La reutilización de aguas regeneradas en España: ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA

1 LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS REGENERADAS EN ESPAÑA: EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN EL MARCO DEL PROyECTO CONSOLIDER-TRAGUA TREATED URbAN WASTEWATER REUSE IN SPAIN: THE CONSOLIDER-TRAGUA PROJECT CASE STUDy EXAMPLES De Bustamante, I.1, Cabrera, M.C.2, Candela, L.3, Lillo, J.4 y Palacios, MP.5 Resumen La reutilización de aguas depuradas en España se realiza desde hace décadas, siendo uno de los países en los que esta práctica está más extendida. Sin embargo, no se llega a reutilizar más del 5% del total de las aguas residuales recogidas, aunque en algunos casos, como en Canarias, el agua depurada ha llegado a suponer un 20% del agua consumida. En este artículo se presentan tres ejemplos de reutilización de aguas depuradas con una importante incidencia en los aspectos ambientales y asociados a condiciones hídricas diversas. Los estudios se están llevando a cabo dentro del Proyecto CONSOLIDER-TRAGUA cuyo objetivo es abordar de manera integrada los aspectos implicados en la reutilización de aguas residuales procedentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas. Las zonas seleccionadas para los estudios de campo se sitúan en Andalucía donde el agua regenerada se aplica a filtros verdes y riego de cultivos para la obtención de biodiesel; Canarias para riego de campos de Golf y Cataluña donde el agua es inyectada para generar una barrera hidráulica contra la intrusión marina del acuífero. En los tres casos estudiados se incide en los aspectos suelo-agua-planta y sus impactos en el medio. Palabras clave: Reutilización, Aguas regeneradas, Zona no saturada, España Abstract The treatment of urban waste water is imperative to prevent environmental pollution. Reuse of treated waste waters for irrigation or aquifer recharge allows the partial recovery of the treatment costs. Moreover, the reuse emerges as an alternative water resource in arid and semi-arid areas. However, the effects of those applications in the soil-plant system, water systems and aquifers remains very little known. Those effects depend on the receptor system features, and for this reason they must be identified and well defined prior the reuse of the treated waste water in order to know the environmental response. The aim of this paper is to show the work regarding the reuse of waste waters from urban treatment plants that is nowadays carried out in three different scenarios (Canarias, Catalonia and Sevilla). The comparison and discussion of results involving the establishment of a common methodology is foreseen. Even if Spain is one of the European countries where more waste water is reused, the amount of reused water is still very little significant, taking into account that the reuse potential is around 10 times over the actual level (Hochstrat et al., 2005). Recent legislation (Real Decreto 1620/2007, BOE 2007) transposes the water framework European directive (Directive 2000/60/EC) and incorporates the concept and definition of reclaimed (regenerada) water. In the framework of the CONSOLIDER_TRAGUA Research Program, several aspects involved in the urban waste water reuse are considered from an integrated approach (Gómez et al., 2009). Among those aspects, it is included the assessment of the effects of that reuse in the physical environment. Three cases are investigated, considering their differences in geography, hydrology, and reuse technologies: a) the hydraulic barrier against the saline intrusion in the Llobregat Delta (Barcelona, Catalonia), b) the irrigation of the golf course of Bandama (Gran Canaria, Canary Islands), and c) the land application (green filter) in Carrión de los Céspedes (Sevilla). In the Llobregat Delta, a control of a saline intrusion is exerted by the installation of a positive hydraulic barrier by injection of treated wastewater derived from the treatment plant of Depurbaix that started in 2007 (Cazurra, 2008). The injected waste water is from the tertiary stage and it has undergone an additional treatment consisting of ultrafiltration, inverse osmosis, and ultraviolet disinfection. As a complement to the conventional water analyses (physicochemical