Análisis de comentarios de Sean Mowbray
- La escala del problema de los desechos humanos en el mundo es enorme y afecta la salud humana, los ecosistemas costeros y terrestres e incluso el cambio climático. Resolver el problema requiere trabajar con las comunidades para desarrollar soluciones que se adapten a ellas, brindando acceso a un saneamiento adecuado y adaptando los sistemas de alcantarillado obsoletos a un mundo que cambia rápidamente.
- Las soluciones descentralizadas y basadas en la naturaleza se consideran clave para limpiar los problemas de aguas residuales urbanas y reducir la presión sobre los sistemas de alcantarillado centralizados o proporcionar alternativas asequibles y efectivas.
- Ver las aguas residuales y residuales, que contienen nutrientes valiosos y agua dulce, como un recurso en lugar de contaminantes, es vital para lograr una “economía circular” sostenible. La tecnología por sí sola solo puede llevarnos hasta cierto punto, dicen los expertos. Para que la sociedad adopte por completo el conjunto de soluciones requeridas, se necesitará un cambio radical de mentalidad.
De hecho, la contaminación de las aguas residuales y las aguas residuales es tan mala que está contribuyendo a la desestabilización de los sistemas operativos seguros de la Tierra, impactando negativamente en al menos cinco límites planetarios, contaminando el agua dulce, los océanos y la tierra con sobrecargas de nutrientes y otros contaminantes; dañar la biodiversidad; e incluso contribuyendo al cambio climático.
Pero si bien la contaminación de las aguas residuales es una peligrosa hidra de múltiples cabezas, hay una gran cantidad de tecnologías e innovaciones que se están probando e implementando para enfrentar la crisis. La buena noticia: cada solución local que funcione, y luego se pueda ampliar a nivel mundial, ofrece la oportunidad de comenzar a retroceder no solo de una brecha planetaria, sino de varias.
La escala del problema de los desechos humanos en el mundo es enorme y afecta la salud humana, los ecosistemas costeros y terrestres e incluso el cambio climático.
Actualmente se están realizando esfuerzos en todo el mundo no solo para tratar las aguas residuales y ofrecer un saneamiento adecuado, sino también para recuperar y reutilizar los valiosos nutrientes y el agua dulce que desechamos a diario como desechos.
Apoyando a las comunidades, protegiendo los ecosistemas
Aproximadamente seis de cada 10 personas en todo el planeta carecen de acceso a un saneamiento adecuado, según USAID. En los países en desarrollo, donde se carece de sistemas básicos de saneamiento e instalaciones de tratamiento de desechos, el acceso a un saneamiento seguro es un primer paso vital. Sin tales servicios, las comunidades pueden estar expuestas a bacterias y enfermedades dañinas, mientras que los ecosistemas, como los arrecifes de coral y las praderas de pastos marinos, pueden verse sobrecargados con nutrientes de nitrógeno y fósforo, o amenazados por los productos químicos tóxicos que se encuentran en las aguas residuales.
Muchas organizaciones gubernamentales, incluidas las Naciones Unidas y USAID, junto con países socios, están trabajando activamente para resolver problemas de saneamiento básico. Coral Reef Alliance (CORAL) es solo un ejemplo de una ONG que cataliza ese esfuerzo. Apoya a las comunidades, ayudándolas a encontrar soluciones de saneamiento que protejan los arrecifes. La directora de conservación de CORAL, Helen Fox, señala dos de estos proyectos.
En Roatán, West End, Honduras, la ONG involucró a las partes interesadas y comunidades locales para poner en funcionamiento una instalación de tratamiento de aguas residuales moribunda. Desde la reactivación del sitio, la contaminación se ha reducido y las playas locales han sido declaradas un área de bandera azul, segura para el uso turístico, lo que brinda beneficios evidentes para la salud pública, los negocios y la economía. También se produjo una disminución de las enfermedades en los arrecifes de coral. Aunque no toda esta mejora es atribuible a la disminución de la contaminación por desechos, ciertamente es un factor, dice CORAL.
