agua residual tratada en la agricultura -...

Dr. Felipe I. Arreguín Cortés

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Director General

Profesor UNAM

Agua residual tratada en la agricultura

Noviembre de 2017

Antecedentes sobre el uso del agua residual en la agricultura

El reúso inició en la isla de Creta

en Grecia, hace casi 3,000 años.

Fuente: Moreno et al. 2003.

Felipe Arreguín Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Países con uso de agua residual tratada para riego agrícola

A nivel mundial se riegan del orden

de 20,000,000 ha

con agua residual tratada

Fuente: UN-WATER, 2013. Proceeding of the UN-WATER Project on the safe use of wastewaterin agriculture. FAO-OMS-UNEP-UNU-INWEH-ICID-CIID-IWM1, 2013.

Fuente. FAOSTAT

Fuente: www.redalc-china.org/PP20Seminario%20ALC-China/Eje%20C/C2/Christina%20 Siebe.pdf


http://www.redalc-china.org/PP20Seminario ALC-China/Eje C/C2/Christina

Reúso de agua residual en las políticas públicas

Agenda 2030 para el desarrollo sostenible:

Septiembre de 2015: 193 de los países miembros de la Asamblea General de lasNaciones Unidas firmaron los acuerdos de la agenda 2030:

En el objetivo 6, dedicado al Agua y Saneamiento, se establece en la Meta 6.3 el compromiso de reducir a la mitad el porcentaje de agua residual sin tratar y aumentar su reciclado y reutilización segura a nivel mundial.

Fuente: ONU, 2015. Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible.


Compromiso de los países para aumentar el tratamiento de las aguas residuales


La experiencia de Israel

• Produce 440 Mm3 de AR

• Recolecta el 95%

• Trata el 75%

• Tiene 200 reservorios con agua de reúso para riego agrícola.

Fuente: Quipuzco 2004, citado por Cisneros y Saucedo 2016.

Metodología:

Pretratamiento, tratamiento y reservorios como unidades de tratamiento o pulimento y al

suelo se le considera como un biofiltro.

El riego es principalmente por gravedad, aunque también tienen goteos.

Riega

alrededor de

20,000 ha

con agua

residual

tratada


La planta de tratamiento Shafdan en Israel,

produce 130 hm3/año

La experiencia de España

• En la provincia de Andalucía se reutilizan 53 Hm3 de aguas residuales

tratadas

• De este volumen el 32.2% va directamente al riego.

• 3,500 Ha con reúso, en invernaderos. Fuente: Junta de Andalucía, 2007, citado por Cisneros y Saucedo, 2016.

Metodología: Recolección, tratamiento secundario y conducción a invernaderos,

almacenamiento en cisternas, sistemas de filtrado y rayos ultravioleta para

garantizar la inocuidad del agua en la producción.Felipe Arreguín


La experiencia de Argentina

Metodología: Tratamiento con lagunas, áreas de cultivos restringidos, con riego por

gravedad y convenios tripartitas entre organismos operadores de las lagunas,

gobierno y asociaciones de regantes.

Provincia de

Mendoza, 9,408 ha.

Riego de árboles

forestales para

producción de

madera y vid para

vino.

• En Mendoza se generan 39 Millones de galones diarios de AR.

• Recolectan el 80% y tratan el 70%.

Fuente: Mastrantonio, 2006. Felipe Arreguín Instituto Mexicano de Tecnología del Agua


La experiencia de Irán En Irán el 92 % del agua dulce

accesible se utiliza en las actividades

agrícolas.

Las necesidades hídricas anuales

totales de la red de riego Varamin son

de unos 600 millones de m3, que

supuestamente debían ser cubiertas

por la presa Lar en el río Jajroo y aguas

subterráneas.

En la actualidad, se utilizan 120

millones de m3 de aguas residuales

en la red de riego Varamin, que se

incrementarán hasta llegar a los 280

millones de m3 tras la conclusión del

plan de desarrollo.

