249

5 REÚSO DE AGUA RESIDUAL EN MÉXICO M.C. Violeta Eréndira Escalante Estrada

Objetivo particular:

• Al término del tema, el participante comprenderá los diferentes

tipos de reúso de aguas residuales, las características de la calidad del agua requerida y algunas experiencias en el reúso de agua residual tratada.

Introducción Conforme al crecimiento de la población, la demanda de agua se incrementa y la disponibilidad del vital líquido decrece. Existen alternativas para dar solución a éste problema como ejemplo: Incrementar y mejorar los programas para su uso eficiente, generar nuevos y mejores proyectos de monitoreo, recuperación y control. Fortalecer la participación entre la sociedad, políticos, administradores del agua, técnicos y científicos; desarrollar, abaratar y transferir nuevas tecnologías para el suministro y tratamiento; además de hacer más eficientes las tecnologías existentes, e indiscutiblemente propiciar y dar prioridad a los proyectos de reúso del agua, lo que contribuiría considerablemente a reducir su demanda, contaminación y sobreexplotación, generando una reducción de los costos que éstos aspectos requieren, además de obtener un ambiente más limpio. Este panorama, opera a escala mundial. En los países industrializados se han manifestado de una manera más temprana los problemas de escasez del agua, de su contaminación y de los impactos ambientales generados por su uso inadecuado, razones por las cuales se han generado y desarrollado programas para su conservación, control y uso más eficiente. En México, principalmente en las grandes ciudades y en las zonas con mayores requerimientos de agua ya se ha presentado la misma situación. Sin embargo, en todo el país tarde o temprano deberán de incrementarse y de tomar más peso los programas de uso eficiente y racional del recurso hídrico, los de su conservación, y los del reúso. Es importante señalar que existe una muy estrecha relación entre captación, conducción y tratamiento de las aguas. No obstante, hay diferencias entre éstos procesos, ya que cada uno tiene sus propios objetivos. Por ejemplo el tratamiento requiere de los pasos anteriores para lograr sus objetivos, y éstos a su vez persiguen diferentes propósitos: protección de la vida acuática, reducción de la eutroficación en cuerpos de agua por la remoción de nutrientes y de sólidos, prevención de la contaminación de aguas subterráneas, protección de la salud pública, y reúso del agua residual tratada.

250

5.1 Tipos de reúso y calidad del agua requerida (Escalante et al, 2002, GMoeller et al , 1997)

A continuación se presentan ocho tipos de reúso: a) Reúso urbano b) Reúso agrícola c) Reúso industrial, agua para enfriamiento d) Reúso industrial, agua para calderas e) Reúso en servicios públicos f) Reúso para actividades acuícolas g) Reúso para actividades recreativas h) Reúso para recarga de acuiferos a) Reúso Urbano El reúso urbano se considera para varios propósitos dentro de un área urbana, incluyendo:

• Irrigación de parques públicos y centros recreativos, campos deportivos, jardines de escuelas y campos de juego, camellones y las áreas verdes alrededor de edificios públicos

• Irrigación de las áreas verdes de residencias individuales o multifamiliares, lavado en general y otras actividades de mantenimiento

• Irrigación de áreas verdes alrededor de centros comerciales, oficinas y desarrollos industriales

• Irrigación de campos de golf • Usos comerciales semejantes a lavado de vehículos, ventanas, agua de mezcla para

pesticidas, herbicidas y fertilizantes líquidos • Usos de áreas verdes ornamentales y para decoración, semejante a fuentes, albercas

y cascadas • Control de polvo y producción de concreto en proyectos de construcción • Protección para incendios • Baños en edificios comerciales e industriales

El reúso urbano puede incluir servicios a sistemas grandes de usuarios (parques y patios de recreo, industrias o complejos industriales, llenado de lagos artificiales, recarga de acuíferos) y una combinación de residencial, industrial y propietarios comerciales a través de los sistemas de distribución dual. En estos sistemas, el agua residual tratada es repartida a los clientes por una red paralela de distribución principal separada del sistema de distribución de agua potable. Los requerimientos en cuanto a la calidad del agua para este tipo de reúso se presentan en las tablas 5.1, 5.2 y 5.3.

251

Tabla 5.1 Calidad del agua requerida para reúso urbano (No Restringido)

Parámetro Guías EPA

Arizona California Nuevo México

NOM-003 SEMARNAT-1997

pH 6 - 9 4.5 - 9.0 -------- -------- -------- DBO5 (mg/L) < 10 -------- -------- -------- -------- Turbiedad (NTU) < 2 5 2 -------- -------- Coliformes Fecales (organismos/100ml)

No detectable

25 (mediana) 75 (m. simple)

2.2 (mediana) 23 (m. simple)

100 240

Cloro Residual (mg/L) 1 -------- -------- -------- -------- Huevos de Helminto (organismos/L)

-------- -------- -------- -------- <1

Fuente: EPA, 1992. NOM-003-SEMARNAT-1997 Tabla 5.2 Calidad del agua requerida para reúso urbano. (restringido)

Parámetro Guías EPA

Estado de Arizona

California Nuevo México

NOM-003 SEMARNAT-1997

pH 6 - 9 4.5 - 9 -------- -------- -------- DBO5 (mg/L) < 30 -------- -------- -------- -------- SS (mg/L)

< 30 ------- ------- ------- -------

Coliformes Fecales (organismos/100ml)

< 200 200 (mediana) 1,000 (m. simple)

------- 1,000 <1,000

Cloro Residual (mg/L)

1

------- ------- -------

Coliformes Totales (org/100 ml)

------- ------- 23 (mediana) 240 (m. simple)

-------

Huevos de Helminto (organismos/L)

------- ------- ------- ------- <5

(Acceso restringido al área de irrigación (campo de pasto, sitios de silvicultura y otras áreas donde el acceso al público está prohibido, restringido o infrecuente)).Fuente: EPA, 1992. Norma NOM-003-SEMARNAT-1997

252

Tabla 5.3 Calidad del agua requerida para reúso urbano Restringido No Restringido