parameters, major ions), 170 emerging compounds are being monitored, including pharmaceuticals (antibiotics, drugs), personal care products, pesticides/herbicides, steroids and hormones, gasoline additives, antiseptics, etc. The monitoring of those compounds is essential because not all of them are eliminated during the treatment. Bimonthly sampling surveys are been carried out in the influent and effluent of the treatment plant, and in the wells from the local ( at 1 km distance) and regional network (more than 2.5 km distant from the injection wells). The first results show that not all compounds detected in the 1 Dpto. de Geología. Universidad de Alcalá de Henares. Tf: +34918854921, [email protected] 2 Dpto. de Física. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. España. Tf: +3428454478, [email protected] 3 Dpto. de Ingeniería del Terreno. Universidad. Politécnica de Cataluña. España. Tf: +34934076868, [email protected] 4 Dpto. de Biología y Geología, Universidad Rey Juan Carlos. Tf +34914887016, javier[email protected] 5 Dpto. de Producción animal. Universidad. de Las Palmas de Gran Canaria. España. Tf: +3428454353, [email protected]. es Artículo enviado el 04 de noviembre de 2009 Artículo aceptado el 22 de enero de 2010 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº 1 - Mar. 2010. pp. 117. Irene de Bustamante; María del Carmen Cabrera; Lucila Candela;Javier Lillo y María del Pino Palacios 2Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 influent were eliminated in the tertiary treatment. However, under the additional treatment most of them are removed, and only 11 remain with a concentration above 0.1 µg/L (Teijón et al., 2008). The data from the sampling surveys carried out in the wells of the local network during 2007 and 2008 point out the presence of up to 26 out of the 170 analyzed compounds in the groundwater prior to the injection. Caffeine, Gemfibrozil, Hydrochlorotiazine and Iopromide occur in with a concentration above 0.5µg/L. Iopromide is related to the natural recharge of the aquifer, as this compound is not detected in the treated waste water. The research in the golf course of Bandama is focused in the processes affecting to the water applied to the soil and the vadose zone, from the start of the water infiltration up to its arrival to the aquifer. The golf course has an extension of 14.5 ha, being irrigated with treated waste water by a spraying system since 1976. A desalination method is being applied to reduce the water salinity since 2002. Irrigation frequencies are variable, depending of the year’s season, reaching up to a maximum of 7 mm/day. The irrigated specie is Kikuyu (Pennisetum clandestinum), a C4 grass well adapted to warm and saline environments. The rocks in the area constitute the volcanic cone and caldera of Bandama, and they consist of basaltic lavas and pyroclastics deposits of 2000 years in age. These rocks are overlaying older basaltic and fonolitic rocks (up to 13 Ma) with intercalated alluvial conglomerates, that are outcropping in the caldera. The Gran Canaria island is considered as a unique aquifer with a piezometric domo-like surface (Custodio y Cabrera, 2008), that in the area of the golf course is located at 250 m of depth. The uppermost part of the vadose zone is constituted by a soil 0.5-1 m thick, but the water preferentially flows through fractures in the rest of the vadose zone, and in lesser extension through porosity. The study of the soil has been based on unaltered samples. Two different types of soils have been identified, with different behavior regarding water infiltration and ion mobility and biological activity (Palacios et al., 2009). To collect samples of the water in soil, a lysimeter has been installed in situ at 60 cm depth. In addition, sampling surveys are carried out in a gallery (El Culatón) located 50 m beneath the golf course, to get representative samples of the water that flowing through the vadose zone is reaching the aquifer. Nowadays, a periodic sampling of the irrigation, lysimeter, gallery and selected wells waters is being carried out. Analyses of water included physicochemical parameters, major ions, heavy metals and selected emerging compounds determinations, including