La economía circular hídrica busca maximizar la eficiencia, reutilización y recuperación del agua en todas las fases del ciclo hidrológico. Frente al enfoque lineal tradicional de captar, usar y desechar, propone minimizar el consumo de recursos hídricos vírgenes, reducir la contaminación y generar valor mediante el tratamiento y el reaprovechamiento seguro del agua residual.
Aplicada al agua, la circularidad implica rediseñar los procesos industriales, urbanos y agrícolas para que el agua residual deje de considerarse un desecho y pase a ser una fuente secundaria útil, segura y sostenible. Esta transformación también integra la prevención de residuos, la recuperación de energía y nutrientes, el reciclaje de materiales y el diseño de sistemas regenerativos.
De la economía lineal a la economía circular
Actualmente, el modelo de consumo imperante está basado en un sistema económico apoyado fuertemente en la producción de bienes y servicios a través de un flujo lineal regido por las pautas “usar-consumir-tirar”, “producir-usar-tirar” o “recurso-producto-residuos”, según la fuente. El modelo lineal se enfoca en la generación de beneficios y no en los costes medioambientales.
Además, consiste en mayor superproducción e implica mayor generación de residuos, mayor acumulación de recursos y, por ende, mayor agotamiento y uso excesivo de los recursos naturales. La extracción constante de recursos y materias primas supera la biocapacidad del planeta, mientras que el consumo de energía y las emisiones de CO2 generan un impacto negativo en el medio ambiente.
La economía circular es un modelo de producción y consumo que consiste en fomentar la buena gestión de los recursos naturales, la producción de bienes y servicios más sostenibles y la reducción de residuos. Para ello, es esencial extender el ciclo de vida de los materiales y productos existentes, ya sea reparando, reutilizando, renovando y reciclando.
A diferencia de la economía lineal tradicional, donde los recursos se extraen, utilizan y luego se desechan como residuos, la economía circular busca crear un ciclo continuo en el que los productos, materiales y recursos se reutilizan, se restauran, se reciclan y se recuperan para minimizar el impacto ambiental.
La Comisión Europea define la economía circular como “un modelo de producción y consumo que implica compartir, alquilar, reutilizar, reparar, renovar y reciclar materiales y productos existentes todas las veces que sea posible para crear un valor añadido, extendiendo, de esta forma, el ciclo de vida de los productos”.
Es decir, persigue mantener los recursos, materiales y productos el mayor tiempo posible en la economía con el objeto de minimizar la generación de residuos, mejorar la eficiencia de consumos energéticos e hídricos, incrementar la reutilización de recursos mediante la transformación y valorización de residuos en recursos y minimizar el impacto de las actividades sobre el medio ambiente.
Las erres de la economía circular
Por esta razón, se creó el concepto de las 7 erres, que permite organizar las principales acciones necesarias para reducir la generación de residuos y conservar el valor de los recursos.
- Rediseñar: diseñar productos considerando el impacto ambiental que tendrán.
- Reducir: optimizar los productos y reducir el consumo de bienes y servicios.
- Reutilizar: dar una segunda oportunidad a los productos.
- Reparar: reparar los productos para prolongar su vida útil.
- Renovar: extender la funcionalidad de los productos y emplearlos en actividades para las que quizás no fueron fabricados, pero también son útiles.
- Recuperar: recuperar los desechos generados y reintroducirlos en el proceso productivo.
- Reciclar: dar una segunda oportunidad a los residuos.
El modelo de gestión de recursos basado en las 5R -reducir, reciclar, reutilizar, recuperar y restituir- busca convertir el sistema económico en un modelo sostenible y competitivo que haga un uso eficiente de los recursos.
El ecodiseño inteligente de productos también tiene en cuenta la reparación, la reutilización y el reciclaje de productos. El pensamiento de la economía circular fomenta el diseño innovador de productos y sistemas para facilitar un desmontaje, reparación y reciclaje más sencillos.
