Regeneración de aguas para riego

¿QUE ES EL AGUA REGENERADA?

Es un agua residual procedente de una actividad (depuradora o riego o cicuito de limpieza, o hidroponía o cruda), que recibe un tratamiento adicional y podrá ser utilizada o reincorporada de nuevo al círculo para riegos agrícolas (incluso en agricultura biológica), o usos industriales o privados, así como para el riego de campos de deporte.

La UE permite utilizar agua residual urbana tratada para la agricultura.

En efecto desde el año 2020, la Unión Europea ya permite el uso de aguas residuales urbanas para fines agrícolas, una iniciativa que se enmarca en las nuevas medidas de adaptación frente al riesgo de escasez de agua. La Reutilización de aguas residuales para usos agrícolas «mejorará la disponibilidad de agua y fomentará su uso eficiente», en línea con los planteamientos de la economía circular. ”Y asegurar que haya suficiente agua disponible para el riego de los campos, en particular durante las olas de calor y las sequías graves, puede ayudar a prevenir la escasez de cultivos y la escasez de alimentos”.

Durante el tratamiento para acondicionar el agua residual de origen urbano a ser aprovechable para el riego, se puede utilizar un biodigestor tubular y obtener como subproducto metano. Este metano podrá ser introducido en forma de autoconsumo en el proceso energético de la depuradora.

Si necesita agua para regar y tiene una depuradora EDAR cerca, puede ser interesante solicitar la concesión, y en el proceso de depuración obtener metano. Pídame cómo le puedo ayudar.

BENEFICIOS DEL AGUA REGENERADA

Todo el volumen que se obtiene de Agua Regenerada, no procede del circuito normal de agua de riego o de red. Por tanto, se consigue una menor presión ambiental al obtener una nueva disponibilidad. Haciendo un símil con la fotovoltaica de autoconsumo, sería la energía autoproducida (con tus placas FV) y no comprada en la compañía.

La regeneración permite pues esto, tener tu propia agua sin depender de factores ajenos (o reduciéndolos). Aparte se puede regenerar muchas veces seguidas (eso sí, se va perdiendo un volumen).

Si no se dispone de agua de riego suficiente, o la pluviometría es escasa, o la comunidad de regantes impone muchas restricciones, el AGUA REGENERADA aporta estabilidad al ciclo del cultivo.

DESINFECCIÓN BACTARIANA Y VÍRICA

Hay tres opciones habituales:

Calentamiento
Lámpara ultravioleta (UV)
Cloración

También es necesario tener presente los nematodos (helmintos), que son más resistentes que las bacterias y virus.

Desinfección térmica

Los microorganismos tienen temperaturas de inactivación bastante conocidas:

Bacterias comunes: 60 °C durante 30 min las elimina.
Virus: también se destruyen >60°C.
Huevos de helmintos/nemátodos: son más resistentes y requieren temperaturas >70–80°C durante unos minutos.

Según la OMS, para asegurar la inactivación completa de helmintos y microorganismos fecales:

≥ 70°C durante al menos 1 minuto o

≥ 80°C durante unos segundos

Por tanto: hay que calentar a ≥75°C y mantener el agua al menos 1 minuto de tiempo de residencia, está garantizada la desinfección efectiva incluso contra helmintos.

Desinfección UV

Los sistemas UV son muy utilizados para agua reutilizada porque:

No añaden residuos químicos
Destruyen bacterias, virus y hasta cierto punto helmintos.

Sin embargo: los huevos de helmintos son muy resistentes a UV. Los UV son suficientes para riego de ornamentales o césped pero no recomendados si existe riesgo de helmintos o si el cultivo es alimentario.

Por eso, si tiene helmintos y necesita seguridad sanitaria, el calentamiento es más fiable que UV.

En elaborados frescos de IV gama (mesclum), se está hablando de una aplicación alimentaria de alto riesgo sanitario: la desinfección debe ser absoluta, siendo obligado cumplir la normativa sanitaria por agua de lavado y riego de IV gama.

Esto refuerza que es necesario eliminar completamente bacterias, virus y también helmintos (nemátodos), porque puede contaminar directamente el producto.

EJEMPLO CÁLCULO CON DESINFECCIÓN TÉRMICA

Cálculo energía para calentar agua a 80°C

Datos:

caudal: 30 L/h = 0,03 m³/h = 0,03·1000 = 30 kg/h
caudal en segundos: 30/3600 = 0,00833 kg/s
temperatura entrada: supondremos 20 °C
temperatura final: 80 °C
augmento: ∆T = 60 K
calor específico del agua: c = 4,18 kJ/kg·K

Potencia térmica instantánea necesaria::

$\dot{Q} = \dot{m} \cdot c \cdot \Delta T$

$Q ˙ = m ˙ \cdot c \cdot Δ T$

$\dot{Q} = 0, 00833 k g / s \cdot 4, 18 k J / k g K \cdot 60 K \approx 2,0 9 k W$
Por tanto, CAL unos 2,1kW térmicos continuos para calentar 30L/h de 20°C a 80°C en continuo.