De manera similar, en Puakō, en la Isla Grande de Hawái, las aguas residuales sin tratar se filtran actualmente desde los pozos negros comunitarios, los sistemas de tratamiento aeróbico y los sistemas sépticos hacia las aguas subterráneas y fluyen directamente al océano en tan solo cinco horas después de su liberación, dañando los arrecifes de coral y poniendo salud humana en riesgo. Después de varios años de monitoreo y discusión entre CORAL, los locales y el gobierno, en 2021 se aprobaron $1.8 millones en fondos para el diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales que podría resolver el problema.
“Creo que es importante que las soluciones se adapten al problema”, dice Fox. Hacerlo “puede ser un proceso largo. Pero al mismo tiempo, hay ejemplos de ecosistemas que se recuperan relativamente rápido una vez que se elimina la amenaza de contaminación”.
Infraestructura envejecida, riesgos climáticos
Un concepto erróneo popular es que el tratamiento inadecuado de los desechos es principalmente un problema del mundo en desarrollo. Pero los sistemas de tratamiento de aguas residuales obsoletos y envejecidos que dan servicio a muchos países desarrollados, incluidos los EE. UU., el Reino Unido y las naciones de la UE, enfrentan problemas de desechos igualmente serios.
El problema más abrumador surgió debido a una falla en el diseño del sistema de tratamiento de finales del siglo XIX y principios del XX conocida como desbordamiento de aguas residuales combinadas (CSO). Estos sistemas de toda la ciudad envían los desechos y las aguas pluviales a través de las mismas tuberías, lo que funciona bien hasta que llueve con fuerza (algo cada vez más común debido al cambio climático). Luego, la avalancha de agua sucia debe pasar por alto las plantas de tratamiento de aguas residuales abrumadas, enviando miles de litros de aguas residuales sin tratar o parcialmente tratadas a ríos, lagos y océanos.
Más de 102 millones de metros cúbicos (27 mil millones de galones) de aguas residuales sin tratar y aguas pluviales contaminadas se descargan de 460 CSO en el puerto de Nueva York cada año, según Riverkeeper, una ONG que protege la cuenca del río Hudson. Agregue a eso 860 municipios de EE. UU., incluidos centros urbanos como Chicago y St. Louis, donde las OSC son una preocupación prioritaria por la contaminación del agua. El problema también cobra gran importancia en la Unión Europea y Gran Bretaña, donde las OSC se cuentan por decenas de miles.
Los CSO son un dolor de cabeza heredado de las aguas residuales que puede costar muchos miles de millones de dólares por municipio para solucionarlo, una carga financiera que la mayoría de las metrópolis con problemas de liquidez no pueden pagar. Una solución costosa: construir túneles profundos, que amplían la capacidad de almacenamiento del alcantarillado y, en teoría, dan tiempo para que el agua sea tratada y eliminada adecuadamente durante las tormentas. Uno de estos sistemas, implementado con éxito en Milwaukee, tiene una capacidad de almacenamiento de 2 millones de metros cúbicos (520 millones de galones). Pero tuvo un alto costo: más de $ 5 mil millones.
El problema más abrumador surgió debido a una falla en el diseño del sistema de tratamiento de finales del siglo XIX y principios del XX conocida como desbordamiento de aguas residuales combinadas (CSO).
No se puede confiar en tales inversiones a gran escala para eliminar por completo las salidas de aguas residuales, y pueden verse abrumadas por el clima extremo cada vez más frecuente. En Indiana, el sistema de túneles DigIndy de $ 2 mil millones, actualmente en construcción y que se espera que esté terminado en 2025, tiene como objetivo reducir las emisiones de CSO hasta en un 97%. El proyecto, sin embargo, fue diseñado utilizando cifras de lluvia de la década de 1990. Se teme que la capacidad del nuevo túnel sea superada por el aumento de las precipitaciones en el estado en las próximas décadas. Las proyecciones climáticas en todo el mundo advierten de muchos más eventos de precipitación extrema, con totales de varias pulgadas que caen en solo unas horas.