nicotine, methamizol, paraxanthine, ibuprofen, cafeine, fluoxetine, and permetrine. The water samples from the lysimeter show that there is a noticeable increment in Na+, K+, Ca++, Mg++, NH4+, NO3y B, derived from a high soil lixiviation. The composition of the water samples from the gallery points out that it may be draining a perched aquifer affected by the irrigation (Cabrera et al., 2009). Regarding the emerging pollutants, nicotine and caffeine are detected in the most of the analyzed samples, being the rest of compounds in variable amounts (ng/L). In Carrión de los Céspedes, a new green filter has been designed for water reuse, biomass production and aquifer recharge. The design basis is the control of the conditions in order to identify the effects of the green filter. Four plots of ground have been prepared for the crops, two as blank parcels to be irrigated with clean water (from a well); and the other two to be irrigated with treated waste water. Two species have been selected to perform the study: Jatropha curcas L. y Paulownia tomentosa. The quality of the applied water fits those requirements established by the 1.a Annex of the R.D. 1620/2007. The study of the soil and materials underlying was based on geophysical (Electric Resistivity Tomography, Lillo et al., 2009) and geological (drill core sampling and outcrops study) methods. Three lithological units have been identified beneath an organic-rich agricultural soil: a) the uppermost unit is composed of fine to very fine sands (plagioclase, quartz, illite, kaolinite, calcite, and minor halite) with low water content, displaying a variable thickness (0-2 m); b) the main unit is formed by clayey silts (plagioclase, quartz, illite, montmorillonite, kaolinite, calcite, and minor halite), displaying a thickness over 10 m, with frequent carbonate nodules and paleosoil structures; c) the lowermost unit, the regionally so-called “blue marls unit”, a non-permeable unit that is considered the lower limit of the aquifers. Nine 3-piezometer nests were installed reaching depths of 2, 6 and 10 m. Textural, mineralogical, physicochemical analyses, water content and density were determined in samples from the drill cores. After the installation of piezometers, and prior to start the irrigation, a sampling survey was carried out to obtain the base line composition of ground water. Analyses of water included physicochemical parameters and major ions, coliforms and helminth eggs and emerging pollutants. The compositional data show high mineralized waters with high concentrations of Cland Na+. Thus, most of the samples correspond to Cl-Na waters, with some variations to Cl-Na-Mg, and Cl-Na-Ca. No pollution has been detected from the ammonia, organic carbon or nitrate data. Regarding the emerging pollutants, nicotine, paraxanthine, caffeine and cotinine have been detected, probably related to regional flows of ground water. Key words: Reuse, reclaimed water, vadose zone, Spain. INTRODUCCIÓN La necesidad de depurar los efluentes, en especial los de origen urbano, producidos como consecuencia de la actividad humana para evitar la contaminación ambiental es un hecho incuestionable. Además, la reutilización de las aguas depuradas para usos diversos, como el regadío o la recarga artificial de acuíferos, permite la recuperación parcial de los costes derivados del proceso de depuración y especialmente en las zonas áridas y semiáridas proporciona un recurso de agua alternativo. Por ello, la reutilización es una práctica cada vez más extendida. Si bien desde finales del siglo XX el agua procedente de depuradora ha sido utilizada para diversos fines, se ha producido un incremento generalizado en los últimos años (Levine y Asano, 2004, Durham et al, 2005; Hochstrat el al., 2005). Los usos derivados de su aplicación pueden ser diversos y abarcan desde los menos restrictivos (p.e riego de bosques) hasta los más exigentes (riego de productos agrícolas para La reutilización de aguas regeneradas en España: Ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA 3 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 su consumo en fresco), siempre y cuando se consigan unos criterios de calidad del agua mínimos para que su utilización sea segura. Posiblemente, el uso más extendido