Agua, residuos y seguridad hídrica
El agua es un recurso natural fundamental para el desarrollo y la supervivencia de los seres vivos y se encuentra en un punto crítico debido al desequilibrio entre la accesibilidad limitada de agua potable de calidad, la elevada demanda y el impacto originado por el cambio climático en el ciclo hidrológico.
Las alteraciones en la temperatura de las reservas de agua y los cambios drásticos en el régimen de precipitaciones han alterado gravemente la disponibilidad del agua, mermando su cantidad y calidad. La repercusión del cambio climático, la degradación medioambiental y el aumento de la población intensifican la presión sobre los recursos naturales.
Como se pronostica que la demanda mundial de agua excederá los recursos viables en un 40 % en 2030, es necesario reconsiderar los enfoques tradicionales e ineficientes del consumo de agua y adoptar nuevas estrategias que posibiliten que este recurso vital sea reutilizado lo más posible.
La economía circular hídrica es clave para avanzar hacia la seguridad hídrica en contextos de escasez, estrés hídrico y presión sobre los ecosistemas. La reutilización planificada y segura también refuerza la resiliencia hídrica ante sequías, olas de calor y crisis climáticas.
Qué son las aguas residuales y por qué deben tratarse
El tratamiento de aguas residuales se refiere al proceso de limpiar y purificar las aguas residuales antes de devolverlas al entorno o reutilizarlas. Las aguas residuales son cualquier agua que ha sido utilizada por individuos, industrias o empresas y contiene diversos contaminantes, agentes contaminantes y desechos.
Esto puede incluir agua de inodoros, lavabos, duchas, fábricas y escorrentía de aguas pluviales. El objetivo principal del tratamiento de aguas residuales es eliminar sustancias y agentes contaminantes perjudiciales del agua para prevenir la contaminación ambiental y garantizar la seguridad de la salud pública.
El proceso de tratamiento involucra una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que trabajan en conjunto para separar sólidos de líquidos, descomponer materia orgánica y neutralizar o eliminar productos químicos dañinos y patógenos.
Los métodos y tecnologías utilizados varían según el nivel de tratamiento requerido, los contaminantes específicos presentes y el uso final previsto del agua tratada. Los procesos comunes de tratamiento incluyen la filtración física, la coagulación química, la digestión biológica y la desinfección.
Protección ambiental y salud pública
Las aguas residuales sin tratar pueden contener contaminantes perjudiciales que dañan los ecosistemas, afectan la vida acuática y contaminan fuentes de agua como ríos, lagos y océanos. Un tratamiento adecuado minimiza estos impactos negativos sobre el medio ambiente.
Las aguas residuales también pueden contener microorganismos, virus y bacterias causantes de enfermedades. Tratar las aguas residuales garantiza que estos patógenos sean eliminados o neutralizados, evitando la propagación de enfermedades transmitidas por el agua.
El cumplimiento normativo exige que las aguas residuales sean tratadas antes de descargarse. Los gobiernos y las agencias medioambientales suelen establecer regulaciones estrictas para garantizar la protección de la salud pública y de los ecosistemas.
Gestión de recursos hídricos
Tratar y reciclar las aguas residuales puede ayudar a aliviar la presión sobre las fuentes de agua dulce. Las aguas residuales tratadas pueden reutilizarse para riego, procesos industriales e incluso para consumo humano en algunos casos.
Las aguas residuales que se devuelven al medio ambiente sin tratar no solo son una amenaza para la salud humana, las especies acuáticas y la biodiversidad, sino también una oportunidad perdida. Contienen recursos que se pueden emplear posteriormente en las industrias, el riego agrícola, la recarga de aguas subterráneas, la reutilización de lodos, la recolección de biomasa y la generación de energía.
La reutilización del agua como eje de la circularidad
La reutilización de las aguas residuales tratadas es un eslabón fundamental dentro del ciclo de utilización del agua. Favorece la sostenibilidad de los sistemas de tratamiento de aguas residuales, reduce el impacto ambiental y disminuye la demanda y el estrés sobre el suministro de agua dulce.
También elimina la necesidad de transportar agua, mejora la sostenibilidad y evita tarifas asociadas al incumplimiento de normas estrictas de vertido de aguas residuales. Además, la reutilización de las aguas residuales aborda la escasez al brindar la oportunidad de revertir la situación y generar abundancia.