Parametro * EPA NOM-001 SEMARNAT-1996

NOM-003 SEMARNAT-1996

EPA NOM-001 SEMARNAT-1996

NOM-003 SEMARNAT

1997 1992 B C 1992 B C

PH 6 - 9 5 – 10 5 - 10 ----- 6 - 9 5 - 10 5 - 10 -----

DBO5 < 30 75 30 ----- < 10 75 30 20

Turbiedad (NTU) ----- ----- ----- ----- < 2 ----- ----- -----

Sól. Sed. ----- 1 1 ----- ----- 1 1 -----

Coliformes Fecales (organismos/100ml)

< 200 < 1,000 < 1,000 1,000 No Detectable

< 1,000 < 1,000 240

Huevos de Helminto ----- 5 5 5 ----- 1 1 1

Cloro Residual 1 ----- ----- ----- 1 ----- ----- -----

Grasas y Aceites ----- 15 15 ----- ----- 15 15 -----

Temperatura (0C) ----- 40 40 40 40 -----

Materia Flotante ----- Ausente Ausente Ausente ----- Ausente Ausente Ausente

Sólidos Susp. Tot. < 30 75 40 ----- ----- 75 40 20

Nitrógeno Total ----- 40 15 ----- ----- 40 15 -----

Fósforo Total ----- 20 5 ----- ----- 20 5 -----

Arsénico 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Cadmio 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.1 0.1 0.1

Cianuro ----- 1.0 1.0 1.0 ----- 1.0 1.0 1.0

Cobre 0.2 4.0 4.0 4.0 0.2 4.0 4.0 4.0

Cromo 0.1 0.5 0.5 0.5 0.1 0.5 0.5 0.5

Mercurio ----- 0.005 0.005 0.005 ----- 0.005 0.005 0.005

Niquel 0.2 2 2 2 0.2 2 2 2

Plomo 5.0 0.2 0.2 0.2 5.0 0.2 0.2 0.2

Zinc 2.0 10 10 10 2.0 10 10 10

Sól. Disueltos Totales 500 - 2,000 ----- ----- ----- 500 - 2,000 ----- ----- -----

Aluminio 5.0 ----- ----- ----- 5.0 ----- ----- -----

Berilio 0.1 ----- ----- ----- 0.1 ----- ----- -----

Boro 0.75 ----- ----- ----- 0.75 ----- ----- -----

Cobalto 0.05 ----- ----- ----- 0.05 ----- ----- -----

Fluoruro 1.0 ----- ----- ----- 1.0 ----- ----- -----

Hierro 5.0 ----- ----- ----- 5.0 ----- ----- -----

Litio 2.5 ----- ----- ----- 2.5 ----- ----- -----

Manganeso 0.2 ----- ----- ----- 0.2 ----- ----- -----

Molibdenio 0.01 ----- ----- ----- 0.01 ----- ----- -----

Selenio 0.02 ----- ----- ----- 0.02 ----- ----- -----

Vanadio 0.1 ----- ----- ----- 0.1 ----- ----- -----

* Todos los parámetros en mg/L, con excepción de pH y los indicados Fuente : EPA, 1992 y NOM-001-SEMARNAT -1996. (B y C son tipos de cuerpo receptor); Norma NOM-003-SEMARNAT-1997.

253

b) Reúso Agrícola

El uso del agua en la agricultura representa una fracción importante del total de la demanda de agua. Los parámetros del agua residual tratada que preocupan si esta sustituye al agua de primer uso son: salinidad, sodio, elementos traza, excesivo cloro residual y nutrientes, la sensibilidad es generalmente una función de la tolerancia de las plantas a éstos constituyentes encontrados en la zona de la raíz o depositados en el follaje (las tablas 5.4, 5.5, 5.6, 5.7 y 5.8 muestran la calidad del agua para este reúso.

Tabla 5.4. Calidad del agua requerida para reúso en agricultura (cultivos de alimentos no procesados comercialmente)

Parámetro Guías EPA Arizona California Nuevo México pH 6 - 9 4.5 - 9 ------- ------- DBO5 (mg/L) 10 ------- ------- ------- Turbiedad (NTU) 2 1 2 ------- Coliformes Fecales(org/100 ml)

No detectable

2.2 (mediana) 25 (m. simple)

------- -------

Cloro Residual (mg/L) 1 ------- ------- ------- Coliformes Totales (org/100 ml)

------- ------- 2.2 (mediana) 23 (m. simple)

-------

Fuente: EPA, 1992.

Tabla 5.5 Calidad del agua requerida para reúso en agricultura (cultivos de alimentos comercialmente procesados, irrigación superficial de huertos y viñedos)

Parámetro Guías EPA Arizona California Nuevo México pH 6 - 9 4.5 - 9 ------- -------

DBO5 (mg/L) < 30 ------- ------- -------

SS (mg/L) < 30 ------- ------- -------

Coliformes Fecales (org/100 ml)

< 200 1000 (mediana) 2500 (m. simple)

------- 1,000

Cloro Residual (mg/L) 1 ------- ------- -------

Coliformes Totales (org/100 ml)

------- ------- 2.2 (mediana) -------

Fuente: EPA, 1992.

254

Tabla 5.6 Calidad del agua requerida para reúso en agricultura (para cultivos no alimenticios, pastura para animales lecheros, pienso, fibra y cultivos de semilla)

Parámetro Guías EPA Arizona California Nuevo México Ph 6 - 9 4.5 - 9 ------- -------

DBO5 (mg/L) < 30 ------- ------- -------

SS (mg/L) < 30 ------- ------- -------

Coliformes Fecales (org/100 ml)

< 200 100 (mediana) 4000 (m. simple)

------- < 1,000

Cloro Residual (mg/L) 1 ------- ------- -------

Coliformes Totales (org/100 ml)

------- ------- ------- -------

Fuente: EPA, 1992. Tabla 5.7 Límites recomendados de elementos traza y sólidos disueltos para irrigación con agua tratada

Parámetro Uso a largo plazo (mg/L)

Uso a corto plazo (mg/L)

Aluminio 5.0 20.0 Arsénico 0.10 2.0 Berilio 0.10 0.5 Boro 0.75 2.0 Cadmio 0.01 0.05 Cloro 0.1 1.0 Cobalto 0.05 5.0 Cobre 0.2 5.0 Flúor 1.0 15.0 Hierro 5.0 20.0 Plomo 5.0 10.0 Litio 2.5 2.5 Manganeso 0.2 10.0 Molibdeno 0.01 0.05 Níquel 0.2 2.0 Selenio 0.02 0.02 Vanadio 0.1 1.0 Zinc 2.0 10.0 OTROS PARÁMETROS

PARÁMETRO LIMITE RECOMENDADO Sólidos Disueltos Totales (mg/L) 500 - 2,000 (mg/L)

*Fuente: EPA 1992.