sea en la agricultura, por la existencia de numerosas ventajas derivadas del enriquecimiento en nutrientes, implicaciones socio-económicas, reducción de la dosis de aplicación de abonos y posibilidad de gestionar los efluentes de una forma más efectiva (Candela et al., 2007). A partir de los años 70, surge el concepto de aguas depuradas (reclaimed, newater, regeneradas, etc.) en numerosos países (Israel. EEUU, España, entre otros), aplicable a las aguas depuradas cuya calidad las hace susceptibles de ser reutilizadas, aunque con un enfoque desde el punto de vista sanitario (FAO) mayoritariamente. Sin embargo se desconocen los efectos desfavorables que pudieran producirse, tanto en el sistema planta-suelo como en las aguas superficiales y los acuíferos subyacentes para minimizar su impacto. Recientemente y como respuesta a la gran reutilización de aguas residuales urbanas tratadas en agricultura, se viene demostrando un creciente interés por la presencia de los denominados productos farmacéuticos y de uso personal (PPCPs) en las aguas subterráneas y superficiales (Sedlak et al., 2000). Estos efectos, que dependen en gran medida de las características del medio receptor, deben ser caracterizados previamente a la reutilización de este tipo de agua. El objetivo de este artículo es presentar los trabajos actualmente en desarrollo dirigidos a la reutilización del agua procedente de depuradoras urbanas y que de forma coordinada se lleva a cabo en España en tres escenarios diferentes (Canarias, Cataluña y Sevilla). La comparación de resultados y la discusión de los mismos se realizan a partir del establecimiento de una metodología común. USOS AMbIENTALES DE LA REUTILIZACIÓN EN ESPAÑA España es el país europeo con mayor déficit hídrico donde los recursos hídricos no convencionales, como la desalación o el agua procedente de depuradora, constituyen una parte importante de la gestión integrada de los recursos hídricos de forma generalizada. Paralelamente, también es uno de los países que más agua reutiliza aunque en cantidades poco significativas; no se llega a reutilizar más del 5% del volumen de las aguas residuales captadas, aunque según estudios recientes, el potencial de reutilización unas 10 veces superior al nivel actual (Hochstrat et al., 2005). Entre las causas de la escasa reutilización, cabe citar la ausencia de protocolos de tratamiento para las aguas regeneradas en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), ausencia de criterios claros tanto en la elección de tecnologías para tratamientos avanzados como en los instrumentos que permitan establecer las ventajas económicas y sociales de la reutilización. Recientemente, la ausencia de indicadores de calidad de las aguas reutilizables en función de los usos se ha visto subsanada mediante la publicación de legislación específica al respecto, con el Real Decreto 1620/2007 (BOE, 2007) por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. Este Real Decreto desarrolla la legislación pendiente tras la publicación del Plan Hidrológico Nacional (11/2005) a la vez que da cumplimiento a las exigencias del Reglamento de Dominio Público Hidráulico y transpone la Directiva Marco del Agua (Directiva 2000/60/CE) e incorpora el concepto y la definición de ‘agua regenerada’, cuyo uso requerirá una concesión administrativa que se concederá según la posterior utilización del agua. En el Real Decreto, se distinguen los siguientes usos: urbano, agrícola, industrial, recreativo y ambiental y en su anexo I se recogen los criterios de calidad diferenciados según los usos, aportando límites de obligado cumplimiento. Los criterios definidos tienen la consideración de mínimos obligatorios exigibles, incluyendo parámetros físico-químicos y sanitarios. Además, para el resto de los parámetros es necesario que las aguas depuradas cumplan con las condiciones necesarias para el vertido de aguas residuales según se recoge en el Real Decreto 1315/1992 (BOE, 1992). La Tabla 1 resume los usos y las calidades de agua indicadas en el citado Real Decreto, comparándolas con los datos recogidos por Levine y Asano (2004) basados en las normas de la EPA. La tabla no incluye otros criterios que se especifican en la norma española, que en función de los usos contempla el control