El Agua
El 59% del consumo total de agua en los países desarrollados se destina a uso
industrial, el 30% a consumo agrícola y un 11% a gasto doméstico, según se constata
en el primer informe de Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos del
mundo, Agua para todos, agua para la vida (marzo 2003). En 2025, el consumo de agua
destinada a uso industrial alcanzará los 1.170 km3 / año, cifra que en 1995 se situaba
en 752 km3 / año. El sector productor no sólo es el que más gasta, también es el que
más contamina. Más de un 80% de los deshechos peligrosos del mundo se producen en
los países industrializados, mientras que en las naciones en vías de desarrollo un 70%
de los residuos que se generan en las fábricas se vierten al agua sin ningún tipo de
tratamiento previo, contaminando así los recursos hídricos disponibles.
Estos datos aportan una idea de la importancia que tiene el tratamiento y la
reutilización de aguas residuales en el sector industrial en el mundo, y más aún en
países que saldan su balance de recursos hídricos con números rojos.
Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de México
El desarrollo de nuevas fuentes de abastecimiento de agua potable es uno de los
objetivos del Programa.
Introducción
El Valle de México enfrenta una condición sumamente delicada: sobreexplotación de mantos acuíferos, insuficiente capacidad de drenaje, la emisión de aguas negras -a las que sólo se sanea en menos de un 10%-, y poca conciencia de ahorro y uso eficiente del líquido. Revertir esta problemática es uno de los mayores retos que enfrentamos.
En este contexto, el gobierno del presidente Felipe Calderón Hinojosa ha puesto en marcha, a través de la Comisión Nacional del Agua, el Programa de Sustentabilidad Hídrica de la Cuenca del Valle de México, aportando soluciones reales, integrales, con visión a largo plazo, que atacan cada uno de los problemas enunciados.
Las acciones principales de este proyecto encabezado por el ingeniero José Luis Luege Tamargo, director general de CONAGUA, radican en la recuperación de los mantos acuíferos, el desarrollo de nuevas fuentes de abastecimiento de agua potable, dar cumplimiento a la normatividad vigente en materia ambiental, la rehabilitación al Sistema Cutzamala, fomentar el uso eficiente y ahorro de agua, el tratamiento del 100% de las aguas residuales, el saneamiento de cauces con aguas negras a cielo abierto, y la ampliación de la capacidad del sistema de drenaje. Todo esto para beneficio de 20 millones de habitantes del Valle de México.
Para estos fines, Conagua ha iniciado ya campañas y obras de infraestructura de suma importancia, como el Túnel Emisor Oriente y la Planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco.
El "TEO", amplía la capacidad de drenaje actual y previene graves inundaciones. Magna obra de ingeniería, única en su tipo a nivel mundial, se vale de tecnología de punta y mide 62 kilómetros de longitud y 7 metros de diámetro.
La Planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco -una de las más grandes a nivel internacional- saneará hasta el 60% de las aguas negras del Valle de México. Y, junto con otras plantas que se construirán en el Estado de México, se alcanzará el 100% de saneamiento de aguas. Esto beneficia a la población en términos de salud, de desarrollo social, de ecología, de medio ambiente.
Asimismo, se construyen tres plantas de bombeo, ya que la ciudad se ha ido hundiendo, y al perder pendiente, las aguas tienden a regresarse, por lo que es imprescindible impulsarlas para su desalojo.
El Programa de Sustentabilidad Hídrica de la Cuenca del Valle de México es en su conjunto la iniciativa más importante en la historia del agua en nuestro país.
Video del Túnel Emisor Oriente en su contexto histórico
Como ha afirmado José Luis Luege Tamargo, director general de Conagua, el problema más grave del Valle de México sin duda es la sobreexplotación del manto acuífero. Pero por desgracia, no es el único asunto a atenderse en esta región: enfrentamos la escasez de agua potable, y riesgos de graves inundaciones -sobre todo en el centro de la Ciudad de México-, debido al hundimiento de la urbe, que al perder pendiente genera que las aguas negras tiendan a regresarse, y a la disminución de la capacidad del sistema de drenaje.
