Más allá del factor Yuck: las ciudades recurren al reciclaje de agua 'extremo'

Un humedal en la azotea del Salesforce Transit Center en San Francisco filtra las aguas residuales de los lavabos y las duchas para su reutilización. Jeremy Graham / Alamy Foto de stock

San Francisco está a la vanguardia de un movimiento para reciclar las aguas residuales de edificios comerciales, viviendas y vecindarios y utilizarlas para inodoros y jardinería. Este enfoque descentralizado, dicen los defensores, reducirá la demanda en una era de creciente escasez de agua.

por Jim Robbins · 6 de junio de 2023

En el centro de San Francisco, en un garaje cavernoso que alguna vez fue un concesionario de Honda, se está preparando un reluciente electrodoméstico blanco y azul del tamaño de un refrigerador comercial para transportarlo a un hotel en Los Ángeles.

Allí, esta unidad, llamada OneWater System, se instalará en el sótano, donde su colección de tuberías absorberá gran parte de las aguas grises del hotel, de lavabos, duchas y lavandería. El sistema limpiará el agua con filtración de membrana, luz ultravioleta y cloro, y luego la enviará de regreso al piso de arriba para que se use nuevamente para usos no potables.

Y otra vez. Y otra vez.

"No hay razón para usar agua solo una vez", dijo Peter Fiske, director ejecutivo de la Alianza Nacional para la Innovación del Agua, una división del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en Berkeley. Así como los sistemas naturales usan y reutilizan el agua repetidamente en un ciclo impulsado por el sol, dijo, "ahora tenemos tecnologías que nos permiten procesar y reutilizar el agua una y otra vez, a la escala de una ciudad, un campus e incluso un domicilio individual”.

Si bien la reutilización centralizada del agua para fines no potables ha existido durante décadas, ahora está surgiendo una tendencia llamada "descentralización extrema del agua y las aguas residuales", también conocida como "sistemas de agua distribuida" o reciclaje "en el sitio" o "en las instalaciones". como estrategia líder en el esfuerzo por hacer más sostenible el uso del agua.

El concepto es equipar nuevos edificios comerciales y residenciales, así como distritos, como vecindarios y universidades, con plantas de reciclaje in situ que harán que el agua para uso no potable sea más barata que comprar agua potable de una fuente centralizada. Al reducir la demanda de agua potable, que es costosa de filtrar, tratar y distribuir, las unidades ayudarán a administrar el agua de manera más eficiente. Es, creen muchos expertos, el futuro del agua. Con el tiempo, se espera que los edificios sean completamente autosuficientes, o "agua neutral", utilizando la misma agua una y otra vez, potable y no potable, en un circuito cerrado.

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No es solo una quimera. La prueba de concepto se está desarrollando en San Francisco, que en 2015 requirió que todos los edificios nuevos de más de 100,000 pies cuadrados tuvieran sistemas de reciclaje en el sitio. Hasta el momento, seis sistemas de aguas negras y 25 de aguas grises están utilizando la tecnología, y muchos otros están en desarrollo. (Las aguas negras provienen de inodoros, lavavajillas y fregaderos de cocina; las aguas grises provienen de lavadoras, duchas y bañeras). La sede de la Comisión de Servicios Públicos de San Francisco tiene un sistema de aguas negras, llamado Living Machine, que trata sus aguas residuales en humedales diseñados. construido en las aceras alrededor del edificio, luego lo usa para descargar inodoros y urinarios de bajo flujo. El proceso reduce el suministro de agua potable importada del edificio en un 40 por ciento.

Reciclar las aguas grises por sí solo puede ahorrar cantidades sustanciales de agua. Su uso para descargar inodoros y lavar ropa reduce la demanda de agua nueva en aproximadamente un 40 por ciento. El uso de agua reciclada para las duchas eliminaría otro 20 por ciento de la demanda de agua, aunque se está investigando la seguridad de esa práctica y aún no está permitida en San Francisco.