de otros contaminantes, como Legionella sp. si existe riesgo de aerolización o nitratos si se va a proceder a recarga de acuíferos. EJEMPLOS DE REUTILIZACIÓN EN EL PROyECTO CONSOLIDER-TRAGUA En el marco del proyecto de investigación CONSOLIDER-TRAGUA, iniciado en 2006, se aborda de manera integrada los diferentes aspectos implicados en la reutilización de aguas residuales procedentes de EDARs (Gómez et al., 2009). Entre los diversos objetivos planteados se incluye la realización de un inventario de aguas residuales potencialmente aptas para su reutilización, el establecimiento de protocolos de tratamiento en función de sus características cualitativas, los aspectos económicos y estimación del impacto de su reutilización sobre el medio físico. Un aspecto importante del proyecto está constituido por la investigación de la reutilización de aguas orientados a la recarga de acuíferos y a regadío. Los estudios se desarrollan en tres áreas (Cataluña, Andalucía y Canarias; Fig. 1) caracterizadas por su diversidad geográfica, condiciones hídricas diferenciadas y la reutilización del agua regenerada mediante diversas metodologías. Las aguas regeneradas se aplican al establecimiento de una barrera hidráulica Irene de Bustamante; María del Carmen Cabrera; Lucila Candela;Javier Lillo y María del Pino Palacios 4Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 Tabla 1: Comparación entre los usos y criterios de calidad del agua a reutilizar según el Real Decreto 1620/2007 para España y los usos recogidos por Levine y Asano (2004) según la adaptación de la Environmental Protection Agencia de USA Real Decreto 1620/2007 – España Levine y Asano (2004) – Aplicaciones típicas, adaptadas de US EPA Usos del agua Criterios de calidad Uso del agua regenerada Objetivos Tratamientos Uso Urbano 1.1 Residencial: riego de jardines privados y descarga de aparatos sanitarios Nemátodos intestinales < 1 huevo/10 L Eschericia coli = 0 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <10 mg/L Turbidez ≤ 2 NTU Sin restricción de acceso: Riego de jardines, sistemas contra incendios, construcción, fuentes, usos en edificios (lavabos, aire acondicionado) DBO ≤ 10 mg/L Turbidez ≤ 2 NTU CF = ND Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario, Filtración y Desinfección 1.2 Servicios: Riego de zonas verdes urbanas, baldeo de calles, sistemas contra incendios, lavado industrial de vehículos Nemátodos intestinales < 1 huevo/10 L Eschericia coli <200 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <20 mg/L Turbidez ≤ 10 NTU Riego de zonas con acceso restringido: Campos de Golf, cementerios, usos residenciales, cinturones verdes DBO ≤ 30 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario y Desinfección Riego agrícola 2.1 Riego de cultivos con sistema de aplicación del agua regenerada con las partes comestibles para alimentación humana en fresco Nemátodos intestinales < 1 huevo/10 L Eschericia coli <100 UFC /100 mL* Sólidos en suspensión <20 mg/L Turbidez ≤ 10 NTU Cultivos comestibles: Cultivos para consumo humano sin cocinar DBO ≤ 10 mg/L TSS ≤ 2 mg/L CF ≤ ND/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario, Filtración y Desinfección La reutilización de aguas regeneradas en España: Ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA 5 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 Real Decreto 1620/2007 – España Levine y Asano (2004) – Aplicaciones típicas, adaptadas de US EPA Usos del agua Criterios de calidad Uso del agua regenerada Objetivos Tratamientos 2.2 Riego de productos para consumo humano con tratamiento industrial posterior Riego de pastos Acuicultura Nemátodos intestinales < 1 huevo/10 L Eschericia coli <1000 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <35 mg/L Cultivos no comestibles o que necesitan procesado: Forrajes, fibras, cultivos de semillas, pastos, viveros comerciales, granjas de césped, acuicultura DBO ≤ 30 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario y Desinfección 2.3 Riego de cultivos leñosos que impida el contacto del agua con los frutos, flores ornamentales, viveros, invernaderos sin contacto directo, cultivos industriales no alimentarios, forrajes, cereales y semillas oleaginosas Nemátodos intestinales < 1 huevo/10 L Eschericia coli <10000 