El agua debe estar a 80°C durante 2 minutos

Esto implica un volumen de agua caliente en espera:

En 2 minutos circulan:

$300~L/h \cdot \frac{2}{60} = 10~L$

Debe garantizarse que este litro se mantengan a 80°C durante 2 minutos (tiempo de residencia).

Una solución es dimensionar un pequeño cuarto de retención de mínimo 10–15 litros a 80°C.

Desinfección Térmica: Ejemplo low cost

DESINFECCION TERMICA DEL AGUA FOT T 3000_portada HIDRIC

Diseño esquemático del sistema de tratamiento de agua para IV gama.

Componentes del sistema (en orden del flujo):

Reservorio de agua sucia
Pre-filtro mecánico 50–120µm
Bomba impulsora
Depósito acumulador aislado de 50L con 2 resistencias de 2120W y termostato (FOT-T 3000)
Cámara de retención de 20–25L para garantizar 2 min a 80°C
Filtro de carbón activo para eliminar cloro residual
Salida a circuito de riego o inicio circuito o depósito inicial.

Opciones para mejorar el sistema

Automatización: con válvulas solenoides y Programador para gestionar carga, retención y descarga.
Sensores de cloro para monitorizar su presencia después del filtro.
Dosificador de desinfectante complementario (como seguridad).

¿Una ósmosis sirve para la regeneración de agua con carga orgánica (fecales y virus y nematodos)?

Osmosis inversa (OI) es una tecnología muy potente para depurar agua… pero no está pensada como único tratamiento por aguas con elevada carga fecal o patógenos.

¿Qué hace bien la ósmosis inversa?

Reduce prácticamente todas las sales disueltas (desalinización)
Elimina prácticamente el 99% de metales pesados, nitratos, pesticidas
Filtra hasta niveles de virus y bacterias, ya que la membrana tiene poros de ~0,0001µm (mucho menores que las bacterias y la mayoría de virus).

Pero…

Una membrana OI se ensucia muy rápido si el agua tiene mucha materia orgánica, sólidos en suspensión, grasas o alto contenido microbiológico.
Por eso, en aguas sucias fecales, el flujo se reduce rápidamente por fouling biológico y colmatación.
Los nematodos adultos son grandes y quedan retenidos, pero las larvas o huevos muy pequeños pueden colarse si la membrana se daña.
Los virus pueden retenerse por OI, pero sólo si la membrana está en perfecto estado y con presión adecuada.
Por último, no garantiza la inactivación biológica: el patógeno queda en la banda de desecho concentrado, pero en la banda permeada, si hay microfugas, puede colarse.

Conclusión:

Una ósmosis inversa por si sola, no es adecuada ni suficiente para regenerar aguas residuales fecales cargadas.

Sí puede ser útil como paso final, pero es necesario siempre pretratamiento biológico y desinfección antes, para proteger la membrana y garantizar seguridad sanitaria.

QUÉ COSTE TIENE IMPLEMENTAR UN SISTEMA DE AGUA REGENERADA

El coste de obtener una nueva fuente de agua será proporcional al volumen necesario, calidad de origen y resultado final a obtener.

A continuación mostramos un ejemplo de precios a partir del caso propuesto inicialmente:

1) Ingeniería y proyecto

Por un sistema pequeño como éste (no sujeto a grandes trámites ni permisos ambientales complejos):

Diseño técnico y memoria (planos, cálculos básicos, instrucciones de uso): 500–1.000€
Dirección de obra/supervisión: 200–300€

Subtotal ingeniería: ~700–1.300€

2) Componentes principales (material)

Componente	Precio aprox.(€)
Pre-filtro mecánico 50–100 µm	80–300
Bomba impulsora 0,5–1 cv	150–300
Dipósito acumulador 50 L con opción resistencias	300–600
Resistencias eléctricas (2×2120 W)	50–250
Termostato + controlador digital	100-400
Cuba de retención 20–25 L aislada	100–200
Filtro de carbón activo (cartucho + carcasa o columna pequeña)	100–200
Válvulas, manómetros, seguridades, accesorios	150–300
Tuberías, aislamiento, fittings	100–200

3) Montaje, instalación y puesta en marcha

Mano de obra industrial (1 técnico 2-4 jornadas): 400–800 €
Cableado eléctrico y conexión cuadro: 200–300 €
Test y puesta en marcha:: 150–200 €

Subtotal montaje: ~750–1.300 €

4) Coste total estimado (llave en mano)

Entre 2.500€ y 4.800€ según calidad de equipamiento y complejidad del montaje.

(Esto es por un sistema sencillo y manual. Si se añade automatizaciones, sensores adicionales, PLC, etc., se puede ir hacia los 5.000–6.000€ fácilmente.)

Notas:

No incluye trámites legales, si son necesarios (por ejemplo, declaración de agua regenerada ante Agencia Catalana del Agua, si aplica).
Precios orientativos 2025 pueden variar según el proveedor y el mercado local.
La energía consumida también debe contarse en el coste de explotación (~4kWh/día en este caso).