255

Tabla 5.8 Calidad del agua requerida para reúso agrícola AGRÍCOLA

PARÁMETRO NO RESTRINGIDO RESTRINGIDO EPA 1992 NOM-001

SEMARNAT 1996

DGCOH 1987

EPA 1992 NOM-001 SEMARNAT-

1996

DGCOH 1987

pH 6 - 9 5 - 10 7 - 8 6 - 9 5 - 10 7 - 8 DBO5 (mg/L) < 10 ----- 20 < 30 ----- 50 Turbiedad (NTU) < 2 ----- 10 ----- ----- 20 Sólidos Suspendidos (mg/L)

----- ----- 100 < 30 ----- 100

Coliformes Fecales (org/100 ml)

No Detectable

< 1,000 1,000 < 200 < 1,000 10,000

Cuenta Estándar (Col/mL)

----- ----- 200 ----- ----- 200

Huevos de Helminto ----- 1 1 ----- 5 1 Cloro Residual (mg/L) 1 ----- 0.2 1 ----- 0.2 Grasas y Aceites (mg/L) ----- 15 V.L.* ----- 15 V.L.* Materia Flotante ----- Ausente ----- ----- Ausente ----- Sólidos Disueltos Totales (mg/L)

500 -2,000 ----- 2,000 500 - 2,000

----- 2,000

PARÁMETRO RESTRINGIDOS Y NO RESTRINGIDOS EPA (1992)

(mg/L) NOM-001 SEMARNAT-1996 (mg/L) DGCOH

1987 Aluminio 5.0 ------ 5.0 Arsénico 0.10 0.2 0.10 Berilio 0.10 ------ ----- Boro 0.75 ------ 1.0 Cadmio 0.01 0.05 0.01 Cloro 0.1 ------ ----- Cianuro ------ 2.0 0.1 Cobalto 0.05 ------ ----- Cobre 0.2 4.0 0.2 Cromo ------ 0.5 0.1 Fluoruro 1.0 ------ 1.0 Hierro 5.0 ------ 5.0 Plomo 5.0 5.0 5.0 Litio 2.5 ------ ----- Manganeso 0.2 ------ 0.2 Mercurio ------ 0.005 0.002 Molibdeno 0.01 ------ ----- Níquel 0.2 2.0 0.2 Selenio 0.02 ------ 0.02 Vanadio 0.1 ------ ----- Zinc 2.0 10.0 2.0

Fuente: EPA, 1992; NOM-001- SEMARNAT- 1996 Nota: * V.L. virtualmente libre.

256

c) Reúso industrial, agua para enfriamiento El reúso industrial representa un mercado potencial significativo para el agua residual tratada en muchas ciudades en desarrollo. El agua tratada es ideal para muchas industrias donde los procesos no requieren una calidad de agua potable. También las industrias con frecuencia se encuentran localizadas cerca de áreas populares donde las instalaciones de tratamiento de aguas residuales están centralizadas generando una fuente aprovechable de agua residual tratada. Algunas industrias requieren grandes volúmenes de agua para enfriamiento. Los problemas más frecuentes de calidad del agua en los sistemas de enfriamiento de agua son:

• Incrustaciones (dureza) • Corrosión • Crecimiento biológico • Producción de espuma

Este problema se presenta tanto por los contaminantes del agua potable como los del agua tratada, pero las concentraciones de algunos contaminantes en el agua tratada para su uso pueden ser muy altos. La tabla 5.9 presenta los criterios de calidad del agua para enfriamiento.

257

Tabla 5.9 Calidad del agua requerida en agua para enfriamiento (sistemas de recirculación)

Parámetro * WPCF 1989 Guías EPA 1992

DGCOH 1987

Cloruro 500 -----

Sólidos Disueltos Totales 500 ----- 1,200

Dureza 650 ----- 325

Alcalinidad 350 ----- 300

pH 6.9 - 9.0 6 - 9 5 - 8.3

Demanda Química de Oxígeno 75 ----- 75

Sólidos Suspendidos Totales 100 < 30 500

Turbiedad 50 ----- 10

Demanda Bioquímica de Oxígeno 25 < 30 20

Sustancias Activas al Azul de Metileno

1.0 ----- 0.5

Nitrógeno Amoniacal 1.0 ----- 0.5

Fosfatos 4 ----- 1.0

Óxido de Silicio 50 ----- -----

Aluminio 0.1 ----- 1.0

Hierro 0.5 ----- 0.5

Manganeso 0.5 ----- 0.5

Calcio 50 ----- -----

Magnesio 0.5 ----- -----

Bicarbonato 24 ----- -----

Sulfatos 200 ----- 700

DBO5 (mg/L) ----- ≤ 30 -----

Cuenta Estandar (Col/mL) ----- ----- 2,000

Coliformes Totales (org/100 ml) ----- ----- 10,000

Coliformes Fecales (org/100 ml) ----- ≤ 200 -----

Cloro Residual (mg/L) ----- 1 0.2

*Todos los valores en mg/L con excepción del pH. Fuente: Water Pollution Control Federation, 1989; EPA, 1992; DGCOH, 1987. El estado de Arizona, establece los criterios según sea el caso de estudio, en los estados de California y Nuevo México no se establece ningún parámetro.