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <35 mg/L Uso Industrial 3.1 Aguas de proceso y limpieza excepto en la industria alimentaria y otros usos industriales. Nemátodos intestinales - Sin límite Eschericia coli <10000 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <35 mg/L Turbidez ≤ 15 NTU Sistemas de refrigeración, aguas de proceso, aguas de caldera, actividades de construcción y aguas de limpieza DBO ≤ 30 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Secundario y Desinfección Aguas de proceso y limpieza para uso en la industria alimentaria Nemátodos intestinales - 1 huevo/10 L Eschericia coli <1000 UFC /100 mL* Sólidos en suspensión <35 mg/L 3.2 Torres de refrigeración y condensadores evaporativos Nemátodos intestinales - 1 huevo/10 L Eschericia coli = 0 UFC /100 mL Sólidos en suspensión <5 mg/L Turbidez ≤ 1 NTU Tabla 1: Cont. Irene de Bustamante; María del Carmen Cabrera; Lucila Candela;Javier Lillo y María del Pino Palacios 6Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 Real Decreto 1620/2007 – España Levine y Asano (2004) – Aplicaciones típicas, adaptadas de US EPA Usos del agua Criterios de calidad Uso del agua regenerada Objetivos Tratamientos Usos Recreativos 4.1 Riego de campos de golf Nemátodos intestinales - 1 huevo/10 L Eschericia coli = 200 UFC /100 mL Sólidos en suspensión < 20 mg/L Turbidez ≤ 10 NTU Incluidos en el riego de zonas con acceso restringido DBO ≤ 30 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario y Desinfección 4.2 Estanques, masas de agua y caudales circulantes ornamentales en los que está impedido el acceso al público Eschericia coli = 10000 UFC /100 mL Sólidos en suspensión < 35 mg/L Pesca, remo y otras actividades recreativas sin contacto directo con el cuerpo humano DBO ≤ 30 mg/L Turbidez ≤ 2 NTU CF ≤ ND mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario y Desinfección Prohibido en España Masas de agua sin restricciones en el contacto con el cuerpo humano (natación, etc.) DBO ≤ 10 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario, Filtración y Desinfección Tabla 1: Cont. La reutilización de aguas regeneradas en España: Ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA 7 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 Real Decreto 1620/2007 – España Levine y Asano (2004) – Aplicaciones típicas, adaptadas de US EPA Usos del agua Criterios de calidad Uso del agua regenerada Objetivos Tratamientos Usos ambientales 5.1 Recarga de acuíferos por percolación localizada a través del terreno Eschericia coli = 1000 UFC /100 mL Sólidos en suspensión < 0 mg/L Recarga de acuíferos: recuperación, control de la intrusión marina y control de la subsidencia Específicos para cada caso 5.2 Recarga de acuíferos por inyección directa Nemátodos intestinales - 1 huevo/10 L Eschericia coli = 0 UFC /100 mL Sólidos en suspensión < 10 mg/L Turbidez ≤ 2 NTU 5.3 Riego de bosques, zonas y de otro tipo no accesible al público Silvicultura Turbidez ≤ 2 NTU 5.4 Otros usos ambientales (mantenimiento de humedales, caudales mínimos y similares) La calidad mínima requerida se estudiará caso por caso Humedales artificiales, mejora de humedales naturales y sostenimiento de cauces DBO ≤ 30 mg/L TSS ≤ 30 mg/L CF ≤ 200/100 mg/L Cl2 residual = 1 mg/L pH 6-9 Secundario, Desinfección ND = No detectados UFC = Unidades formadoras de colonias TSS = Total de sólidos disueltos CF = Coliformes fecales * realizando un muestreo a tres clases con valores fijados Tabla 1: Cont. Irene de Bustamante; María del Carmen Cabrera; Lucila Candela;Javier Lillo y María del Pino Palacios 8Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 contra la intrusión marina, para regadío de campos de golf en el mantenimiento de filtros verdes. Barrera hidráulica contra la intrusión salina. Delta del Llobregat (Barcelona) El delta del río Llobregat, formación sedimentaria de 97 km2 de extensión situada en las proximidades de Barcelona (Fig. 1) constituye uno de los mejores ejemplos hidrogeológicos estudiados desde los años 60 del que existen innumerables publicaciones al respecto (Custodio, 1981; Candela et al 1988; Iribar et al., 1997; Abarca et al., 2006;). El delta, desarrollado al pie de la Cordillera Litoral Catalana, está formado por materiales cuaternarios de