Ryan Pulley de Epic Cleantec sostiene un vaso de precipitados con aguas grises. Derecha: Un vaso de precipitados de aguas grises tratadas potables. madera ted

Para demostrar su tecnología, Epic Cleantec, una empresa de reciclaje de agua, incluso ha elaborado una cerveza llamada Epic OneWater Brew con aguas grises purificadas de un edificio de apartamentos de 40 pisos en San Francisco.

Con la sequía y la crisis del agua en el Colorado, el Río Grande y otros ríos occidentales, la "descentralización extrema" se está abriendo camino hacia otros lugares del oeste estadounidense, incluidos Colorado, Texas y el estado de Washington. Y hay proyectos descentralizados en curso en Japón, India y Australia. Hay serias presiones sobre los suministros de agua dulce en todo el mundo, y el cambio climático exacerba la escasez. Un estudio reciente encontró que más de la mitad de los lagos del mundo han perdido cantidades significativas de agua en los últimos 30 años. Para 2050, la ONU estima que 5 mil millones de personas podrían sufrir escasez de agua.

"Este es el futuro del agua para todos", dijo Newsha Ajami, directora de Política de Agua Urbana en el programa Water in the West de Stanford, sobre los sistemas de agua descentralizados y el reciclaje. "Es un proceso lento, pero al final del día, considerando toda la escasez, muchas comunidades lo adoptarán como una forma de tener desarrollo económico y tener seguridad hídrica".

Los sistemas de reciclaje de San Francisco no son neutrales con respecto al agua. El edificio más grande con un sistema en el sitio es Salesforce Tower, una torre de oficinas, hotel y residencial de 61 pisos que se inauguró en 2018 y es el edificio más alto de San Francisco. Construido por la empresa australiana Aquacell, el sistema limpia 30.000 galones de aguas residuales, lavabos, duchas y otras aguas residuales todos los días y los utiliza para irrigación y descarga de inodoros, ahorrando aproximadamente 7,8 millones de galones de agua al año. Eso es el equivalente al uso anual de 16,000 habitantes de San Francisco, dice la compañía. Todavía se necesita agua exterior para usos potables. (En Nueva York, el proyecto de reurbanización de la refinería de azúcar Domino, actualmente en construcción en el paseo marítimo de Brooklyn, reciclará 400,000 galones de aguas negras por día).

La Comisión de Servicios Públicos de San Francisco, el proveedor de agua, estima que hay un total de 48 sistemas de reutilización en funcionamiento y 29 proyectos más en planificación en la ciudad. Para 2040, dice la agencia, su programa de reutilización de agua en el sitio ahorrará 1,3 millones de galones de agua potable cada día.

La tecnología para que estos edificios capturen y traten toda su agua a estándares potables ya existe. Pero la seguridad de la reutilización directa de aguas residuales recicladas aún se está estudiando, y hasta ahora las regulaciones estadounidenses no lo permiten. Un sistema completamente circular, en el que el agua se reutiliza en el sitio para usos tanto potables como no potables, está al menos dentro de cinco a 10 años en este país, dicen los expertos.

Fuentes de agua alternativas disponibles en un edificio urbano típico. Instituto del Pacífico

Los sistemas centralizados de agua reciclada, por el contrario, se han utilizado durante décadas, aunque también han crecido rápidamente como una solución a la escasez de agua. El condado de Orange, California, por ejemplo, alberga la instalación de reciclaje de agua más grande del mundo. Limpia 130 millones de galones de aguas negras al día en un proceso llamado reutilización potable indirecta. Las aguas residuales altamente tratadas, que normalmente se habrían descargado en el océano, se someten a un proceso avanzado de purificación de tres pasos que incluye microfiltración, ósmosis inversa y desinfección con luz ultravioleta y peróxido de hidrógeno. La salida se inyecta en el agua subterránea cercana, para ser bombeada y tratada según los estándares de agua potable por las empresas de servicios públicos locales.

En la escasez de agua de Singapur, la enorme planta de recuperación de agua de Changi limpia y purifica 237 millones de galones de aguas residuales por día hasta alcanzar estándares potables.