258

d) Reúso industrial, agua para calderas Los requerimientos de calidad del agua para alimentar calderas depende de la presión a la que es usada, esta calidad se muestra en la tabla 5.10. Generalmente a altas presiones, la calidad del agua requerida es alta. A muy altas presiones, las calderas requieren de la calidad del agua destilada. En general, el agua potable y el agua tratada usadas en las calderas, deben ser tratadas para reducir la dureza a cero. La remoción o control de sales insolubles de Calcio y Magnesio, control de Silicio y Aluminio son requeridos ya que estos son las principales causas de la formación de incrustaciones en las calderas. Tabla 5.10 Calidad del agua requerida para reúso de agua en calderas

PARÁMETRO * WPCF Baja presión

(< 150 psig) Presión Intermedia

(150-700 psig)) Presión Alta (> 700 psig))

Silica 30 10 0.7 Aluminio 5 0.1 0.01 Hierro 1 0.3 0.05 Manganeso 0.3 0.1 0.01 Calcio * 0.4 0.01 Magnesio ** 0.25 0.01 Amonio 0.1 0.1 0.1 Bicarbonato 170 120 48 Sulfato ** ** ** Cloruro ** ** ** Sólidos Disueltos 700 500 200 Cobre 0.5 0.05 0.05 Zinc** 0.01 0.01 ** Dureza 350 1.0 0.07 Alcalinidad 350 100 40 pH 7 - 10 8.2 - 10 8.2 - 9 Sustancias Activas al Azul de Metileno

1 1 0.5

Tetracloruro de Carbono (Extracto)

1 1 0.5

Demanda Química de Oxígeno

5 1.0

Ácido Sulfhídrico ** ** ** Oxígeno Disuelto 2.5 0.007 0.0007 Temperatura oF ** ** ** Sólidos Suspendidos 10 5 0.5

*Todos los valores en mg/L , excepto pH., **Las concentraciones encontradas nunca han sido un problema. Fuente: EPA, 1992.

259

e) Reúso en servicios públicos

El agua residual tratada puede ser utilizada en servicios al público con contacto directo (reúso no restringido), considerando el llenado de lagos y canales para paseos en lanchas, remo, canotaje, y esquí, fuentes de ornato, parques y jardines. Lavado de vehículos y agua para lavado de baños, sistemas de aire acondicionado. Y para servicios al público con contacto indirecto u ocasional (reúso restringido), se consideran riego de jardines y camellones en autopistas y avenidas, fuentes de ornato, campos de golf; lagos destinados al paisaje y barreras hidráulicas de seguridad; panteones y parques memoriales y abastecimiento de hidrantes. (Tabla 5.11).

260

Tabla 5.11 Calidad del agua requerida para reúso en servicios públicos

Restringido No Restringido Parámetro * EPA NOM-001-

SEMARNAT-1996 NOM-003-

SEMARNAT-1996

EPA NOM-001-SEMARNAT-1996

NOM-003-SEMARNAT-1997

1992 B C 1992 B C pH 6 - 9 5 - 10 5 - 10 ----- 6 - 9 5 - 10 5 - 10 -----

DBO5 < 30 75 30 ----- < 10 75 30 -----

Turbiedad (NTU) ----- ----- ----- ----- < 2 ----- ----- -----

Sólidos Sediméntables ----- 1 1 ----- ----- 1 1 -----

Coliformes Fecales (organismos/100ml)

< 200 < 1,000 < 1,000 1,000 No Detectable < 1,000 < 1,000 240

Huevos de Helminto ----- 5 5 5 ----- 1 1 1

Cloro Residual 1 ----- ----- ----- 1 ----- ----- -----

Grasas y Aceites ----- 15 15 ----- ----- 15 15 -----

Temperatura (0C) ----- 40 40 ----- ----- 40 40 -----

Materia Flotante ----- Ausente Ausente Ausente ----- Ausente Ausente Ausente

Sólidos Suspendidos Totales

< 30 75 40 ----- ----- 75 40 -----

Nitrógeno Total ----- 40 15 ----- ----- 40 15 -----

Fósforo Total ----- 20 5 ----- ----- 20 5 -----

Arsénico 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1

Cadmio 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.1 0.1 0.1

Cianuro ----- 1.0 1.0 1.0 ----- 1.0 1.0 1.0

Cobre 0.2 4.0 4.0 4.0 0.2 4.0 4.0 4.0

Cromo 0.1 0.5 0.5 0.5 0.1 0.5 0.5 0.5

Mercurio ----- 0.005 0.005 0.005 ----- 0.005 0.005 0.005

Niquel 0.2 2 2 2 0.2 2 2 2

Plomo 5.0 0.2 0.2 0.2 5.0 0.2 0.2 0.2

Zinc 2.0 10 10 10 2.0 10 10 10

Sólidos Disueltos Totales 500 - 2,000 ----- ----- ----- 500 - 2,000 ----- ----- -----

Aluminio 5.0 ----- ----- ----- 5.0 ----- ----- -----

Berilio 0.1 ----- ----- ----- 0.1 ----- ----- -----

Boro 0.75 ----- ----- ----- 0.75 ----- ----- -----

Cobalto 0.05 ----- ----- ----- 0.05 ----- ----- -----

Fluoruro 1.0 ----- ----- ----- 1.0 ----- ----- -----

Hierro 5.0 ----- ----- ----- 5.0 ----- ----- -----

Litio 2.5 ----- ----- ----- 2.5 ----- ----- -----

Manganeso 0.2 ----- ----- ----- 0.2 ----- ----- -----

Molibdenio 0.01 ----- ----- ----- 0.01 ----- ----- -----

Selenio 0.02 ----- ----- ----- 0.02 ----- ----- -----

Vanadio 0.1 ----- ----- ----- 0.1 ----- ----- -----

Fuente: EPA, 1992 y NOM-001-SEMARNAT-1996. (B y C son tipos de cuerpo receptor); NOM-003-SEMARNAT-1997

261

f) Reúso para actividades acuícolas Al emplear aguas residuales en acuacultura se debe tener cuidado con las infecciones causadas por agentes patógenos. Los caracoles acuáticos son huéspedes intermedios de varios parásitos helmínticos, la transmisión puede ocurrir cuando la persona se baña en estanques de peces cuando hay caracoles infectados y, las larvas de los esquistosomas penetran a la piel humana.

Las directrices sobre la calidad bacteriológica del agua en acuacultura se presentan en la tabla 5.12

Tabla 5.12- Calidad del agua requerida para su reúso en acuacultura.

Parámetro * OMS, 1989 NOM-001-SEMARNAT 1996 **

PM PD Huevos de Helminto Ausencia de Huevos

Viables ------- -------

Coliformes Fecales (Media Geométrica)

< 103 nmp/100ml 1,000 2,000

Conductividad ------- ------- ------- Fósforo ------- ------- ------- Temperatura oC ------- 40 40 Grasas y Aceites ------- 15 25 Sólidos Sedimentables (mg/L) ------- 1 2 Materia Flotante ------- ausente ausente Sólidos Suspendidos Totales ------- 40 60 DBO5 ------- 30 60 Nitrógeno Total ------- 15 25 Fósforo Total ------- 5 10

OMS = Organización Mundial de la Salud, 1989. * mg/L, excepto cuando se especifica. ** Criterios de Calidad del Agua para la Protección de la Vida Acuática, 1996. PM= Promedio Mensual. PD= Promedio Diario.