naturaleza detrítica depositados sobre materiales de edad pliocena, a excepción de las zonas de borde donde descansa sobre materiales más antiguos. A nivel hidrogeológico, la formación deltaica está caracterizada por la presencia de tres acuíferos: el valle Bajo, el acuífero superficial y el acuífero profundo. El primero de estos se extiende por el actual valle aluvial del río hasta el estrechamiento del valle, donde se divide en dos acuíferos separados por una cuña de limos grises de 40 m de potencia. La cuña de limos confina la formación acuífera profunda, salvo en las zona de borde donde desaparece y los dos acuíferos pasan a estar hidráulicamente conectados por unas arenas finas. El acuífero confinado, de 6m de espesor medio, está constituido por materiales cuaternarios detríticos (arenas finas y gravas) y se extiende a lo largo de casi toda la superficie deltaica, prolongándose hacia el mar por debajo de la cuña de limos (Fig. 2). El acuífero superior, inicialmente surgente, no está sometido a explotación dada la elevada contaminación de sus aguas. El acuífero inferior ha constituido una fuente importante de abastecimiento para las industrias implantadas en el zona Figura 1. Situación geográfica de las tres áreas de estudio seleccionadas para la reutilización de las aguas regeneradas y ha estado sometido a una gran explotación, que ha conducido a un descenso piezométrico generalizado desde los años 70 y a las presencia de intrusión marina en diversos sectores. Los valores de contenido de cloruros en algunos de los pozos muestreados llegaron alcanzar valores de hasta 20.000 mg/L. A lo largo de los años se han realizado diversos estudios encaminados al estudio y posible control de la cuña de intrusión marina en el acuífero profundo, aunque no es objetivo de esta publicación realizar Figura 2. El Delta del Llobregat (Barcelona). A) Situación geográfica y B) perfil longitudinal donde se observa la presencia de los dos acuíferos separados por la cuña de limos (marrón). una extensa revisión. Entre las propuestas cabe destacar la construcción de una barrera hidráulica positiva de inyección, similar a la que existe actualmente en funcionamiento en el Orange County Water District (California), mediante agua regenerada procedente de la planta de tratamiento Depurbaix (Cazurra, 2008). La primera fase de la barrera, objeto de este artículo, consta de 4 pozos de inyección aunque el P4 no está operativo actualmente, (Fig. 3) de 70 m de profundidad, separados 300 m entre si y totalmente penetrantes en el acuífero inferior. Se sitúan paralelos a la linea de costa a una distancia de 1500 m. Los pozos se perforaron en 2006, presentan un diámetro de 610 mm y presentan 6 m de rejilla perforada a lo largo del nivel acuífero. Según resultados de los ensayos hidráulicos efectuados después de la perforación, los valores de transmisividad oscilan entre 700 y 2000 m2/día (P1 y P3 respectivamente) y 100200 m2/ día (P2 y P4) (Ortuño et al. 2008; Teijon et al., 2008). La reutilización de aguas regeneradas en España: Ejemplos de aplicación en el marco del proyecto CONSOLIDER-TRAGUA 9 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 En marzo de 2007 se inició la inyección de 2.500 m3/ día de agua regenerada y el total de agua inyectada a finales del mismo año se estima en 244.000 m3. El agua inyectada está constituida por agua residual depurada en la EDAR mediante tratamiento terciario, y posteriormente sometida a ultrafiltración, ósmosis inversa y desinfección ultravioleta. Para una mayor descripción de los trabajos realizados se remite al lector a los artículos de Ortuño et al., (2008) y Cazurra (2008). Como complemento al proyecto global llevado a cabo por la Agencia Catalana del Agua-ACA, en este estudio se ha controlado la presencia de 170 compuestos emergentes, prioritarios y metales pesados considerados de interés en muestras de agua procedentes de la depuradora, aguas regeneradas para inyección y pozos del acuífero (Tabla 2). Los contaminantes emergentes (Daughton, 2001) constituyen un grupo de compuestos químicos de origen muy diverso caracterizados por su elevada producción y consumo, lo que comporta su continua presencia en el medio ambiente, por lo que no necesitan ser persistentes para ocasionar efectos