La recuperación del agua implica reutilizar las aguas residuales municipales tratadas para el riego. También puede destinarse a refrigeración, limpieza, procesos industriales, recarga de acuíferos y otros usos no potables.
Aplicaciones sectoriales
Industria
- Recirculación de agua en circuitos de enfriamiento y limpieza.
- Sistemas cerrados de lavado en producción alimentaria o textil.
- Tratamiento in situ de efluentes para su reaprovechamiento.
- Regeneración y reutilización del agua dentro de la misma planta industrial, ya sea en el mismo proceso, mediante un ciclo cerrado, o en otros puntos de la planta.
- Mejoras de procesos productivos en términos de sostenibilidad medioambiental y económica.
Agricultura
- Reutilización de aguas urbanas tratadas para riego.
- Riego deficitario controlado y tecnologías de precisión.
- Aprovechamiento de lodos de depuradora como biofertilizante, previo tratamiento.
- Recuperación de nutrientes de las aguas residuales para su posterior utilización como fertilizantes en los cultivos.
Ciudades
- Sistemas de doble red para separar el agua potable y el agua regenerada.
- Captación de agua de lluvia en edificios.
- Uso de aguas grises domésticas para cisternas o jardinería.
- Mejora de los sistemas de saneamiento y depuración urbana.
Recuperación de energía, nutrientes y materiales
La recuperación de recursos a partir de los residuos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales es un principio fundamental de la economía circular. Las aguas residuales municipales pueden considerarse una fuente potencial de agua, energía y materias primas secundarias.
La vía de la energía en la economía circular se centra tanto en la recuperación de energía como en la reducción del consumo energético en las plantas de tratamiento. La optimización de la eficiencia de bombas, sopladores y ventiladores puede mejorar significativamente la eficiencia energética.
Los sistemas de recuperación de energía, como la combustión de biogás y la transformación térmica de lodos de aguas residuales, desempeñan un papel vital en la generación de electricidad y calor. Al integrar estos sistemas, las plantas de tratamiento pueden mejorar su independencia energética y reducir su impacto ambiental.
La valorización de corrientes con alta carga orgánica en forma de biogás contribuye a maximizar la eficiencia energética y a incorporar fuentes de energía renovables en los procesos de tratamiento.
Recuperación de nutrientes
La recuperación de nutrientes, especialmente fósforo, de las aguas residuales y de los lodos de aguas residuales está ganando atención. Durante el tratamiento de aguas residuales se eliminan nutrientes como nitrógeno y fósforo, ambos esenciales para el desarrollo de las plantas.
Se utilizan procesos químicos o termoquímicos para aumentar la biodisponibilidad de los nutrientes en los sólidos. Estos residuos ricos en nutrientes se pueden aplicar en tierras como fertilizantes, siempre que se sometan al tratamiento adecuado.
El impacto ambiental generado por la industria de los fertilizantes durante la extracción de nutrientes es elevado. Una de las formas de hacer frente a esta situación es recuperar los nutrientes de las aguas residuales y transformarlos en fertilizantes para la agricultura.
La innovación en el sector permite recuperar compuestos de valor como nitrógeno, fósforo y magnesio para su posterior utilización como fertilizantes. También pueden recuperarse compuestos bioactivos, azúcares, proteínas y celulosas.
Otros materiales y productos recuperables
La recuperación de materiales valiosos como polímeros y microplásticos contribuye a la optimización de los recursos. La investigación debe profundizar en el conocimiento del impacto de los microplásticos sobre los organismos acuáticos y desarrollar soluciones innovadoras que permitan su eliminación en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Las tecnologías de tratamiento también pueden contribuir a la formación de biopolímeros, como los PHAs, y de otros compuestos de base biológica. Asimismo, pueden generarse vectores energéticos como biogás, biometano o biohidrógeno.
