¿Se convertirá el reciclado de aguas grises en la tecnología más avanzada?
Una mirada a las posibilidades técnicas y las ventajas, pero también a los obstáculos y las resistencias a su implantación.
Falta de agua y lluvias torrenciales al mismo tiempo
Desde 1993, INTEWA ha estado trabajando en soluciones tecnológicas para hacer frente a los retos emergentes y en rápido crecimiento de la escasez de agua, por un lado, y los fenómenos de lluvias extremas, por otro. A pesar del enorme crecimiento de los problemas, las tecnologías de reutilización del agua en particular, como la recogida de aguas pluviales y el reciclado de aguas grises, aún no son punteras. En comparación con muchos otros países del mundo, Alemania sigue saliendo bastante bien parada en lo que respecta a la escasez de agua. Pero Alemania no es inmune al cambio climático. El nivel de las aguas subterráneas está bajando, su utilización se está restringiendo, las inundaciones, la contaminación del agua, el aumento de los precios... todo ello son señales claras de que Alemania no se salvará. INTEWA cuenta ahora con la experiencia de varios miles de sistemas de aprovechamiento de aguas pluviales. Incluso las cisternas de agua de lluvia más grandes ya no son suficientes para superar los periodos de sequía cada vez más largos. Una solución es el reciclaje de aguas grises. En este caso, las aguas residuales ligeramente contaminadas se tratan y reutilizan como agua de proceso. De este modo, puede ahorrarse alrededor del 40 % de las necesidades de agua, independientemente de las condiciones de precipitaciones. Hace décadas, varios fabricantes lanzaron al mercado sistemas de reciclado de aguas grises. Sin embargo, ninguno de estos sistemas consiguió establecerse en el mercado a largo plazo. Uno de los problemas era la calidad inadecuada del tratamiento, que provocaba problemas de olores. Desde hace unos 10 años, existen sistemas que funcionan con un proceso de biorreactor de membrana, ofrecen una excelente calidad del agua y tienen un alto nivel de fiabilidad operativa. En este artículo se analiza ahora si esta tecnología tiene potencial para convertirse en parte integrante de, al menos, los nuevos edificios.
Barreras y subvenciones para la reutilización del agua al mismo tiempo
Afortunadamente, el mercado de la reutilización del agua y la gestión de las aguas pluviales ha cambiado en la actualidad debido a requisitos normativos como la Directiva Marco del Agua de la UE, los requisitos legales de las normativas de construcción sobre ecologización y gestión de las aguas pluviales, así como las inversiones en tecnología medioambiental (como el Green Deal de la UE). Con la introducción del Reglamento de la UE sobre Taxonomía 2020/852, las tecnologías pueden clasificarse ahora según sus criterios de sostenibilidad ambiental, lo que permite acceder a una financiación favorable. Pero, ¿cuáles son los obstáculos? ¿Por qué no se incluye al menos un sistema de reutilización del agua en todas las nuevas construcciones?