negativos. Entre ellos se incluyen fármacos (antibióticos, analgésicos, etc.), productos para diagnóstico, esteroides y hormonas, antisépticos, productos para el cuidado personal (protectores solares, fragancias, etc.), aditivos de gasolina, etc. Aunque en su mayoría son compuestos orgánicos, se diferencian de los agroquímicos por presentar múltiples grupos funcionales. Este hecho añaden complejidad a su transporte y degradación en el medio ambiente, y a las técnicas analíticas necesarias para su monitoreo. En general estos compuestos no son ni acumulativos ni volátiles, aunque los perfumes son tóxicos, bioacumulativos, persistentes y volátiles. Los efectos que pueden llegar a producir en el hombre y en la biota son desconocidos y al ser introducidos de una forma continua en el medio se convierten en contaminantes persistentes, incluso si su periodo de degradación es corto. Su origen en el medio ambiente es diverso (Daughton, 2001). El mayor porcentaje procede de los fármacos excretados a través de la orina y heces y que se incorporan al agua de de las redes de saneamiento. En otras ocasiones, su presencia se origina a partir de lixiviado de vertederos, escorrentía en zonas con animales estabulados, descarga directa de aguas negras debido a tormentas e incluso a partir de la producción de proteínas por plantas modificadas genéticamente (conocido como biofarming). La necesidad de un control exhaustivo de la calidad del agua a inyectar es prioritaria dado que no todos los contaminantes son eliminados en el tratamiento terciario (Ternes et al., 2002). El gran interés existente sobre los contaminantes emergentes desconocidos o no reconocidos como tales en el medio acuático (Sedlak et al., 2000), reside en el desconocimiento de sus efectos sobre el medio ambiente y la salud humana. Por otro lado, se debe destacar la legislación existente sobre presencia de ‘sustancias prioritarias de necesario control’, en el apartado 5 del artículo 16 de la Directiva 2000/60/CE (anexo X). A todo ello se debe añadir la aprobación por el Gobierno de España del Real Decreto 1620/2007, comentado anteriormente. Las campañas de muestreo y medida de niveles se realizan en pozos de la red local (situados en un radio inferior a 1 km de los pozos de inyección) y de la red regional (situados a una distancia de hasta 2,5 km, sin muestrear) en coordinación con el ACA y la Figura 3. Situación de los pozos de inyección y muestreo correspondientes al estudio de la barrera hidráulica del Delta del Llobregat Irene de Bustamante; María del Carmen Cabrera; Lucila Candela;Javier Lillo y María del Pino Palacios 16 Aqua-LAC - Vol. 2 - Nº.1 - Mar. 2010 acuíferos por compuestos emergentes (fármacos, productos de perfumería, etc.). Se debe destacar que en los tres casos estudiados se detectó en el acuífero la presencia de compuestos emergentes cuya procedencia no parece estar asociada a las prácticas de reutilización aplicadas actualmente. El origen debe buscarse en la incorporación a la recarga natural de los acuíferos de aguas no tratadas, vertidas a cauces de ríos directamente conectados con las aguas subterráneas o lixiviados producidos en la red sanitaria que afecten directamente a los acuíferos subyacentes. A lo largo del desarrollo de proyecto, la integración de los datos obtenidos permitirá identificar los aspectos hidrológicos de interés en las diversas aplicaciones, y en especial evaluar los procesos que tienen lugar en el suelo, la zona no saturada y el propio acuífero e identificando los posibles contaminantes que lleguen al mismo. AGRADECIMIENTOS Los trabajos presentados se llevan a cabo en el marco del Proyecto CONSOLIDER-TRAGUA (CSD200600044), financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España. Asimismo se agradece al Real Club de Golf de Las Palmas su colaboración en la realización de los trabajos llevados a cabo en el Campo de Golf de Bandama, a la Fundación Centro de las Nuevas Tecnologías del Agua (CENTA) su colaboración en los trabajos realizados en la Planta de Carrión, a la Fundación Mapfre la financiación de algunos de los trabajos desarrollados en Carrión, a la Agencia Catalana del Aigua por la información proporcionada y colaboración en el proyecto. 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