Las plantas de tratamiento como biofactorías
Visualizar una “Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Futuro” implica integrar los principios de la economía circular en el diseño y la operación de las plantas de tratamiento. Este marco conceptual se centra en considerar las aguas residuales municipales como una fuente potencial de agua, energía y materias primas secundarias.
Al alinear las vías del agua, la energía y los materiales, las plantas de tratamiento pueden cumplir sus requisitos operativos y contribuir al bienestar social, la sostenibilidad ecológica y el avance de la investigación.
La transición hacia un modelo de economía circular en las plantas de tratamiento de aguas residuales presenta un enfoque transformador para mejorar la sostenibilidad, reducir el desperdicio y recuperar recursos valiosos.
La conversión de las depuradoras en biofactorías permite recuperar nutrientes, generar energía, producir materiales de valor y devolver agua regenerada a distintos usos. En determinados procesos pueden recuperarse hasta el 5 % del nitrógeno y el 33 % del fósforo presentes en las aguas residuales.
COMO FUNCIONA UNA PTAR - PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Gestión circular de los residuos
La gestión de los residuos es un elemento importante para la mejora del medio ambiente. A menudo está vinculada, o incluso parcialmente integrada, con el saneamiento en algunos países.
Al igual que el saneamiento, la gestión de residuos integra la recogida y el tratamiento de líquidos y sólidos. La economía circular aplicada a los residuos busca conservar el valor de los materiales, reducir la generación de desechos y evitar que los recursos aprovechables terminen en vertederos.
A través de la gestión de los residuos domésticos e industriales, la noción de economía circular se ha estructurado en torno a siete pilares fundamentales: el suministro sostenible, el diseño ecológico, la ecología industrial, la economía de la funcionalidad, el consumo responsable, la prolongación de la duración del uso, el reciclaje y el fin de la vida útil del producto.
Algunos de estos pilares también pueden determinar un verdadero enfoque de economía circular para la gestión del agua. El ahorro de consumo, la simbiosis industrial, el reciclaje, los procesos de vertido cero, el uso de agua no convencional y la optimización energética mediante la recuperación de efluentes y lodos se basan en los mismos problemas y principios.
Prevención y valorización
El reto no consiste únicamente en tratar los residuos al final del proceso productivo. La circularidad debe actuar desde el diseño y la fase inicial de la cadena para maximizar la durabilidad frente a la obsolescencia programada e impulsar la servitización, la reutilización, el reciclaje y el reprocesado de los materiales.
Conforme la economía adquiera un carácter más circular, la fase final del ciclo productivo requerirá menos esfuerzos y costes de gestión. La investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación pueden proponer soluciones que permitan cambiar el modelo económico lineal hacia uno más circular y superar barreras económicas, higiénicas, sanitarias y normativas.
Agua y agricultura: una relación estratégica
La agricultura es uno de los sectores más dependientes del agua. Apostar por soluciones innovadoras y por un modelo basado en la economía circular entre ambos sectores es primordial para alargar el ciclo de vida del agua, contribuir a la conservación del medio ambiente y reducir costes.
La reutilización de aguas urbanas tratadas para riego puede reducir la presión sobre las fuentes de agua dulce. El aprovechamiento de lodos de depuradora como biofertilizante, previo tratamiento, permite recuperar materia y nutrientes que de otro modo podrían convertirse en residuos.
La recuperación de nitrógeno y fósforo de las aguas residuales para su uso agrícola crea una conexión entre saneamiento, producción de alimentos y reducción del impacto asociado a la extracción de materias primas para fertilizantes.
Industria y eficiencia hídrica
La implantación de la circularidad en el recurso hídrico comienza por mejorar la eficiencia del uso del agua en los procesos productivos y reducir su demanda mediante una gestión sostenible de los recursos hídricos.
- El aprovisionamiento sostenible de materias primas con un empleo responsable y eficiente del agua.
- El ecodiseño de instalaciones para mantener el valor de los productos a lo largo del tiempo y permitir la recuperación de materiales con el menor impacto sobre el medio ambiente y la salud humana.
- La regeneración y reutilización del agua dentro de la misma planta industrial.
- El uso de indicadores ambientales como herramientas de mejora, incluida la huella hídrica.