En muchos países, como los Emiratos Árabes Unidos, Irlanda, etc., el agua está tan subvencionada que su reutilización no es económicamente viable para los operadores. Otra razón es la falta de normas y reglamentos. Por ejemplo, en Alemania no existe una normativa para el autoabastecimiento con agua de lluvia, a lo que puede ayudar el nuevo enfoque basado en el riesgo de la norma EN1717. A menudo, el agua no se incorpora a las normas de construcción y queda muy por detrás de cuestiones como la energía yel CO2. En Alemania, por ejemplo, tenemos la "obligación de conexión y utilización" en los estatutos. También nos encontramos con el obstáculo de normas y reglamentos contradictorios; por ejemplo, nadar en un lago está permitido por la Directiva de Aguas de Baño de la UE, pero ducharse con la misma agua no estaría permitido. En todo el mundo hay grandes diferencias en la calidad del agua aceptada para los distintos usos, no existe una norma ISO. En Singapur se necesita agua ultrafiltrada para limpiar el suelo y en Sudáfrica se tiene suerte si se puede utilizar agua de lluvia sin filtrar para hacer té. Las normas de calidad carecen de "higiene": calidad del agua para bañarse y ducharse, por ejemplo. Sólo hay calidad para el agua potable, el agua de proceso y el agua de riego. En algunos países, los requisitos de calidad del agua de servicio son tan elevados que no resulta rentable reutilizar el agua. Un problema para la viabilidad económica de los sistemas de aprovechamiento de aguas pluviales es, por ejemplo, el fraccionamiento de las tarifas. El explotador de un sistema de aprovechamiento de aguas pluviales sólo ahorra en costes de agua potable. Esto hace que estos sistemas no sean rentables. Sin embargo, muchas ciudades se han dado cuenta ahora de que el impacto positivo de las cisternas de agua de lluvia, por ejemplo la protección del suministro de aguas subterráneas y el efecto de retención, es tan grande que estos sistemas están ahora al menos exentos de la tasa de sellado (Berlín) o incluso subvencionados económicamente. En casi toda Bélgica, la instalación de una cisterna en los edificios nuevos es obligatoria desde hace décadas. ¿Tiene entonces más sentido el reciclaje de aguas grises que la recogida de aguas pluviales?
Reciclaje de aguas grises frente a recogida de aguas pluviales
El agua de lluvia se recoge del tejado, se filtra y se utiliza para usos como el riego del jardín, las cisternas de los inodoros o las lavadoras a través de una tubería de agua de servicio independiente. Es relativamente fácil de recoger y suele estar libre de impurezas orgánicas, lo que hace que su tratamiento sea menos complicado. En el caso de los tejados verdes, la cantidad de agua de escorrentía del tejado se reduce considerablemente, mientras que la demanda de riego aumenta. En función de la distribución de las precipitaciones a lo largo del año, se necesitan grandes cisternas. Las aguas grises, por su parte, proceden de duchas, bañeras y lavabos, y se recogen a través de una tubería separada de aguas residuales. Contienen restos de jabón y sustancias orgánicas, por lo que necesitan un tratamiento más intensivo antes de poder reutilizarse. Tras una limpieza adecuada, también es apta para la descarga de inodoros o el riego de jardines.
DIN EN 16941-2:2021-11
Sistemas in situ para agua no potable - Parte 2: Sistemas para el uso de aguas grises tratadas; versión alemana EN 16941-2:2021
Este documento especifica los principios de diseño, dimensionamiento, instalación, marcado, puesta en servicio y mantenimiento de los sistemas de utilización de aguas grises para el uso in situ de aguas grises. Es particularmente aplicable para el uso de aguas grises tratadas para: cisternas de inodoros; riego de jardines; lavado de ropa; limpieza de objetos. Este documento también especifica los requisitos mínimos para los sistemas de aguas grises.
A diferencia de la utilización de aguas pluviales, siempre es posible ahorrar costes de agua potable y aguas residuales. Aunque los sistemas de aguas grises están sujetos a notificación en Alemania, no requieren autorización. En concreto, el reciclaje de aguas grises es independiente de las precipitaciones y de las superficies de tejado conectadas. Un sistema de aguas grises sólo requiere un volumen diario como almacenamiento y, por tanto, puede instalarse dentro de un edificio. Para aumentar el grado de autosuficiencia en el suministro de agua, puede tener sentido combinar ambas tecnologías.
¿Cómo funciona un sistema de reciclado de aguas grises?