Las inundaciones se remontan a la fundación de lo que hoy es la Ciudad de México. Para evitarlas se construyeron, históricamente, salidas artificiales de agua. Una de ellas es el Túnel Emisor Central, que originalmente fue diseñado para desalojar las aguas de lluvia y que más tarde fue utilizado para transportar, también, aguas residuales. Ese cambio obligó a operar sin interrupciones para darle mantenimiento, por lo que el túnel presentó graves daños en su estructura, además de que ya ha sido superado en capacidad, debido al crecimiento poblacional.
Ante este contexto, en noviembre de 2007, el Gobierno Federal lanza el Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de México, convocando a los gobiernos del Distrito Federal, Estado de México e Hidalgo, a sumarse a esta trascendente iniciativa. Este proyecto, con amplia visión a futuro, plantea soluciones integrales a la problemática general del Valle de México en lo que al agua se refiere: la rehabilitación al Sistema Cutzamala; el desarrollo de nuevas fuentes de abastecimiento de agua potable; disminuir la sobreexplotación de los acuíferos -con lo cual además se abatirá el hundimiento de la zona metropolitana-; ampliar la capacidad de drenaje mediante la construcción del Túnel Emisor Oriente, lo que permitirá reducir el riesgo de inundaciones; tratar el total de las aguas residuales del Valle de México; sanear los cauces de aguas negras a cielo abierto.; dar cumplimiento a la normatividad vigente en materia ambiental y fomentar el uso eficiente y ahorro de agua.
Objetivos del Programa de Sustentabilidad Hídrica del Valle de México:
- La rehabilitación al Sistema Cutzamala.
- El desarrollo de nuevas fuentes de abastecimiento de agua potable.
- Disminuir la sobreexplotación de los acuíferos, con lo cual además se abatirá el hundimiento de la zona metropolitana.
- Ampliar la capacidad de drenaje, mediante la construcción del Túnel Emisor Oriente, lo que permitirá reducir el riesgo de inundaciones.
- Tratar el total de las aguas residuales del Valle de México.
- El saneamiento de cauces con aguas negras a cielo abierto.
- Dar cumplimiento a la normatividad vigente en materia ambiental.
- Fomentar el uso eficiente y ahorro de agua.
Terreno destinado a la construcción de la Planta de
tratamiento de aguas residuales Atotonilco, una de
las más grandes del mundo.
Vista aérea de la extensión donde se construye la
Planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco.
Son un total de 158 hectáreas.
La construcción del Túnel Emisor Oriente (TEO), permitirá ampliar el sistema de drenaje profundo y evitará graves inundaciones en el Distrito Federal. Esta obra de 62 kilómetros de longitud y 24 lumbreras, beneficiará a más de 20 millones de personas.
El Programa de Sustentabilidad Hídrica además contempla la construcción de varias plantas de tratamiento de aguas residuales; pero la más importante, estará ubicada en Atotonilco de Tula, Hidalgo. Esta planta beneficiará a 700 mil personas en el Valle del Mezquital, al sanear el 60% de las aguas residuales del Valle de México. Tendrá la capacidad para tratar 35 metros cúbicos de aguas residuales por segundo: en épocas de estiaje 23 metros cúbicos por segundo, y en épocas de lluvias, 12 metros cúbicos por segundo, adicionales.
En conjunto, las plantas de tratamiento que se construyan, tratarán casi totalmente las aguas residuales de la cuenca del Valle de México.
El Túnel Emisor Oriente y la Planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco, son dos magnas obras de ingeniería a nivel internacional, cuyos beneficios sociales serán palpables en desarrollo sustentable, ecología, salud, infraestructura hídrica y generación de empleo. Para el Programa de Sustentabilidad Hídrica se estima una inversión de 39 mil 334 millones de pesos y se planea ejercer de manera compartida entre el Gobierno Federal, las entidades federativas y el sector privado.
La construcción de plantas de bombeo es una acción complementaria que facilitará la operación del Sistema de Drenaje. Contribuirá a incrementar la seguridad en la zona oriente del Valle de México.