Ubicación de la planicie de Varamin y el canal de

Teherán (Tehran Regional Water Company, 2012)

Condiciones para el uso de agua residual tratada en riego

✓Aridez y déficit de precipitación, búsqueda defuentes alternativas disponibles.

✓Disponibilidad durante todo el año.

✓Aporte de nutrientes y materia orgánica quereducen los costos de fertilización.


Condiciones para el uso de agua residual tratada en riego

✓Reconocen que el agua residual tratada es un recurso muy valioso.

✓Su política de uso prioriza la salud, elcuidado del Medio Ambiente y el reciclaje enproducción agrícola.

✓Sus costos de tratamiento inferiores al costodel m3 de agua potable.

✓Política de inversión orientada paraincrementar la productividad agrícola porunidad de agua y tierra utilizados.


Por su clima seco en la mitad norte de su territorio

es común la escasez natural de agua.

México vulnerable por su ubicación geográfica


Latitude North: 32° 43 ‘ 06” N

Latitude South: 14° 32 ‘ 27” N

Equator

Tropic of Cancer 23° 26’ N

Tropic of Capricorn 23° 26’ S

Mis

ma lati

tud

qu

e lo

s g

ran

des

de

sie

rto

s d

el m

un

do

HURACANESAtlántico desde 1851

Pacífico desde 1949


Atlántico desde 1851Pacífico desde 1949

Trayectorias históricas de los huracanes


Precipitación normal en México 1981-2010

Anual: 740 mm


Precipitación normal anual en México (mm)

Anual: 740 mm

Fuente: CONAGUA (2017)

Contraste regional entre agua renovable y desarrollo


Agua renovable 2015 Población 2015 Aportación PIB 2015

67.0 % 23 % 20.2 %

33.0 % 77 % 79.8 %

Agua renovable per capita, 2015

Norte, centro y noroeste1583.05 m3/hab/año

Promedio nacional3,692.20 m3/hab/año

Sureste10, 733.99 m3/hab/año

Fuente: CONAGUA (2017)

Anomalía de temperatura(Diferencia respecto a la media 1980 – 2015 )

Fuente: NASA

La mayor parte del calentamiento global ha ocurrido en los últimos 35 años, con 16 de los 17

años más cálidos registrados desde 2001.

2016 es el tercer año consecutivo en que se ha establecido un nuevo registro de temperatura

global.

El planeta se ha calentado 1.1 °C desde finales del s. IXX

Años record


Octubre 2017

Octubre 2017 fue el 2do octubre más cálido en 137 años de registros

México en cifras

• 1 959.3 miles de km2

• 121.8 millones de hab.

(CONAPO, 2015)

• Densidad 58 hab/km2

• 23 % en localidades

menores a 2 500

habitantes

• 188 596 localidades con

menos de 2 500

habitantes (INEGI, 2014)

• 3 736 m3/hab/año

disponibilidad natural

media (2015) Felipe Arreguín Instituto Mexicano de Tecnología del Agua


104 cuencas hidrográficas

declaradas oficialmente sin

disponibilidad de agua

Disponibilidad de agua superficial

Fuente: Estadísticas del Agua en México, 2016

Disponibilidad de agua subterránea

281

97

8193

2331

2211 13

10

50

100

150

200

250

300

0-25 25-50 50-75 75-100 100-125 125-150 150-175 175-200 200-300 300-400

GRADO DE EXPLOTACIÓN DE LOS ACUÍFEROS, 2014

Grado de explotación = ExtracciónRecarga

X 100 (%)

106 ACUÍFEROS

SOBREEXPLOTADOS

547 ACUÍFEROS

SUBEXPLOTADOSN

ÚM

ERO

DE

AC

UÍF

ERO

S

28

88

En los últimos 40 años la reserva de

cerca de 100 acuíferos fue minada por

sobreexplotación y se continua al ritmo

de unos 5,400 millones de metros

cúbicos por año.