Claramente se necesitan otras soluciones. Algunas opciones más costosas incluyen un mejor control del flujo de aguas residuales, la separación de los sistemas de tuberías pluviales y de aguas residuales y la ampliación de las instalaciones de tratamiento. También se están desarrollando tecnologías de tratamiento rápido de agua.
Los expertos están de acuerdo: no existe una única solución para las OSC, sino una serie de acciones que se deben tomar. “Es una combinación de infraestructura verde y gris”, dice Barry Liner, director técnico de la Water Environment Federation.
Repensando los espacios urbanos: pensando en pequeño
Se espera que la población humana alcance los 9.700 millones para 2050, y la cantidad de personas que viven en las ciudades también crecerá, lo que ejercerá una presión cada vez mayor sobre los sistemas de saneamiento. Eso, combinado con los efectos del cambio climático, hace que el tratamiento de aguas residuales sea un problema cada vez mayor que amenaza con abrumar a los sistemas existentes.
Es por eso que existe una necesidad urgente de repensar cómo se diseñan las ciudades, dice Aaron Tartakovsky, cofundador y director ejecutivo de Epic Cleantec. Él llama a la gestión sostenible del agua y las aguas residuales un “desafío global definitorio del siglo XXI”.
Como parte de esta nueva visión urbana, la empresa de Tartakovsky ha creado un sistema que capta y trata el agua no en una planta de tratamiento de residuos centralizada, sino en los edificios donde se originan los residuos. Una vez purificada allí, no es necesario desechar esa agua; es lo suficientemente limpio como para ser reciclado para necesidades no potables. Además, el proceso produce valiosos fertilizantes naturales y energía térmica, los cuales se pueden usar localmente.
“Así como la generación de energía solar y distribuida en los techos ayudó a descentralizar la red eléctrica, creemos que la reutilización del agua en el sitio puede hacer que la infraestructura del agua sea más resistente”, afirma Tartakovsky. “Simplemente estamos 10-15 años por detrás de la gente de energía”.
Los sistemas descentralizados son necesarios para resolver el problema de la contaminación de las aguas residuales a nivel mundial, coincide Riccardo Zennaro, experto en aguas residuales del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA).
“El problema con los sistemas convencionales, es decir, el tratamiento de aguas residuales, es que suelen ser muy costosos”, al mismo tiempo que están excesivamente centralizados y son incapaces de lidiar con los cambiantes patrones de crecimiento urbano. “En algunas áreas, estos [sistemas centralizados] no son efectivos y no se pueden construir debido a las circunstancias y la falta de financiamiento”, explica. “Es por eso que ir en pequeño es la forma más efectiva”.
Aprovechar las soluciones basadas en la naturaleza (NbS) para reimaginar las áreas urbanas se considera una opción mucho más accesible y asequible, especialmente para abordar el problema apremiante de las OSC. Estas técnicas están definidas por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza como “acciones para proteger, gestionar de manera sostenible y restaurar ecosistemas naturales o modificados que aborden los desafíos sociales de manera efectiva y adaptativa, brindando simultáneamente beneficios para el bienestar humano y la biodiversidad”.
One NbS, la infraestructura verde, revolucionaría la planificación y el diseño urbano a través de humedales construidos, espacios verdes en los vecindarios, jardines de lluvia, jardines en los techos, biozanjas, con la adición de barriles de lluvia y cisternas, así como pavimentos permeables para absorber, almacenar y reutilizar los flujos de aguas pluviales .
Los humedales construidos, por ejemplo, suelen ser “asequibles, operables y confiables”, dice Zennaro del PNUMA, y pueden operarse a pequeña o gran escala, según las necesidades, y pueden adaptarse a entornos urbanos o rurales.
Estas soluciones descentralizadas basadas en la naturaleza pueden reducir en gran medida la contaminación de las aguas residuales, eliminando de manera efectiva los contaminantes, incluidos el nitrógeno y el fósforo, los patógenos y los pesticidas, y pueden complementar la infraestructura de tratamiento existente. Otros beneficios, dice Katharine Cross, asesora principal de Water Cities, incluyen la mitigación de inundaciones, la creación de hábitats y recreación al aire libre, la regulación de la temperatura y, en algunos casos, el secuestro de carbono.