Pero el nuevo paradigma de reutilización replantea fundamentalmente los sistemas de agua, localizándolos de la misma manera que los hogares y distritos con energía solar comunitaria y en la azotea han transformado los sistemas de energía lejos de las plantas de energía centralizadas.

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Los nuevos edificios y vecindarios, dijo Fiske, de la Alianza Nacional para la Innovación del Agua, quizás algún día ya no necesiten conectarse a líneas de alcantarillado y suministros de agua. La gente podrá construir sin tener en cuenta las conexiones a la infraestructura del agua, simplemente usando la misma agua una y otra vez en un circuito prácticamente cerrado. "El agua que cae sobre el techo en la mayoría de los lugares del mundo será suficiente para sostener una casa", predice Fiske, citando un estudio reciente que encontró que este enfoque podría ahorrar al menos el 75 por ciento de la demanda de agua.

El reciclaje local no solo ahorra agua, sino que también puede ahorrar el costo de bombear agua a largas distancias y los costos asociados con la excavación de calles para el reemplazo y la instalación de tuberías. "El agua es pesada", dijo Fiske, "y vivimos en un planeta con gravedad. Así que usa agua donde vives una y otra vez".

Si bien en algunas situaciones se espera que los sistemas descentralizados ahorren dinero al reducir la energía necesaria para bombear agua, en otras situaciones podrían requerir más electricidad para bombear agua a través de un edificio.

La mayor prevalencia del reciclaje de agua permitirá que el agua se limpie con diferentes estándares, o diferentes "sabores", según su uso previsto, un concepto llamado "adecuado para el propósito". El agua para descargar los inodoros, por ejemplo, no necesita limpiarse tan a fondo como el agua potable.

Los sistemas de reciclaje que se están construyendo en San Francisco se consideran un éxito, y representantes de ciudades con escasez de agua de todo el mundo han venido aquí para estudiar el enfoque.

Epic Cleantec ha diseñado un sistema que proporcionará 30,000 galones por día para el edificio de oficinas de Park Habitat, en construcción en San José. Su sistema de aguas negras se utilizará para regar un muro verde vivo en el exterior de 20 pisos de la torre. El sistema recolecta agua de lluvia, torres de enfriamiento, duchas, inodoros y lavabos, y luego la hace circular a través de un proceso de tratamiento de varios pasos en el sótano. Los sólidos se separan, esterilizan y convierten en una enmienda para el suelo.

Una representación del edificio de oficinas de Park Habitat, ahora en construcción en San José, que utilizará aguas residuales tratadas para regar una pared verde viva. Hayes Davidson / Cisjordania

"San Francisco ha escrito el libro de jugadas y eliminó los riesgos de todo el proceso" al suavizar las regulaciones necesarias para construir estos sistemas, dijo Aaron Tartakovsky, quien fundó Epic Cleantec con su padre, Igor, y es su director ejecutivo. "La tecnología para hacer esto existe desde hace mucho tiempo. Lo que ha impedido la adopción de la tecnología han sido los obstáculos regulatorios. Sin un marco establecido, no había forma de lograrlo. Lo que están haciendo las ciudades y los estados es idear un libro de jugadas claro sobre cómo estos sistemas pueden operarse de manera segura y eficiente".

Tartakovsky dijo que los sistemas que Epic Cleantec está construyendo cuestan entre unos cientos de miles y unos pocos millones de dólares. El retorno de la inversión tarda unos siete años, dice. Después de eso, hay ahorros continuos considerables en costos de agua y alcantarillado que varían de un edificio a otro.

Heather Cooley, directora de investigación del Pacific Institute en Oakland, una organización independiente que estudia la sustentabilidad del agua y autora de un informe sobre sistemas distribuidos y resiliencia del agua, cree que los sistemas locales son esenciales para el futuro del agua en California. "Estos sistemas in situ y distribuidos son una adición emocionante a la gama de herramientas para enfrentar los desafíos climáticos", dijo. "Ayudarán a desarrollar la resiliencia". Sin embargo, agregó, "no hay una bala de plata. No se van a aplicar en todos los edificios en todas partes".