Las aguas grises de duchas, bañeras y lavabos se filtran previamente mediante un filtro antes de entrar en el biorreactor. La suciedad recogida en el prefiltro se devuelve periódicamente al alcantarillado mediante una boquilla de retrolavado. En la pieza central del sistema, el biorreactor, se produce una descomposición biológica continua mediante bacterias. Éstas reciben oxígeno a través de un difusor situado en la parte inferior del sistema. Las bacterias colonizan los lechos empacados, que son flotadores especiales con una gran superficie. Una bomba de lodos, también situada en el fondo, retira periódicamente los sedimentos que se forman. Las estaciones de membrana, que filtran las aguas grises al depósito de aguas claras mediante ultrafiltración, también están situadas en el biorreactor. Debido al pequeño tamaño de los poros de la membrana, de 0,02 µm, se retienen partículas, bacterias e incluso virus. Las membranas se limpian periódicamente mediante retrolavado y burbujas de aire grueso. Los sistemas con un volumen de tratamiento de más de 5.400 litros al día están equipados con un control remoto mediante navegador y un proceso de limpieza química automatizado. Esto permite un funcionamiento aún más económico y de bajo mantenimiento, especialmente para los sistemas más grandes. El agua de proceso limpia e higiénicamente tratada se bombea a los consumidores mediante sistemas de refuerzo y se utiliza para las cisternas de los inodoros, las lavadoras o el riego. Para maximizar la seguridad, el agua de proceso ya ultrafiltrada se somete a un tratamiento UV como etapa final.
¿Cuál es la calidad y seguridad de las aguas grises tratadas?
Gracias al proceso especial de tratamiento con un biorreactor de membrana, que incluye tanto la degradación biológica como la ultrafiltración con un tamaño de poro de 0,02 µm, los sistemas proporcionan una calidad de agua excepcional que cumple las normas más estrictas. En comparación con otros procesos, aquí se retienen con seguridad incluso los gérmenes y los virus. El agua tratada se analizó con sólo 1 E.coli / 100 ml de agua de media. Tiene una turbidez muy baja y es inodora. Visualmente, el agua es casi indistinguible del agua potable. Los sistemas INTEWA son los primeros y, hasta ahora, los únicos sistemas del mundo certificados según la importante norma NSF 350 "Clase C". Los sistemas también han sido certificados conforme a la norma británica de riego por aspersión.
Dimensionamiento, planificación e instalación
Los sistemas de reciclaje de aguas grises son especialmente adecuados para instalaciones deportivas, escuelas, hoteles y edificios de apartamentos con un mayor consumo de agua debido a las duchas y los baños y la correspondiente necesidad de agua de servicio para las cisternas de los inodoros, las lavadoras, el riego o la refrigeración, ya que en estos casos se optimiza la eficiencia de los sistemas. Dado que los sistemas de reciclado de aguas grises requieren un sistema de tuberías separado para las aguas grises y las aguas de servicio, los edificios nuevos o los proyectos de renovación suelen ser adecuados. En este caso, las tuberías separadas ocasionan costes adicionales razonables. Para garantizar una buena accesibilidad y mantenimiento del sistema, éste debe instalarse en el interior del edificio.
El dimensionamiento de un sistema de aguas grises depende de la demanda diaria y del rendimiento diario. Por término medio, cabe esperar unos 40-50 litros por persona y día. INTEWA ofrece ahora una gama de sistemas completos listos para conectar, desde 300 (hasta 6 personas) hasta 48.600 litros (hasta > 1000 personas) de volumen de tratamiento al día. Los sistemas más grandes pueden ampliarse de forma modular. Los sistemas prefabricados pueden planificarse de forma muy rápida y segura en un edificio y permiten una instalación sin complicaciones, que puede realizar rápidamente cualquier instalador. Como regla general, la superficie de instalación puede calcularse como el doble del volumen diario en metros cuadrados. Por tanto, un sistema de reciclado de aguas grises con un volumen de tratamiento de 5 m³ al día es adecuado para unos 100 residentes y sólo requiere unos 10 m² de espacio de instalación en el edificio.
¿Es económicamente viable reciclar las aguas grises?
