área de estudio, la metodología muestra cómo entre las EDAR disponibles existen una con unas condiciones de partida mucho más favorables para el aprovechamiento de aguas regeneradas para riego, mientras se identifican otras que no podrían generar beneficios debido a la distancia de las potenciales parcelas de riego.
