El problema no es recuperar agua, es qué hacer con lo que queda
Recuperar la mayor parte del agua de un efluente es relativamente accesible: tratamiento biológico, ultrafiltración y ósmosis inversa hacen ese trabajo con tecnología conocida y costo razonable.
El problema aparece con la corriente de rechazo. Es un volumen menor pero muy concentrado, y para llegar a descarga cero hay que eliminarlo por completo, lo que significa evaporar el agua que queda y quedarse con la sal.
Y evaporar cuesta energía. Mucha. Ese es el verdadero obstáculo de la descarga cero: no la tecnología, que existe y está probada, sino el consumo energético de la última etapa.
Las etapas de un esquema ZLD
- 01
Pretratamiento y tratamiento convencional
Remoción de sólidos, grasas, dureza y materia orgánica. Todo lo que ensuciaría o incrustaría las etapas siguientes tiene que salir aquí.
- 02
Recuperación por membranas
Ultrafiltración y ósmosis inversa recuperan el grueso del agua. Es la etapa más eficiente en energía por metro cúbico recuperado.
- 03
Concentración avanzada
Ósmosis inversa de alta presión, ósmosis inversa de salmuera o electrodiálisis para reducir aún más el volumen del concentrado antes de la evaporación, que es la etapa cara.
- 04
Evaporación
Evaporadores de múltiple efecto o de recompresión mecánica de vapor. Aquí se consume la mayor parte de la energía de todo el esquema.
- 05
Cristalización
Termina de evaporar y produce una sal sólida manejable. Es la etapa que técnicamente cierra el círculo y lleva la descarga líquida a cero.
- 06
Disposición del sólido
La sal resultante hay que caracterizarla y disponerla conforme a su naturaleza. Según su composición puede tener valor comercial o ser un residuo con costo de disposición.
La curva de rendimientos decrecientes
Aquí está el argumento que más falta en las conversaciones sobre descarga cero.
Recuperar la primera gran porción del agua es relativamente barato: membranas convencionales lo hacen con buena eficiencia energética. Recuperar la siguiente porción cuesta más, porque el agua remanente está cada vez más concentrada y hay que vencer una presión osmótica creciente. Y recuperar el último tramo cuesta desproporcionadamente más, porque ya solo se puede hacer evaporando.
Dicho de otro modo: la mayor parte del beneficio —agua recuperada, descarga reducida— se obtiene bastante antes de llegar a cero. El último tramo, que es el que da el título de «descarga cero», es el que consume la mayor parte del presupuesto energético.
Por eso conviene preguntarse si el objetivo real es cero, o si es reducir la descarga y el consumo de agua de primer uso todo lo que sea económicamente razonable. En la mayoría de los casos, lo segundo entrega casi el mismo resultado ambiental a una fracción del costo.
Cuándo sí tiene sentido ir a cero
No existe descarga viable
Sitios sin cuerpo receptor ni alcantarillado disponible, o donde el permiso de descarga simplemente no se obtiene. Ahí no es una opción entre varias: es la condición para operar.
El costo de descarga es prohibitivo
Cuando los derechos por descarga, el transporte de efluente o las sanciones superan el costo de operar el esquema.
Estrés hídrico severo
Sitios donde el agua de primer uso no está disponible en la cantidad requerida a ningún precio, y la única fuente confiable es la propia agua recuperada.
La sal tiene valor
En algunos procesos el sólido recuperado es un subproducto comercializable, lo que cambia por completo la ecuación económica.
Preguntas frecuentes
- ¿Descarga cero significa cero residuos?
- No. Significa cero descarga líquida. Los contaminantes no desaparecen: se concentran en un residuo sólido que hay que caracterizar, manejar y disponer. El problema cambia de estado físico, no se elimina.
- ¿Cuánto más cuesta ZLD que reúso parcial?
- Sustancialmente más, y la diferencia está casi toda en la etapa de evaporación y cristalización, tanto en inversión como en energía. Por eso conviene evaluar primero hasta dónde llega el reúso convencional y qué fracción del beneficio ya se captura ahí.
- ¿Hay alternativas a la evaporación térmica?
- Existen tecnologías de concentración que reducen el volumen a evaporar —ósmosis inversa de salmuera, electrodiálisis— y también esquemas de evaporación solar donde el clima y el terreno lo permiten. Ninguna elimina la etapa final, pero sí pueden reducir mucho su carga.
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