105 acuíferos

sobreexplotados

Felipe Arreguín-Instituto Mexicano de Tecnología del Agua

Fuente: Estadísticas del Agua en México, 2016 Felipe Arreguín


Principales retos de la

administración eficiente del

agua

• Escasez

• Contaminación

• Impacto del cambio global sobre el ciclo

hidrológico

• Falta de ordenamiento territorial

• Mejorar la administración del agua

• Incrementar inversión en investigación y

desarrollo tecnológico

• Recursos financieros


Usos del agua


Las aguas residuales en el ciclo del agua

Distritos de Riego

Unidades de Riego

Valle del Mezquital, norte de la Ciudad de

México y los tres distritos de riego: DR-003

Tula, DR-100 Alfajayucan y DR-112 Ajacuba

donde hasta 2015 se ha utilizado agua

residual de la Ciudad de México sin

tratamiento.

Valle del Mezquital


Las concentraciones promedio y las desviaciones estándar de los

distintos metales pesados y metaloides (N=9) (Guédron y

colaboradores, 2014) y los rangos de concentración de los

compuestos farmacéuticos (N=12) (siemnes y colaboradores, 2008)

medidos en el agua residual vertida en el valle del Mezquital se

encuentran en UTM 14Q.

Planta de Tratamiento Atotonilco


La planta de Atotonilco de

Tula con 23 000 lps de

capacidad y hasta 35 000

lps de capacidad

promedio total en época

de lluvias.

Servicios de “Agua y Drenaje de Monterrey”

Desde hace 20 años se trata el 100%

del agua residual de la Ciudad de

Monterrey:

• En 2016 alcanza una capacidad

para tratar 15 m3/s:

• Trata 13.6 m3/s.

• 7 m3/s van al riego agrícola

(intercambio por agua de la

presa el Cuchillo con

Tamaulipas).

• 2 m3/s se venden a la industria.

• La PTAR Dulces nombres

aprovecha el gas metano para

el 30% de sus necesidades

energéticas.

Fuente: Servicios de Agua y Drenaje de Monterrey. Gobierno del Estado de Nuevo León.


Fuente: CONAGUA, 2015. IMTA, 2016

Superficie regada con agua residual tratada en distritos de riego

Distrito de RiegoSuperficie dominada

(ha)

Superficie regada con

agua residual tratada (ha)

Principales cultivos

D.R.003 Tula, Hgo. 52,270 43,564Avena, cebada forrajera, trigo, maíz, frijol y alfalfa.

D.R. 100 Alfajayucan, Hgo. 32,118 21,103Avena forrajera, maíz, calabacita , chile y alfalfa.

D.R. 030 Valsequillo, Pue. 33,206 21,000 Maíz, sorgo y alfalfa.

D.R. 009 Valle de Juárez, Chih. 24,492 11,500 Trigo, algodón, alfalfa y sorgo forrajero.

D.R. 088 Chiconautla, Edo. de Méx. 4 ,490 1,200 Avena forrajera, maíz grano y alfalfa.

D.R. 016 Morelos 33,768 15,000Maíz, cebolla, calabacita, arroz, ejote, caña de azúcar, mango, jícama y arroz.

D.R. 020 Morelia-Queréndaro, Mich. 20,665 16,702 Trigo, avena, maíz, sorgo y alfalfa.

D.R. 025 Bajo Río Bravo, Tamp. 248,391 27,000 Maíz, sorgo y zacate buffel.

D.R. 001 Pabellón, Ags. 11,800 5,825Avena forrajera, pastos, maíz , hortalizas yalfalfa.

D.R. 052 Durango 22,922 2,700Avena, trigo, maíz (grano y forrajero) nogal y alfalfa.

D.R. 031 Las Lajas, N.L. 3,693 1,918 Sorgo y zacate buffel.