262

g) Reúso para actividades recreativas

El agua para su uso recreativo deberá ser estéticamente agradable, sin olores molestos, virtualmente libre de sustancias como aceite, grasas, materia flotante y libre de crecimiento acuático desagradable que pudieran provocar olor o dificultades para su uso. Deberá, considerarse libre de patógenos y sustancias tóxicas que pudieran causar irritación de ojos o de la piel. También el agua deberá ser suficientemente clara para permitir localizar objetos sumergidos (CNA, 1991).

Uso recreativo con contacto directo.- Se refiere al agua en el que el ser humano está sumergido o en contacto prolongado. Esto incluye actividades como natación y esquí acuático. La calidad de agua requerida para este reúso se presenta en la tabla 5.13.

Tabla 5.13 Calidad del agua requerida para el reúso recreativo (no restringido)

PARÁMETRO GUÍAS EPA ARIZONA CALIFORNIA NUEVO MÉXICO

DGCOH 1987

pH 6 - 9 6.5 - 9.0 ----- ----- 6.5 - 8.3 Coliforme Fecal (NMP/100ml )

No detectable

200 (1) 800 (2)

----- ----- -----

Turbiedad ( N.T.U. ) ≤ 2 1 2 ----- 10 Coliformes Totales (NMP/100ml )

----- ----- 2.2 (1) 23 (2)

----- 1,000

DBO5 (mg/L) ≤ 10 ----- ----- ----- 20 Cloro Residual ( mg/L) 1 ----- ----- ----- 0.2 Cuenta Estándar (Col/mL) ----- ----- ----- ----- 200 Fuente: EPA, 1992; DGCOH, 1987. (1) Mediana, (2) M. simple.

Uso recreativo sin contacto directo prolongado.- Se refiere al agua con la que el ser humano entra en contacto solo ocasionalmente y por periodos limitados. Estas actividades incluyen el remo, veleo cuya calidad se presenta en la tabla 5.14

Tabla 5.14 Calidad del agua requerida para reúso recreativo (restringido)

PARÁMETRO GUÍAS EPA ARIZONA CALIFORNIA NUEVO MÉXICO

DGCOH 1987

pH ----- 6.5 - 9.0 ----- ----- 6.5 - 8.3 Coliforme Fecal (NMP/100ml)

≤ 200 100 (1) 4000 (2)

----- ----- -----

Turbiedad NTU ----- 5 ----- ----- 15 Col. Tot. (NMP/100ml) ----- ----- 2.2 (1) 5,000 DBO5 (mg/L) ≤ 30 ----- ----- ----- 100 SS (mg/L) ≤ 30 ----- ----- ----- 500 Cloro Residual (mg/L) 1 ----- ----- ----- 0.2 Cuenta standar (Col/mL) ----- ----- ----- ----- 1,000 Fuente: EPA, 1992, DGCOH 1987.(1) Mediana, (2) M. simple

263

h) Reúso para recarga de acuíferos

El objetivo de la recarga de acuíferos usando agua tratada incluye los siguientes aspectos:

• Establecer una barrera de invasión de las aguas saladas en acuíferos costeros • Proporcionar tratamiento para un futuro reúso • Aumentar el volumen de los acuíferos con agua de calidad adecuada • Proveer almacenamiento de agua tratada • Para controlar o prevenir el hundimiento del terreno

Los métodos de recarga pueden ser por diseminación en la superficie o por inyección directa. En el primer caso el agua se desplaza desde la superficie del terreno hacia el acuífero por infiltración y percolación a través de la matriz del suelo.

Las técnicas para la diseminación en la superficie incluyen inundación, sistemas de cresta y surco, división de canales y cuencas de infiltración. El sistema a utilizar depende de muchos factores semejantes como tipo de suelo y porosidad, profundidad del acuífero, topografía, calidad y cantidad del agua tratada. La calidad del agua requerida para este tipo de recarga depende del sitio específico y del uso, es necesario estudiar cada caso. En la tabla 5.15 se observan las calidades de agua requerida para uso en recarga de acuíferos.

La inyección directa supone el bombeo de agua tratada directamente dentro de la zona del acuífero, el cual es generalmente un acuífero bien confinado. La inyección directa es usada donde el acuífero es profundo o donde las condiciones hidrogeológicas no son apropiadas para la diseminación superficial.

La inyección directa requiere de un agua de mejor calidad que la recomendada para la diseminación superficial, porque en la inyección directa se tiene la ausencia del tratamiento del suelo.

Hay muchos criterios específicos sobre la calidad del agua tratada, para ello se deben tomar en consideración el acuífero y el material del acuífero antes de la construcción y operación del pozo, (esto incluye posibles reacciones químicas entre el agua tratada y el acuífero, precipitación de hierro, reacciones iónicas, diferentes temperaturas y cambios de viscosidad).

El destino de los contaminantes es una consideración importante para los sistemas de recarga de los acuíferos usando agua residual tratada.

264

Tabla 5.15 Calidad del agua requerida para su reúso en la recarga de acuíferos

Parámetro EPA (1992)* DGCOH, 1987* GENERALES

Sólidos Disueltos Totales (mg/L) 500 500 PH 6.5 - 8.5 7 - 9 Turbiedad (NTU) 1.0 5 Color 15.0 5 Asbesto, Millón de Fibras/L 7.0 ------ Cloro residual (mg/L) 1.0 0.2 Sustancias Activas al Azul de Metileno (mg/L) 0.5 0.5 Temperatura 0C ------ ----- Grasas y Aceites ------ 0 Materia Flotante ------ ----- Sólidos Sedimentables (mL/L) ------ ----- Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) ------ 2 DBO5 (mg/L) ------ 2.5 Dureza Total (como CaCO3) ------ 500

MICROBIOLÓGICAS Coliformes Totales (NMPl/100ml) 1 1,000 Coliformes Fecales (NMPl/100ml) No detectable ----- Huevos de Helminto (organismos/l) ------ 0 Cuenta Estándar (Col/ml) ----- 200

