Análisis de ciclo de vida de un sistema de depuración desde la perspectiva de metabolismo urbano: el caso de Guadalajara
La transversalidad del medio ambiente en la toma de decisiones es una cuestión en auge y para la que se desarrollan nuevos soportes de decisión. Conceptos como metabolismo urbano nos ayudan a entender la complejidad de las ciudades. El agua residual es uno de los flujos a destacar. Las implicaciones ambientales, sociales y económicas de la falta de saneamiento son importantísimas. La degradación de la calidad del agua y de los ecosistemas, el incremento de costes de potabilización o problemáticas de salud pública como prevención de epidemias y enfermedades infecciosas, son algunos ejemplos. El Análisis de Ciclo de Vida (ACV) se presenta como una herramienta adecuada para la evaluación de los impactos potenciales asociados a la depuración.
Jorge Senán Salinas. Graduado en Ciencias Ambientales por la Universidad de Barcelona y máster en Hidrología y Gestión de los Recursos Hídricos de la Universidad de Alcalá y la Universidad Rey Juan Carlos
La crisis de las ciudades y metabolismo urbano
La densificación en grandes ciudades conlleva la aparición de retos ambientales para técnicos y gestores. La necesidad de suministrar energía y objetos necesarios para la vida, la gestión de los desechos o la gestión integral del agua implica una gran superficie de dependencia tanto como fuente, como sumidero. Es aquí donde entran las nuevas corrientes de pensamiento y de modelo de ciudad, como las Smart-Cities. Pero hay algunos conceptos y visiones más transcendentales a la hora de analizar que sirven de base para la construcción de modelos futuros (Diaz Álvarez 2014). Es el caso de metabolismo urbano. Una concepción ecológica de las urbes que ofrece herramientas para entender cuáles son los flujos de materias y energía, tanto en relación a la ciudad con el entorno como dentro de la misma ciudad, no solo a nivel conceptual, sino cuantificable (Rosado et al. 2014; Zhang 2013). El objetivo es crear un sistema en red donde las implicaciones de las decisiones futuras puedan interpretarse, aportando información como cuanto incrementará el consumo de energía, el agua consumida, los residuos generados o la dependencia de recurso de una política de incentivos a determinado sector o un cambio urbanístico (Zhang et al. 2014).
Análisis de ciclo de vida y metabolismo urbano
Un paso más allá es el transformar esos flujos y los servicios que implican en impactos potenciales. Es en este punto donde se implementa el análisis de ciclo de vida (ACV) como una metodología versátil y flexible. El ACV es una herramienta basada en una metodología estandarizada (regulada por la ISO 14000 y por la 14040 principalmente) que consiste en la cuantificación y análisis de los impactos potenciales asociados al consumo de materias primas (entradas) y emisiones al medio (salidas), durante toda o parte de la vida de un producto o servicio (desde el diseño al desecho pasando por producción, distribución, uso y distintas variantes); tanto directos como indirectos. Aunque con limitaciones propias como el número limitado de factores de impacto o criterios subjetivos como la normalización o la ponderación. Además de poder cuantificar los impactos potenciales de cada la alternativa, permite identificar los puntos donde se genera mayor impacto y los susceptibles de mejora. Pudiendo así actuar sobre ellos. Un ejemplo es el caso de Oslo y el ciclo integral del agua (Venkatesh et al. 2014).
Figura 1. Metodología del ACV y usos comunes según ISO 14040 (2006).
Aplicación al Sistema de depuración de Guadalajara
Desde el instituto IMDEA Agua, bajo el marco del proyecto LIFE ENV/ES/000751 TRANSFOMEM, se están realizando estudios de ACV. En concreto, se ha evaluado el Análisis de ciclo de vida con OpenLCA (un software libre) de un sistema de depuración convencional desde la perspectiva de metabolismo urbano: el caso de Guadalajara.
La estación de depuración de aguas residuales (E.D.A.R.) de Guadalajara está situada al sur de la ciudad. Tiene una capacidad de 45.000 m3 diarios y recibe aguas residuales mayoritariamente urbanas (>80%) y asimilables urbanas, procedentes de la actividad industrial. La E.D.A.R. está gestionada por Guadalagua S.L. empresa concesionaria dedicada a la gestión integral del agua en Guadalajara, incluyendo abastecimiento, alcantarillado y depuración. Gracias a su colaboración se realizó un inventario amplio y real que favoreció la veracidad del análisis.
En el análisis se incluyeron los mismos flujos de la depuradora (como el influente y el efluente) y todos los servicios asociados como suministro de reactivos, producción eléctrica, gestión e fangos y de residuos. No sé incluyó el impacto evitado del agua residual ya que el objetivo del trabajo era la evaluación de los impactos potenciales asociados al vector agua residual de Guadalajara. Sin embargo, el impacto del agua residual como vertido potencial fue estudiado como sistema aparte, considerándolo alternativa 0 (vertido del agua sin tratar). El último sistema estudiado fue una alternativa a la gestión actual de fangos (valorización en agricultura, su caracterización como residuo y su gestión como tal). Estos sistemas fueron estudiados en tres perspectivas culturales y temporales de Thompson del método ReCiPe (Goedkoop et al. 2009). Los resultados fueron realmente sorprendentes.
El análisis ACV permitió establecer una serie de consideraciones. Por un lado, el consumo eléctrico de la E.D.A.R supone el principal impacto del tratamiento del agua residual en la E.D.A.R (60-80% del impacto total). Por otro, como era de esperar, el tratamiento supone un impacto positivo para la calidad de agua del río Henares y un impacto negativo sobre el efecto del cambio climático (debido al consumo energético). Este análisis podría servir de base para establecer líneas futuras de investigación como la inclusión de energía renovable para el sistema de depuración, la ampliación del tratamiento de la E.D.A.R. con un tratamiento terciario para reutilizar el agua o la búsqueda de nuevos compuestos coagulantes sin contenido en metales que minimicen el potencial impacto ambiental de los fangos.
Bibliografía
Clavreul, J., Guyonnet, D. & Christensen, T.H., 2012. Quantifying uncertainty in LCA-modelling of waste management systems. Waste Management, 32(12), pp.2482–2495.
Diaz Álvarez, C.J., 2014. Metabolismo urbano: herramienta para la sustentabilidad de las ciudades. Interdisciplina, 2(2), pp.51–70.
Goedkoop, M. et al., 2009. ReCiPe 2008 . Report 1 : Characterisation.
Rosado, L., Niza, S. & Ferrão, P., 2014. A Material Flow Accounting Case Study of the Lisbon Metropolitan Area using the Urban Metabolism Analyst Model. Journal of Industrial Ecology, 18(1), pp.84–101.
Venkatesh, G., Sægrov, S. & Brattebø, H., 2014. Dynamic metabolism modelling of urban water services – Demonstrating effectiveness as a decision-support tool for Oslo, Norway. Water Research, 61, pp.19–33.
Zhang, Y., 2013. Urban metabolism: A review of research methodologies. Environmental Pollution, 178, pp.463–473.
Zhang, Y., Zheng, H. & Fath, B.D., 2014. Analysis of the energy metabolism of urban socioeconomic sectors and the associated carbon footprints: Model development and a case study for Beijing. Energy Policy, 73(2014), pp.540–551.