D.R. 066 Santo Domingo, BCS 38,101 4,734Garbanzo, trigo, maíz, frijol, alfalfa, naranja y espárrago.

D.R. 085 La Begoña, Gto. 10,823 3,874Zanahoria, cebada, trigo, sorgo , maíz, frijol y alfalfa.

D.R. 112 Ajacuba, Hgo. 4,855 2,832 Avena, cebada forrajera, maíz y alfalfa.Total 530,772 178,952


Técnica dominante para el tratamiento del agua residual en México

55% de las PTARsmunicipales usan “Lodos Activados”

Plantas en operación:

2477 municipales

2832 industriales.

Cobertura nacional de tratamiento de aguas residuales municipales del 57.0%

Fuente: CONAGUA, 2016.


Marco regulatorio para el uso de agua residual tratada en México

NOM-001-SEMARNAT-96

Establece límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas

residuales en agua y bienes Nacionales, 2 muy importantes en riego agrícola:


Contaminación potencial difusa por agroquímicos


Categorización de los principales contaminantes del agua provenientes de la

agricultura y la contribución relativa de los sistemas de producción agrícola


Avances en materia de reúso de aguas residuales

• Marco Regulatorio

• Se ha aplicado el riego restringido por selección de cultivos

• Intercambio de aguas

• Se cuenta con tecnología de tratamiento que garantiza calidad de agua de riego.

• Experiencia e información para vincular la calidad del agua con la preparación de los terrenos y el manejo del cultivo (uso seguro del agua residual tratada).


Escenario deseable para el aprovechamiento seguro del agua residual tratada para riego agrícola

✓ Todas las PTARs con tratamiento secundario.

✓ Infraestructura de conducción para llevar las aguas tratadas de las plantas hasta

los campos agrícolas.

✓ Infraestructura y convenios con agricultores para el almacenamiento y manejo

de sistemas de aguas residuales tratadas.

✓ Programas gubernamentales que fomenten el usos de agua residual tratada

para la producción agrícola de alimentos.

✓ Incentivos económicos y fiscales para empresas, que produzcan alimentos y

materia prima para la industria, que utilicen agua residual tratada para el riego

agrícola.

✓ Coordinación con el sector salud para vigilar el medio y atender a trabajadores

agrícolas que manejan agua residual tratada.

✓ Capacitación continua para productores y trabajadores agrícolas en zonas con

reúso de aguas residuales.

✓ Incluir en los programas académicos relacionados el riego con agua residual

tratada.


Método de las barreras múltiples para reducir los

riesgos relacionados con el consumo en la cadena

alimentaria, aplicado al riego con aguas residuales


Bases generales para reúso

agrícola

1. Fomentar uso en zonas periféricas a

localidades y en zonas áridas o

semiáridas

2. Verificar que el agua residual No provenga de la

industria

3. Con calidad bacteriológica dentro de los límites de la

NOM-001-SEMARNAT-96

4. Suelos de adecuada

permeabilidad y drenaje de ± 5

cm/día. Acuíferos con más de 20 m de

profundidad

5. Cultivos tolerantes a

salinidad, y adoptar técnicas de manejo

del riego y del cultivo

6. Patrón de cultivos rentable para los

productores

En resumen, el uso de agua residual tratada en la agricultura debe considerar:

Fuente: Cisneros y Saucedo , 2016Felipe Arreguín


Investigación, innovación y desarrollo tecnológico

• Producción limpia

• Control de la contaminación difusa

• Medición de contaminantes emergentes

• Métodos de medición rápida

• Tratamiento avanzado de efluentes

• Tratamiento para poblaciones de escasos recursos

• Contaminación por la producción de alimentos

• Evaluación del impacto antrópico en acuíferos

• Elaboración de criterios de calidad del agua

• Reúso y reciclaje del agua


Dr. Felipe I. Arreguín Cortés

Director General

Noviembre de 2017

¡Gracias!


agua residual tratada en la agricultura -...

Documents