- El desarrollo de proyectos de compensación hídrica mediante la devolución de un volumen de agua equivalente al consumido en los productos.
- La maximización de la eficiencia energética y el uso de fuentes de energía renovables.
- La aplicación de soluciones 4.0 para optimizar el uso del agua, el funcionamiento de las plantas de tratamiento y los consumos en planta.
- La promoción de la simbiosis industrial y de nuevos modelos de negocio.
- El impulso de la investigación, el desarrollo y la innovación para regenerar y reutilizar corrientes de manera eficiente.
La simbiosis industrial permite que los subproductos, residuos, efluentes, energía o agua de una actividad puedan convertirse en recursos para otra. Este enfoque conecta la economía circular del agua con la gestión de residuos, la eficiencia energética y la colaboración entre empresas.
Indicadores para medir la circularidad del agua
Medir los resultados de la innovación puede fortalecer la percepción positiva de las entidades y de la sociedad civil sobre estas soluciones y aumentar su inversión. También es necesario establecer una metodología adecuada de contabilidad del agua que permita cuantificar el grado de circularidad de la economía en términos no financieros.
Un esquema de indicadores para medir la circularidad en el agua puede ayudar a optimizar la recolección de datos, mejorar el diseño de indicadores y proporcionar un marco para la toma de decisiones y la gestión hídrica.
| Ámbito | Aspectos que pueden medirse |
|---|---|
| Consumo de agua | Reducción de la extracción y eficiencia del uso del agua. |
| Reutilización | Volumen de agua regenerada destinado a riego, limpieza, refrigeración o procesos industriales. |
| Contaminación | Reducción de vertidos y sustancias nocivas incorporadas al suministro de agua. |
| Energía | Consumo energético de las plantas y generación de biogás, biometano o biohidrógeno. |
| Nutrientes | Recuperación de nitrógeno, fósforo y magnesio para su uso como fertilizantes. |
| Materiales | Recuperación de polímeros, microplásticos, celulosas, proteínas y compuestos bioactivos. |
| Residuos y lodos | Reducción de residuos finales y valorización de efluentes y lodos. |
La economía circular hídrica también forma parte de los criterios ambientales de la información ESG de las empresas con una elevada huella hídrica. Marcos e iniciativas como el CEO Water Mandate, los estándares GRI y el cuestionario de CDP Water valoran la capacidad de una compañía para medir su consumo, reutilizar el agua internamente, reducir la descarga de contaminantes y contribuir al equilibrio hídrico de las cuencas donde opera.
Innovación tecnológica en el tratamiento de aguas residuales
El pensamiento circular puede impulsar tecnologías de tratamiento más eficientes, infraestructuras más inteligentes y procesos optimizados que se alineen con los principios de reducción de residuos y eficiencia de recursos.
Entre las diversas innovaciones se encuentran los medios filtrantes basados en zeolitas, que pueden ofrecer ventajas sobre los medios filtrantes tradicionales de arena y antracita. Estos filtros mejoran la calidad del agua, aumentan la recuperación de recursos y contribuyen al enfoque de economía circular en el tratamiento de aguas residuales.
La innovación y la transferencia tecnológica en el sector del agua deben orientarse hacia la eficiencia energética e integral de las plantas de tratamiento y reutilización. También deben favorecer la integración o intensificación de alternativas que garanticen la regeneración y reutilización eficiente de las corrientes.
Marco normativo y planificación
La reutilización del agua, que durante años careció de un marco común, cuenta ahora con reglas específicas. El Reglamento (UE) 2020/741, relativo a los requisitos mínimos para la reutilización del agua, es aplicable desde el 26 de junio de 2023 y fija requisitos de calidad y gestión del riesgo para el uso seguro de agua regenerada en el riego agrícola.
El Real Decreto 1085/2024 aprueba el Reglamento de reutilización del agua en España y sustituye al antiguo Real Decreto 1620/2007, adaptando la normativa nacional al reglamento europeo.
La Ley 7/2022, de residuos y suelos contaminados para una economía circular, y la Estrategia Española de Economía Circular 2030 sitúan el agua entre los flujos prioritarios de la circularidad.