Las plantas de bombeo programadas son tres: La Caldera, con una capacidad de 40 metros cúbicos por segundo, ubicada en Ixtapaluca, al final del túnel Río de La Compañía; El Caracol, que estará ubicada en la zona federal del lago de Texcoco y bombeará 20 metros cúbicos por segundo, recogiendo el agua del Túnel Emisor Oriente, y enviándola al Gran Canal en la zona donde éste tiene pendiente hacia el estado de Hidalgo; y la Casa Colorada Profunda, que se situará cerca de la lumbrera 6 del túnel interceptor Río de Los Remedios, y servirá para enviar las aguas negras a la laguna de regulación Casa Colorada.
Cabe apuntar que los trabajos de construcción de la planta de bombeo Casa Colorada Profunda habrán concluido en 2010, en tanto que La Caldera y El Caracol serán concluidas en 2011.
La planta de tratamiento de aguas residuales más grande del país, se construiye en el municipio de Atotonilco de Tula, Hidalgo. Tendrá capacidad para tratar 23 metros cúbicos por segundo durante el estiaje (mediante proceso convencional) y un modulo adicional (mediante proceso físico-químico) para tratar 12 metros cúbicos por segundo en época de lluvias.
Esta obra será de gran beneficio para los hidalguenses, ya que mejorará las condiciones sanitarias de la población y permitirá utilizar agua tratada en la agricultura (conservando los nutrientes de las aguas residuales pero eliminando los contaminantes), además de facilitar la tecnificación de los sistemas de riego y la producción de cultivos de mayor valor agregado. La localización de esta planta obedece a que las aguas negras del Valle de México descargan en el municipio de Atotonilco de Tula, donde también comienzan los distritos de riego de la región, por lo que será posible el aprovechamiento de las aguas tratadas que actualmente son utilizadas en la agricultura sin ningún proceso de limpieza.
El agua tratada tendrá dos destinos: el Canal Salto Tlamaco para riego agrícola y el Río El Salto de cuyo cauce se derivan algunos canales de riego, en particular el Canal Viejo Requena, que descarga sus gastos excedentes en la presa Endhó. Con el procesamiento de las aguas sucias se beneficiará a 700 mil personas del Valle del Mezquital, de las cuales 300 mil habitan en zonas de riego. Además, durantes la construcción se generarán 8, 880 empleos directos y 7, 820 indirectos.
Municipos de Valle del Mezquital que serán beneficiados con la construcción de la Planta
de tratamiento de aguas residuales Atotonilco.
Procesamiento
Si bien la planta podrá procesar hasta 35 metros cúbicos por segundo debido a las técnicas de saneamiento que serán empleadas durante su operación, será factible, en épocas de lluvia, soportar un pico de hata 20% más, llegando así a 42 metros cúbicos. El tratamiento de las aguas residuales se hará a través de un Tren de Procesos Convencionales (TPC), durante estiaje y en época de lluvias se usará un Tren de Procesos Químicos (TPQ) para tratar los excedentes de agua.
Además de los beneficios sociales que se generarán con la operación de la planta de tratamiento se aprovechará el contenido energético de los lodos y se convertirá el gas metano en energía eléctrica.
Con el aprovechamiento del metano se pretende que la planta tratadora sea autosuficiente en sus necesidades de electricidad. La inversión total de esta magna obra hidráulica será de 10 mil 22 millones de pesos, de los cuales el Fondo Nacional de Infraestructura (Fonadin) aportará 4 mil 599 mdp, y el capital restante provendrá de la iniciativa privada.
Las empresas Ingenieros Civiles Asociados (ICA), Impulsora de Desarrollo y Empleo de Lationamérica (Ideal), Promotora del Desarrollo de América Latina, S.A. de C.V, Controladora de Operaciones de Infraestructura, Atletec, Acciona Agua, Desarrollo y Construcciones Urbanas y Green Gas Pioneer Crossing Energy y LCC, prestarán los servicios de tratamiento de aguas residuales del Valle de México, que incluye la elaboración del proyecto ejecutivo, construcción, equipamiento electromecánico, pruebas, operación, conservación y mantenimiento de la planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco.
El servicio que prestarán las empresas ganadores también incluye la remoción y disposición final de los lodos y biosólidos que se generen en la misma, así como la construcción de una planta de cogeneración; bajo la modalidad plurianual a precio fijo con inversión de recursos públicos y participación de inversión privada parcial recuperable. El contrato signado el pasado 7 de enero establece que las empresas ganadoras prestarán los servicios de tratamiento de aguas residuales del Valle de México por 25 años, los primeros tres años serán para el diseño, elaboración del proyecto y construcción de la planta de tratamiento.