INORGÁNICOS (mg/L) Arsénico 0.05 0.5 Cadmio 0.01 0.01 Cloruro 250 250 Cromo 0.05 0.05 Cobre 1.0 1.0 Cianuro 0.2 0.2 Fierro Total 0.3 0.3 Fluoruros 2.0 1.5 Fósforo Total ------ 1 Manganeso Total 0.05 ----- Mercurio 0.002 0.002 Nitrógeno - Nitrato 10 10 Nitrógeno - Nitrito 1 0.1 Nitrógeno Amoniacal ------ 0.5 Níquel 0.1 0.05 Selenio 0.01 0.01 Sulfatos 250 250 Plomo 0.05 0.05 Zinc 5 5 Bario 1.0 1 Plata 0.05 0.05 Talio 0.002 ----- Relación de Adsorción de Sodio (RAS) (adimensional) ------- 6

Fuente: EPA (1992); DGCOH, 1987 *Por inyección dentro de acuíferos potables.

265

5.2 El tratamiento de aguas residuales y su reúso en el mundo (Escalante et al, 2002). El tratamiento y el reúso tienen un papel fundamental en la administración y manejo del agua en todos los países, especialmente en aquellos que presentan problemas de escasez, o bien en los que ésta ha sido contaminada. En los países industrializados se han desarrollado muchos proyectos e investigaciones para el reúso, obteniendo además del reúso del agua para cubrir demandas, los beneficios adicionales de protección del ambiente y prevención de riesgos a la salud. En los países en desarrollo también es necesario cubrir estos aspectos, solo que se requiere utilizar tecnologías de menor costo. La evolución del tratamiento y reúso data de tiempos ancestrales y se puede clasificar en tres grandes épocas (Asano, 1995b): Op Cit Moeller et al 1997

1ª. Sistemas ancestrales de conducción del agua y desalojo de las aguas residuales (3000 A.C. a 1850): vestigios de éstos sistemas se pueden encontrar en la Civilización Minoan, en la Antigua Roma, en las antiguas granjas en Alemania e Inglaterra. Otra muestra es el uso de alcantarillado para el desalojo de los desechos en Londres , Boston y París.

2ª. El despertar del saneamiento (1850 - 1950): acontecimientos importantes en esta época son el control de la epidemia del cólera en Londres por John Snow en 1850; el desarrollo de la teoría de la prevención de la tifoidea por Budd en Inglaterra; el avance de la microbiología con Koch en Alemania y con Pasteur en Francia; el uso del cloro como desinfectante y el conocimiento de la cinética de la desinfección (Chick) y el uso de los procesos biológicos para el tratamiento de las aguas residuales en el año de 1904 por Ardem y Lockett en Inglaterra.

3ª. La era del reúso y reciclamiento de las aguas residuales (A partir de 1950): el reúso

planeado de las aguas residuales en Estados Unidos empezó a principios de los años 20 en la agricultura en los estados de Arizona y California. En Colorado y Florida se desarrollaron sistemas para el reúso urbano. La normatividad para el reúso también inició en California en la misma época. A partir de 1965, esta normatividad impulsa de manera decisiva el reciclamiento y el reúso de las aguas residuales. Se puede decir que en la actualidad de manera general ya son muchos los países en donde se practican diferentes tipos de reúso y que existen muchos estudios que justifican y apoyan esta práctica. Ejemplos son los realizados en Israel, España en la región de Cataluña, en Japón con los sistemas descentralizados, en Australia y en otros países, (Moeller et al 1997, IWA, 2002).

5.3 El tratamiento de aguas residuales y su reúso en México (Escalante et. al. 2002). En México aparentemente no se deben presentar problemas de disponibilidad del agua en función del volumen promedio per cápita existente de 4,900 m3/hab/año (cifra 40 % menor que hace 45 años). Sin embargo, además del acelerado descenso que ha tenido en

266

los últimos años, esta cantidad es menor a la indicada internacionalmente de 5,000 m3/hab/año, lo que indica que el país manifiesta dificultades de disponibilidad en algunas regiones, especialmente del centro hacia el norte en donde se manifiestan afectando su desarrollo social y económico. El reúso del agua residual tratada en México cada vez está tomando mayor importancia, no sólo por la calidad del recurso, sino por la disponibilidad y las interacciones que se tienen con los aspectos ambientales, los económicos y los relacionados con la salud humana. Es un problema muy serio que requiere de la participación de usuarios, entidades proveedoras, instituciones gubernamentales y no gubernamentales, de investigación y educativas en el que se tomen de manera integral, responsable y realista las decisiones, así como de emprender las acciones necesarias para su manejo y conservación, considerando que puede transformarse en un recurso no renovable por la sobreexplotación y por el deterioro en su calidad. El manejo integral del agua debe de incluir un plan con objetivos a escala nacional. estatal, municipal y local con un plan de reúso que permita liberar volúmenes de agua de primer uso y promover un uso eficiente y sustentable del agua. Son varias y complejas las razones por las que no se cuenta actualmente con acciones de reúso de agua residual tratada a gran escala ya que se combinan variables económicas, culturales, políticas, sociales, normativas, financieras y tecnológicas, todas ella incidiendo en varios puntos entre los mas importantes son el costo del agua, sin dejar de considerar como punto importante su valor, los compromisos del agua y los intereses locales tanto sociales como económicos. Sin embargo, la afectación de la calidad del recurso, el deterioro ecológico, el impacto ejercido sobre la vida acuática, la diversidad de especies y la disponibilidad del agua colocan en calidad de urgente la implantación y aplicación de la actividad del reúso, aún en zonas con lluvia abundante, por la conservación que debe de realizarse del agua y evitar de una manera sistemática las consecuencias desfavorables, que ya se presentan en varios cuerpos de agua superficial y subterránea del país. En México se han realizado algunas acciones relacionadas con el aprovechamiento del agua residual tratada. Ya desde los años 70´s se ejecutaron estudios dentro del área del reúso del agua en la industria, los municipios y en la recarga de acuíferos, los que se realizaron en 5 etapas (SRH. 1974-1979). También se han realizado varios proyectos en los que se considera como tema central al reúso, sin embargo han sido trabajos básicamente enfocados a la conducción y al tratamiento, y algunos estudios que incluyen disposición de las aguas residuales en diversas ciudades. Arango (1990) hace referencia a los beneficios y riesgos ambientales y a la salud que implica su aprovechamiento para el riego con aguas residuales,. También se han desarrollado estudios de factibilidad integral para la utilización de las aguas residuales en los que abordan aspectos hidráulicos, mecánicos, geotécnicos, económicos, presentan una metodología con su descripción de actividades. Las ciudades en las que se realizaron estos estudios son: Monterrey, Nuevo León (CNA, 1977); Jalapa,