Este marco reduce una de las barreras históricas -la inseguridad jurídica- y facilita proyectos de agua regenerada con garantías sanitarias y ambientales. También resulta necesario continuar con el desarrollo del Plan Nacional de Depuración, Saneamiento, Eficiencia, Ahorro y Reutilización.
La Estrategia Española de Economía Circular se alinea con el ODS 12, “Producción y consumo sostenibles”, y con el ODS 6, “Agua y saneamiento”, que procura garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos.
Barreras para aplicar la economía circular
La falta de financiación, la compatibilidad entre normativa e innovación y la aceptación social complican la aplicación de la economía circular. También existen costes iniciales de inversión en infraestructuras circulares y una percepción social desigual sobre la calidad del agua regenerada.
- Costes iniciales de inversión en infraestructuras circulares.
- Percepción social sobre la calidad del agua regenerada.
- Descoordinación institucional entre gestores del agua, los residuos y la energía.
- Necesidad de integrar la circularidad en las políticas hídricas tradicionales.
- Compatibilidad entre normativa, innovación y nuevas tecnologías.
- Necesidad de mejorar la medición de resultados y la disponibilidad de datos.
- Necesidad de garantizar la seguridad sanitaria y ambiental de los usos posteriores.
La aceptación social puede mejorar mediante información clara, transparencia en la gestión del riesgo y demostración de los resultados ambientales y sanitarios. La medición de la innovación también puede fortalecer la percepción positiva de las entidades y de la sociedad civil.
La coordinación entre las políticas de agua, residuos, energía, agricultura, industria y ordenación territorial es necesaria para evitar soluciones aisladas y aprovechar las interdependencias entre los distintos flujos de recursos.
Políticas de transición hacia un modelo circular
La transición hacia la economía circular debe entenderse como un proceso transversal que no concentra los esfuerzos únicamente en la fase final del ciclo productivo. El diseño, la producción, el consumo, la reutilización, la reparación, la recuperación y el reciclaje deben formar parte de una misma estrategia.
La Estrategia Española de Economía Circular o España Circular 2030 sienta las bases estratégicas para la creación de una economía sostenible, limpia y competitiva que aporte beneficios a la sociedad y a la industria nacional.
La investigación, el desarrollo de tecnologías y la innovación pueden ser piezas clave para proponer soluciones que permitan a las empresas cambiar el modelo económico lineal hacia uno más circular. Estas herramientas también pueden contribuir a superar barreras de tipo económico, higiénico, sanitario y normativo.
El cambio de paradigma requiere combinar regulaciones, incentivos y una intervención sólida de múltiples partes interesadas. La cooperación entre administraciones públicas, empresas, centros de investigación, operadores de agua, agricultores y ciudadanía permite acelerar la transformación del mercado.
Gestión integrada del agua y los residuos
La gestión del agua y la gestión de los residuos están estrechamente relacionadas porque ambas buscan reducir la contaminación, recuperar recursos y evitar la pérdida de valor. El saneamiento integra la recogida y el tratamiento de líquidos y sólidos, mientras que la gestión de residuos puede incorporar corrientes de aguas residuales, lodos, biomasa y materiales recuperables.
El ahorro de consumo, la prevención de vertidos, la reutilización de agua no convencional, el reciclaje, los procesos de vertido cero y la recuperación de efluentes y lodos permiten conectar la circularidad hídrica con la circularidad de los materiales.
Las aguas residuales tratadas, los lodos adecuadamente gestionados, el biogás, los nutrientes y los materiales recuperados pueden reintroducirse en nuevos ciclos productivos, siempre que se cumplan los requisitos sanitarios, ambientales y normativos aplicables.
El tratamiento de aguas residuales deja así de ser exclusivamente una operación de eliminación de contaminantes y se convierte en una actividad de recuperación de recursos. Las plantas de tratamiento pueden funcionar como infraestructuras estratégicas para la seguridad hídrica, la producción de energía renovable, la recuperación de nutrientes y la reducción de residuos.
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