La doble utilización del agua también genera un doble beneficio económico: Se ahorran tanto los gastos de agua potable como los de aguas residuales. En muchos países, los costes combinados de agua potable y aguas residuales superan ya los 6,00 euros/m³. Dependiendo del precio del agua y del tamaño del sistema, los plazos de amortización pueden ser cortos, lo que convierte el uso de un sistema de reciclado de aguas grises en una de las tecnologías más económicas del sector de la construcción. Para inmuebles como bloques de apartamentos u hoteles con unas 100 personas o más, un sistema de este tipo se amortiza en menos de 6 años.
| AL-GW10800 Cálculo de amortización simplificado | |
| Costes del sistema | aprox. 70 T€ |
| Costes de inversión | 70 T€ + aprox. 30 % para instalación y tuberías = aprox. 91 T€ (dependiendo del edificio) |
| Costes de explotación y mantenimiento | aprox. 0,74 €/m³/día |
| Ahorros | Ahorro de agua = 10,8 m³/día x 365 días = 3.942 m³/año Ahorro/año a aprox. 6,00 euros de costes de agua (potable y residual) = aprox. 3.942 m³ x (6,00 euros - 0,74 euros) = 20.734 euros/año |
| Amortización estática | ROI = 91.000 euros / 20.734 euros / año = 4,4 años |
Referencias
En más de 10 años se ha acumulado una gran experiencia internacional con varios centenares de sistemas de aguas grises, por lo que ya no se cuestiona la idoneidad fundamental de esta tecnología en los servicios de los edificios modernos.
Piscina cubierta de Alsdorf
La piscina es utilizada diariamente por una media de 350 personas. Las correspondientes aguas grises de las duchas y lavabos se tratan en un depósito interno de 5.000 litros y se utilizan para abastecer 11 aseos
Reciclaje combinado de aguas pluviales y grises en el nuevo Museo George Lucas de Los Ángeles
En este nuevo y magnífico museo de Los Ángeles, California, se recoge el agua de lluvia de los tejados y el agua condensada en verano para reutilizarla en el riego, la refrigeración adiabática y las cisternas de los inodoros. El sistema de aguas grises AQUALOOP está diseñado para una capacidad media diaria de tratamiento de 47.800 litros al día, con certificación NSF 350. El sistema también recoge, filtra y almacena el agua de lluvia recogida en un tejado de 89.000 m². Se han instalado varios filtros PURAIN 200 y PURAIN 300 para prefiltrar el agua de lluvia. Todo el sistema se supervisa y controla mediante el sistema de control I-CONNECT. Una vez terminado, el museo albergará todas las formas de narración visual, incluidas la pintura, la fotografía, la escultura, la ilustración, el cómic, la performance y el vídeo. Actualmente se está construyendo en Los Ángeles (California) y su inauguración está prevista para 2025.
Resumen y perspectivas
La enorme importancia y el elevado potencial de futuro del reciclado de aguas grises para el abastecimiento de agua de los edificios ya han sido reconocidos científicamente. Las series de sistemas listos para conectar con tecnología certificada permiten un uso seguro para planificadores, instaladores y operadores. La mayoría de los obstáculos conocidos en la utilización de aguas pluviales no se aplican al reciclado de aguas grises. Sin embargo, el uso de esta tecnología suele limitarse a nuevas construcciones o renovaciones. El mayor obstáculo es el coste de las redes separadas de agua de servicio y aguas residuales. Si estos sistemas de tuberías adicionales se tienen en cuenta directamente durante la fase de planificación, los costes adicionales son justificables. Como ahora los sistemas de mayor tamaño no sólo son sostenibles, sino que también pueden resultar muy económicos, se abre la puerta, sobre todo para los edificios nuevos, a que esta tecnología se convierta en el estado del arte.
Autor: Oliver Ringelstein, INTEWA GmbH
Caracteres: 15.986 incl. espacios
Más información:
Visita virtual del sistema de aguas grises de demostración de 5.400 litros con recorrido de 360°: https: //building.intewa.net/de/360-ausstellung/grauwasser-recycling-komplettsystem
Conocimientos básicos sobre el tratamiento del agua: https: //wiki.intewa.net/index.php/Wasseraufbereitung_und_Grauwassernutzung
Herramientas gratuitas de planificación en línea: https: //www.intewa.com/de/unternehmen/service-kontakt/planungshilfen/
Proyectos de referencia: https://www.intewa.com/de/referenzen/
Certificaciones: https://www.intewa.com/de/downloads/
Más información:
Nota: ¡Sólo se permiten modificaciones del artículo técnico con la autorización expresa del autor!