267

Veracruz (CNA, 1990); Hermosillo, Sonora (CNA, 1990) y Gómez Palacio, Durango (CNA, 1990). En si, se cuenta con muchos proyectos, planes, programas, leyes, enunciados en diversos foros (reuniones, congresos, seminarios, etc.) en los que se manifiesta la importancia y urgencia del reúso del agua residual tratada por su cada vez más manifiesta falta de disponibilidad y afectación en su calidad, también existe el interés de varias instancias gubernamentales, fundaciones, asociaciones, etc., sin embargo son pocas e insuficientes las acciones en las que el reúso se practica. En áreas en donde la escasez del agua es ya un fuerte problema se han emprendido algunas acciones para hacer un uso más eficiente, como es el caso de Ciudad Juárez y Monterrey. Existen muchos ejemplos en los que en la práctica se reutiliza el agua residual tratada en diferentes actividades y generalmente estos casos se presentan de manera aislada y la mayoría no son documentados y publicados. En la Industria, el mayor caso de reúso reportado es para el uso de torres de enfriamiento y calderas, en menor proporción para servicios. Gran parte del agua residual municipal generada en la Ciudad de Salamanca, Gto. es tratada en las instalaciones de PEMEX la que reúsa y recicla el agua residual tratada en algunos de sus procesos. Asimiso, la refinería Fco. I. Madero en Tampico Tamps. y la de Salina Cruz en Oaxaca, efectúan actividades de reúso. De 1997 a 2001 el IMTA realizó para la CNA (Gerencia de Estudios para el Desarrollo Hidráulico Integral, estudios sobre reúso municipal e industrial) Casos importantes de mencionar en relación con el reúso son los del Valle de México el Estado de México y el Distrito Federal. En el D.F., casi el total de los efluentes tratados (2,902 l/seg. aproximadamente), son reutilizados, principalmente para recarga de cuerpos de agua, agricultura y riego de áreas verdes, parte es utilizado para uso industrial y recarga de acuífero por inyección. El tratamiento secundario de estas plantas consiste en lodos activados y sedimentación. El tratamiento terciario comprende métodos de coagulación / floculación, sedimentación, filtración con arena y desinfección. Dentro del Plan Texcoco se está utilizando la nano-filtración para tratamientos terciarios, con lo que se obtiene agua de excelente calidad y apropiada para inyectar al subsuelo. De manera general se aprovecha poco la infraestructura construida (43%) para el tratamiento del agua residual. El total del agua residual tratada (2.9 m3/s), representa sólo el 12.6% del total del efluente generado en la Ciudad de México, (23 m3/s). La mayor parte de las plantas fueron construidas en los años 80´s y 90´s. El proyecto para el tratamiento de las aguas residuales de la Zona Metropolitana preparado a partir de 1997 entre la CNA, las autoridades metropolitanas, instituciones académicas y empresas especializadas sigue en procesos, pero con avances lentos. Este proyecto fue concebido para dar tratamiento a las aguas residuales de la Cd. de México y reusarlas en riego agrícola.

268

De acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales (PTARM) de la Comisión Nacional del Agua del año 2001, existen 1,132 plantas de tratamiento en el país, de las cuales 938 se encuentran en operación, con un gasto instalado de 73,852.6 l/s. El gasto de operación reportado para estas plantas es de 50,809.86 l/s, de los cuales se utilizan en diferentes actividades 10,867.6 l/s y el resto se descarga a cuerpos receptores. Siguiendo la información del inventario, la situación del reúso del agua residual tratada en el país es la siguiente: Para riego agrícola se utilizan 3,562.6 l/s y equivale al 33%. En el gasto anterior se incluyeron otros rubros relacionados con el riego como son: las descargas a los drenes agrícolas, asequías de riego y el riego de forrajes. Los estados donde más se utiliza el agua residual tratada para riego son: Estado de México, Querétaro, Baja California Sur, el Distrito Federal, Michoacán y Puebla. En usos industriales se destacan los estados de Nuevo León, Edo. de México y Coahuila utilizando 2,810 l/s de agua residual tratada, que equivale a un 26% del reúso. Le sigue en importancia el agua residual tratada utilizada para el riego de áreas verdes con un total de 1,628 l/s que equivalen a un 15% del agua residual reusada. Los estados donde más se utiliza el agua residual tratada en esta actividad son: Quintana Roo, San Luis Potosí, Nuevo León y el Distrito Federal. También se utiliza el reúso en otras actividades como son: en el Distrito federal se usan 2,100 l/s que equivale al 19.3% del agua reusada para el riego agrícola y de áreas verdes. En este mismo lugar se utilizan 488 l/s que equivale a un 4.5% del agua residual reusada para el riego de áreas verdes y usos industriales. Estos datos aparecen juntos y no se puede separar para cada actividad En el estado de Sonora se utilizan 233.9 l/s para riego de forrajes o descarga a ríos, que equivale al 2.1%. El uso del agua residual tratada en energía eléctrica se reporta en el estado de Guanajuato con 45 l/s que equivalen a un 0.4% del agua reusada.

269

Figura 5.1 Distribución porcentual del reúso del agua residual tratada en diferentes actividades. Fuente: Escalante et. al. 2002 Según los datos anteriores el gasto de agua residual tratada destinada para reúso es de 10,867.6 l/s, que equivale a un 21.4% del agua residual tratada en los diferentes sistemas de tratamiento. La figura 5. 1 ilustra la situación del reúso del agua residual tratada de acuerdo a sus usos en diferentes actividades. Los datos del reúso del agua residual tratada por estado y tipo de actividad se muestran en la tabla 5.16. De esta tabla y de la figura 5.2, se observa que los estados donde más se practica el reúso son: El distrito federal con 29.4%, Estado de México con 20.2 %, Nuevo León con 16.6%, Baja California Sur con 6%, Coahuila con 5.4%, Querétaro con 4.8%, Quintana Roo con 2.9%, Michoacán 2.85%, Sonora 2.73%, Puebla 1.9%, San Luis Potosí 1.56% y otros estados 5.66% Los estados de Campeche, Chiapas, Colima, Guerrero, Morelos, Tabasco, Tlaxcala y Yucatán no tienen implementado el reúso del agua residual tratada.