Un ejemplo es el Parque del Centenario de Chulalongkorn en Bangkok. Este espacio abierto acuático, construido en 2017, puede recolectar, tratar y almacenar hasta 3780 metros cúbicos (1 millón de galones) de agua, aliviando las instalaciones públicas de alcantarillado sobrecargadas durante las fuertes lluvias, según la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático. El parque, que consta de humedales para filtrar y purificar el agua, un estanque de retención y tanques de almacenamiento subterráneos, apoya el tratamiento, reduce el riesgo de inundación y proporciona un espacio verde para los habitantes de la ciudad.
Cross formó parte de un equipo que publicó una revisión el año pasado examinando los sitios NbS en todo el mundo. “Lo que queríamos hacer era armar algo que fuera bastante práctico, que permitiera a los diferentes usuarios, especialmente a las empresas de servicios públicos de aguas residuales y a los municipios que a menudo operan plantas de aguas residuales o esquemas de aguas residuales, comprender cuáles son las opciones para usar soluciones basadas en la naturaleza”, dijo. dijo.
Para ayudar a los planificadores, el Instituto Catalán de Investigación del Agua y el proyecto MULTISOURCE, financiado con fondos europeos, están desarrollando una herramienta en línea; permitirá a los profesionales identificar qué NbS podría funcionar mejor en sus localidades, ampliando así las NbS locales en muchas naciones.
Pero incluso las soluciones NbS tienen sus limitaciones para la gestión de aguas residuales. Según el sitio y la solución utilizada, la NbS solo puede tener un éxito limitado en la eliminación de contaminantes como metales pesados o genes resistentes a los antibióticos. Otro hecho que a menudo se olvida: estas instalaciones, si bien son tecnologías basadas en la naturaleza, aún requieren financiamiento regular para su mantenimiento y conservación, agrega Cross. Se debe incorporar una planificación cuidadosa en cada diseño; eso incluye la consideración de los límites de NbS, qué desechos pueden y no pueden tratarse y cómo las diversas soluciones se ajustan a los requisitos normativos específicos de la nación, explica.
Un informe del UNEP sobre la implementación de NbS en la región del Caribe, donde se estima que el 85 % de las aguas residuales fluyen al océano sin tratar, describe las amplias protecciones ambientales y comunitarias potenciales que ofrecen las soluciones de NbS. Pero ese documento también destaca la escala del desafío: “Será necesario aumentar la educación y la conciencia, mejorar la planificación y el diseño, invertir más recursos en análisis y monitoreo científicos, mejorar las funciones legales y regulatorias y desarrollar fondos dedicados para la salud del agua para NbS proyectos para triunfar.”
Transformando nuestra visión: De residuos a recursos
Los expertos dicen que solo hay una forma de lidiar verdaderamente de manera sostenible con un problema de contaminación: capturar, transformar y reutilizar todos los desechos, convirtiéndolos en un recurso valioso. Esta visión vital del siglo XXI se resume en el término “economía circular”.
El nitrógeno y el fósforo, por ejemplo, son recursos clave contenidos en los desechos humanos. La cantidad de excrementos humanos producidos anualmente, que ahora a menudo contaminan los ecosistemas acuáticos, “tiene el potencial de reemplazar el 25% del nitrógeno que actualmente se usa para fertilizar las tierras agrícolas en forma de fertilizantes sintéticos, y el 15% del fósforo, junto con suficiente agua para regar el 15% de todas las tierras agrícolas actualmente irrigadas en el mundo”, dice un informe del PNUMA.
Actualmente existen soluciones que eliminan el nitrógeno y el fósforo de las aguas residuales, pero pueden requerir muchos recursos, demandar energía y, en algunos casos, no ser adecuadas para plantas de tratamiento más pequeñas. Las actualizaciones de la planta de tratamiento podrían lograr reducciones importantes, aunque se necesita más.