Esquema de funcionamiento de la Planta de tratamiento de aguas residuales Atotonilco.
Los beneficios que generará la Planta de tratamiento
de aguas residuales Atotonilco serán palpables para
la gente del Valle del Mezquital.
Infografía de funcionamiento de la Planta de tratamiento de aguas
residuales Atotonilco
Algunas aclaraciones previas
Los tratamientos a los que se deben someter los efluentes tienen que garantizar la
eliminación o recuperación del compuesto orgánico en el grado requerido por la
legislación que regula el vertido del efluente o para garantizar las condiciones mínimas
del proceso en el caso de reutilización o recirculación de la corriente para uso interno.
El nivel máximo admisible de contaminante puede conseguirse mediante la utilización
de diversas técnicas tanto destructivas como no destructivas (2.1).
TABLA 2.1 Métodos de eliminación de compuestos orgánicos en aguas residuales
Métodos no destructivos
Adsorción (carbón activo y otros adsorbentes)
Desorción (Stripping)
Extracción en fase líquida con disoventes
Tecnología de membranas (Ultrafiltración, nanofiltración)
Métodos destructivos
Tratamiento biológico (aerobio y anaerobio)
Oxidación química
Incineración
Oxidación húmeda catalítica y no catalítica
Oxidación húmeda supercrítica
Procesos avanzados de oxidación
En el contexto del tratamiento de contaminantes en efluentes acuosos, la aplicación de
una técnica no destructiva se entiende como una etapa previa de concentración antes
de abordar su destrucción química. El carácter oxidable de la materia orgánica hace que
la transformación en compuestos no tóxicos consista, en último extremo, aunque no
necesariamente en la mineralización o conversión a dióxido de carbono y agua. En
muchos casos, el objetivo de los procesos de oxidación no es la mineralización
completa, con conversión del carbono orgánico a dióxido de carbono, sino la
transformación de los contaminantes en sustancias biodegradables que no originen
problemas de inhibición de biomasa en tratamientos biológicos convencionales o que
permitan la descarga sin originar problemas de ecotoxicidad.
La aplicación de un método u otro depende fundamentalmente de la concentración del
contaminante y del caudal de efluente. Determinadas técnicas, como la incineración y
algunos tratamientos de oxidación, son utilizables sólo cuando la concentración de
compuestos orgánicos es elevada, mientras que otras, como la adsorción y los procesos
de oxidación avanzada, son útiles en efluentes con baja concentración de
contaminante (Andreozzi, 1999).
Tecnologías convencionales
En cuanto a los métodos destructivos de oxidación, éstos se clasifican en dos
categorías: los métodos directos y avanzados. Los procedimientos directos se definen
como aquellos que utilizan oxígeno como agente oxidante e incluyen la incineración, la
oxidación húmeda (Wet Air Oxidation = WAO), la oxidación húmeda catalítica (Catalytic
Wet Air Oxidation = CWAO) la supercrítica (Supercritical Wet Air Oxidation = SWAO) y la
oxidación anódica (AO) o electroquímica.
Tecnologías convencionales
El tratamiento de las aguas residuales es una práctica que, si bien se lleva realizando
desde la antigüedad, hoy por hoy resulta algo fundamental para mantener nuestra
calidad de vida. Son muchas las técnicas de tratamiento con larga tradición y,
evidentemente, se ha mejorado mucho en el conocimiento y diseño de las mismas a lo
largo de los años. Pero no por eso han dejado de ser técnicas imprescindibles a la hora
de tratar aguas industriales, y son las que, de una forma rápida, se pretenden exponer
en el presente capítulo.
A la hora de revisar los tratamientos unitarios más convencionales no resulta fácil
establecer una clasificación universal. Una de las formas más utilizadas es en función
de los contaminantes presentes en el agua residual, o también en función del
fundamento del tratamiento (químico, físico o biológico). Una forma de intentar aunar
ambas formas de clasificación puede ser considerar que los contaminantes en el agua
pueden estar como materia en suspensión, materia coloidal o materia disuelta. |