Puede parecer contradictorio que la Comisión de Servicios Públicos de San Francisco exija nuevos edificios para reducir el consumo de agua de la ciudad: después de todo, la comisión está a cargo de vender ese recurso. Pero San Francisco tiene una política de densificación en el núcleo urbano. A medida que los edificios de tres y cuatro pisos se reemplazan por edificios de 10 y 12 pisos, el costo de construir nueva infraestructura de agua y encontrar nuevas fuentes de agua se dispara.

El reciclaje de locales también se está llevando a cabo en lo que se conoce como distritos. La Universidad de California, Davis, tiene un sistema de aguas negras que se utiliza para el riego, y están surgiendo nuevos vecindarios con sus propios sistemas de reciclaje de circuito cerrado. En San Diego, por ejemplo, los desarrolladores están construyendo un gran sistema de distrito para reciclar aguas negras en un centro comercial que se está convirtiendo en un campus de oficinas.

"La escala del vecindario es la escala correcta para la sustentabilidad" del agua reciclada, dijo Claire Maxfield, directora de la oficina de San Francisco de Atelier Ten, una firma de arquitectura con sede en Londres.

La planta de reciclaje de aguas residuales del condado de Orange, California, la más grande del mundo, somete las aguas residuales tratadas a un proceso de purificación de tres pasos. Mario Tama / Getty Images

Maxfield dirigió el equipo de sustentabilidad que ayudó a diseñar un sistema de distrito de uso mixto de 11 acres para Mission Rock, un vecindario que ahora está en construcción junto al estadio de béisbol de los Gigantes de San Francisco. Recogerá las aguas negras de un alcantarillado principal, las filtrará y luego las enviará a los 17 edificios del vecindario para que se utilicen para riego y descarga de inodoros. "Funciona muy bien y es realmente rentable" a escala de vecindario, dijo Maxfield. "Comparte el costo, es bueno para la resiliencia y la justicia ambiental. Es mejor que decirles a todos que resuelvan esto por su cuenta".

Un estudio reciente encontró que este enfoque de reciclaje de agua agrega aproximadamente un 6 por ciento al costo de una vivienda unifamiliar y un 12 por ciento al costo de una vivienda multifamiliar. Pero a medida que aumenta la cantidad de personas que utilizan estos sistemas, entran en juego las economías de escala, lo que hace que el agua reciclada sea mucho menos costosa que el agua de la ciudad.

El Hydraloop, creado en Holanda, es una tecnología doméstica en el mercado, una especie de máquina de "lavado de agua". Recicla hasta el 95 por ciento del agua de un hogar, desinfectando los flujos de duchas y lavadoras para regar el césped, descargar inodoros y llenar piscinas. El consumo total de agua se reduce entre un 25 y un 45 por ciento. Una empresa de Vancouver fabrica un producto llamado RainStick, que recicla el agua de la ducha una y otra vez mientras te duchas.

¿Cuáles son las barreras para cambios residenciales a mayor escala? El factor asco, dicen los expertos. “Cuando hablamos de reutilización hay mucho miedo” entre constructores y arquitectos, dijo Maxfield, aunque cree que se pueden superar.

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Por eso, dijo, la descentralización de los sistemas de agua y desechos parece estar destinada a desempeñar un papel importante en un mundo con escasez de agua. "Nadie hablaba del carbono hace 20 años" en el diseño de edificios, dijo Maxfield. "Y ahora todos lo hacen. El agua va a tener ese momento".

jim robbins es una periodista veterana radicada en Helena, Montana. Colaborador habitual de Yale Environment 360, ha escrito para el New York Times, Conde Nast Traveler y muchas otras publicaciones. Su último libro es The Wonder of Birds: What They Tell Us About the World, Ourselves and a Better Future. Más sobre Jim Robbins →

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