32.78

25.85

14.98

2.154.490.41

19.32

Riego Agricola

Uso Industrial

Areas Verdes

Agricultura/Areas Verdes

Areas Verdes/Industria

Energia Electrica

Rio/Riego de Forrajes

270

Figura 5.2 Distribución porcentual del reúso del agua residual tratada en los diferentes estados del país. Fuente: Escalante et. al. 2002 En seguida se presentan varias fotografías en las que se ilustra el reúso de agua residual tratada.

28%

20%6%17%

5%

3%

5%

2%

3%

3%

2%

6%

Distrito FederalEdo de MéxicoBaja California SurNuevo LeónCoahuilaMichoacánQuerétaroPueblaQuintana RooSonoraSan Luis PotosíOtros Estados

271

Tabla 5.16 Inventario de Reúso de agua residual tratada en litros por segundo

Fuente: Escalante, et al, 200

Estado Riego Agrícola

Uso Industrial

Areas Verdes

Agrí/A.verdes

A. verdes/Ind.

Energia Electrica Río/R.Forrajes

Total Agua de reúso % Estado

Aguacalientes 3.8 3.8 0.03Baja California Norte 31.2 5 36.2 0.33Baja California Sur 410.5 245 655.5 6.03Chihuahua 60 50 110 1.01Coahuila 42 500 50 592 5.45Distrito Federal 250 356 2100 488 3194 29.39Durango 15.6 25 40.6 0.37Guanajuato 0 45 45 0.41Hidalgo 19 19 0.17Jalisco 1 27 28 0.26Edo. de Mexico 1330 870 2200 20.24Michoacán 310 310 2.85Nayarit 26 26 0.24Nuevo León 219.6 1440 149.5 1809.1 16.65Oaxaca 0 140 140 1.29Puebla 209.9 209.9 1.93Querétaro 528 528 4.86Quintana Roo 0 320 320 2.94San Luis Potosí 0 170 170 1.56Sinaloa 40 60 100 0.92Sonora 46 17 233.9 296.9 2.73Tamaulipas 11 11 0.10Veracruz 9 9 0.08Zacatecas 0 13.6 13.6 0.13SUMA 3562.6 2810 1628.1 2100 488 45 233.9 10867.6 100%Actividad 32.78 25.86 14.98 19.32 4.49 0.41 2.15

272

Reúso de agua residual tratada en Querétaro, Escalante et al, 2002

Foto 5.1 Transporte de agua residual tratada en pipas

Foto 5.2 Reúso de agua residual tratada en jardínes

Fotos 5.3 Reúso de agua residual tratada en lagos artificiales

273

Reúso del agua residual tratada en San Luis Potosí, Escalante et al, 2002

Foto 5.4 Riego agrícola

Foto 5.5 Riego de los jardines del parque tangamanga

274

Fotos 5.6 y 5.7 Reúso del efluente y riego en cultivos de tallo alto

275

Reúso del agua residual tratada en Cd. Obregón, Sonora. Escalante et. al. 2002

Foto 5.8 Descarga del efluente de la PTAR

Foto 5.9 Riego con agua residual tratada

276

Reúso del agua residual tratada en Ensenada. Escalante et. al. 2002

Foto 5.10 Riego agrícola (uso potencial del agua tratada)

Foto 5.11 Riego de flores en viveros (uso potencial de agua tratada)

277

Reúso del agua residual tratada en Tijuana. Escalante et. al. 2002

Foto 5.12 Reúso del agua residual tratada en el Ecoparque

Foto 5.13 Reúso del agua residual tratada,recreativo, fraccionamiento

Foto 5.14 Reúso del agua residual tratada,campo de Golf

278

Foto 5.16 Planta de tratamiento club campestre, Tijuana, Reúso del agua residual tratada, campo de Golf

Foto 5.15 Reúso del agua residual tratada, campo de Football (CETYS)

279

Foto 5.17 y 5.18 Fraccionamiento Santa FE, Reúso potencial del agua residual tratada en camellones y áreas verdes

280

Reúso del agua residual tratada en Ciudad Juárez

Foto 5.20 Planta de Tratamiento de aguas residuales, Parque Central

Foto 5.19 Planta de Tratamiento de aguas residuales, Parque Central

281

Foto 5.21 Reúso de agua residual tratada en parques

Foto 5.21 Reúso de agua residual tratada en fuentes de ornato

282

Referencias CNA. 1977. Estudio de factibilidad integral de la reutilización de las aguas residuales en la ciudad de Monterrey, 2ª Etapa. CNA. Dir. Gral. de Usos del Agua. ITESM. Comisión Nacional del Agua, 2001. Inventario Nacional de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales. Subdirección Técnica y Subdirección de Construcción Departamento del Distrito Federal. DGCOH. (1987). Análisis de factibilidad técnica, económica y operacional de aplicación de normas para el reúso de aguas residuales tratadas en el Distrito Federal.. DHTA. Contrato No. 7331- 721-1.2. México. Environmental Protection AgencU.S.y. (1992). Manual Guidelines for Water Reuse. EPA/625R-92/004. Washington. Escalante-Estrada V.; Cardoso-Vigueros, L; Ramírez-Camperos,E.; Moeller-Chávez,G.; Mantilla-Morales,G.; Montecillos, J.; Servín-Jungdorf,C.; Villavicencio, F. y Rivas Hernández A, 2002. Valoración del Mercado para el reúso del agua residual tratada. Proyecto realizado por IMTA para la CNA. IWA, 2002. Water 21. Lluis Sala, Rafael Mujeriego and Takashi Asano. Reuse and Conservation. Spain sets the example. Moeller Ch. Gabriela, Rivas Armando, Escalante Violeta, Pozo Fernando, 1997. Tecnología de punta para el reúso de aguas residuales en México. Informe final. Convenio SGP-IMTA, CNA-IMTA.