Una startup en el estado de Iowa, EE. UU., ha desarrollado un sistema de biopelícula de algas giratorias no solo para eliminar nitrógeno y fósforo, sino también para permitir la reutilización de aguas residuales. Las cintas transportadoras laterales, añadidas a las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes, se sumergen en las aguas residuales. Las algas que viven en esos cinturones se alimentan de los nutrientes del agua. Una vez expuestas al C02 ya la luz solar, las algas crecen. “Entonces podemos cosechar las algas, procesarlas y venderlas como fertilizante”, dice Max Gangestad, director de operaciones de Gross-Wen Technologies (GWT), la empresa que promueve esta innovación.
“Así que ahora podemos mantener ese nitrógeno [y] fósforo en nuestro ecosistema”, continúa Gangestad. Si bien el sistema no puede eliminar todo el nitrógeno y el fósforo, agrega, puede reducirlo a niveles bajos. GWT espera utilizar esta tecnología de bajo impacto para convertir las algas cultivadas por el sistema en otros productos como bioplásticos o biocombustibles.
Solo hay una manera de lidiar con este problema de contaminación; Capture, transforme y reutilice todos los desechos, convirtiéndolos en un recurso valioso.
El agua tratada y limpiada adecuadamente se puede reutilizar para muchos propósitos, incluso como agua potable, que ya es una realidad para millones de personas en todo el mundo. En Singapur, se estima que el 40 % de las necesidades de agua potable y no potable de los 5,7 millones de habitantes del país proviene de fuentes recicladas. Apodado “NEWater”, esa proporción aumentará al 55 % para 2060. Instalaciones de tratamiento avanzadas similares operan en los EE. UU., proporcionando agua potable recuperada a muchos miles de hogares, con más en camino. El Distrito de Agua del Condado de Orange de California, por ejemplo, está implementando un sistema de reabastecimiento de agua subterránea para proporcionar agua potable a bajo costo a 1 millón de personas para 2023.
También se vislumbra la recuperación de recursos a nivel del hogar para aquellos con acceso limitado o nulo al saneamiento. La Fundación Bill y Melinda Gates ha gastado millones de dólares en su desafío de “reinventar el inodoro” para volver a imaginar un sistema que pueda limpiar los desechos de los peligros humanos y ambientales, al mismo tiempo que transforma los excrementos humanos en electricidad, agua potable y fertilizantes.
Hablando de residuos
Si bien las soluciones a los problemas de contaminación de aguas residuales y aguas residuales son muchas, varios de los expertos entrevistados por Mongabay coincidieron en dos puntos: la tecnología solo puede llevarnos hasta cierto punto, y cambiar la percepción pública es crucial.
Aparte del humor escatológico, las personas suelen evitar hablar de los desechos corporales y, en especial, de lo que les sucede una vez que se sonrojan. Superar este tabú con una discusión abierta es vital para impulsar el cambio social necesario para resolver el problema de los desechos humanos, dice Stephanie Wear, científica principal y asesora de estrategia de The Nature Conservancy y cofundadora de Ocean Sewage Alliance.
“Lo que aprendí del trabajo que hacemos es cuánto nos olvidamos de pensar en el comportamiento humano en todo esto”, dice Wear. “El comportamiento es una parte tan importante de la solución como la tecnología. Tienes que hacer que la gente lo use. Tienes que hacer que la gente lo quiera”.
La gente suele tener la mente más abierta de lo esperado, dice Tartakovsky. “Hemos visto que el público en realidad está mucho más abierto a la reutilización del agua de lo que históricamente ha creído la industria”. Para él, presentar bien la ciencia es crucial.
A pesar del alcance del desafío, Wear y otros son optimistas y creen que las cosas se están moviendo en la dirección correcta. El conocimiento está aumentando y se están desarrollando innovaciones. La clave para el progreso futuro son las conversaciones y colaboraciones mejoradas entre los sectores público y privado y otras partes interesadas, que deben reconocer tanto los impactos en la salud humana como en el medio ambiente y avanzar de manera cooperativa hacia soluciones asequibles que puedan funcionar a escala, dice.
“Nunca se resolverá a menos que comencemos a hablar de cosas que nos hacen un poco aprensivos. Tal vez sea un poco vergonzoso”, concluye Wear. “Pero si no hablamos de eso, no podemos resolver este problema”.
Citas:
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