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Innovación en el tratamiento de aguas residuales: hacia una gestión sostenible y eficiente


04/06/2025

Formación
Innovación en el tratamiento de aguas residuales: hacia una gestión sostenible y eficiente

 

  • Artículo de opinión de Diego Fernando Roa Triana, estudiante becado por la Cátedra Aguas de Valencia durante el curso 2024-25
 
En la actualidad, las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) se enfrentan a desafíos importantes relacionados con la sostenibilidad ambiental, la eficiencia energética y la seguridad operativa.
 
Uno de los problemas más comunes en estas instalaciones es la emisión de ácido sulfhídrico (H?S), un gas tóxico que, además de generar malos olores, representa un riesgo para la salud humana y contribuye a la corrosión prematura de la infraestructura.
 
Este fenómeno, común en redes de saneamiento y zonas de pretratamiento, puede afectar tanto al entorno de la planta como a su operatividad y costes de mantenimiento.
 

El impacto de las nuevas tecnologías en el sector

 
En este contexto, las nuevas tecnologías aplicadas al tratamiento de aguas residuales están permitiendo una transformación profunda del sector. Entre ellas destaca el uso de softsensors: sistemas que, a través de modelos matemáticos y algoritmos de aprendizaje automático, permiten estimar variables críticas que no siempre pueden medirse de forma directa y continua.
 
“Queremos utilizar los datos para anticipar la formación de ácido sulfhídrico y dosificar de forma óptima los productos químicos necesarios para su neutralización, como pueden ser las sales de hierro o los nitratos”
 
Estos sistemas se alimentan de datos en tiempo real provenientes de sensores físicos instalados en la planta o parámetros de laboratorio y procesan esta información para generar una estimación precisa de otros indicadores clave. En el caso que nos ocupa, el objetivo es utilizar los datos para anticipar la formación de H?S y dosificar de forma óptima los productos químicos necesarios para su neutralización, como pueden ser las sales de hierro o los nitratos.
 
Actualmente, en muchas EDAR la dosificación de estos productos se realiza con base en análisis puntuales o programaciones fijas, lo que implica el riesgo de sobredosificar (incrementando costes y el impacto ambiental) o subdosificar (permitiendo la emisión del gas).
 
Un sistema de control inteligente basado en softsensors permitiría automatizar este proceso, ajustando la dosificación en función de las condiciones reales y predichas del influente, logrando una enorme mejora en la precisión y eficiencia.
 
“Estudios preliminares y proyectos piloto demuestran el potencial de estos sistemas para reducir significativamente el consumo de reactivos y las emisiones fugitivas”
 
Estudios preliminares y proyectos piloto ya demuestran el potencial de estos sistemas para reducir significativamente el consumo de reactivos y las emisiones fugitivas.
 

El uso de softsensors en las aguas residuales

 
Desde el punto de vista de la gestión de recursos hídricos, este tipo de innovación representa una oportunidad para dar un salto cualitativo.
 
Las aguas residuales ya no deben considerarse un desecho, sino una fuente potencial de recursos y energía. Al optimizar su tratamiento, no solo se mejora la calidad del efluente que se devuelve al medio natural, sino que también se avanza hacia un modelo de economía circular, donde el agua, los nutrientes y la energía contenidos en ella pueden recuperarse y reutilizarse.
 
En términos de eficiencia energética, el potencial es igualmente prometedor. Las EDAR son instalaciones energéticamente intensivas, representando entre el 1 y el 3% del consumo eléctrico nacional en muchos países europeos, incluyendo España.
 
“Además del beneficio ambiental y económico, esta transformación tecnológica conlleva una importante mejora en la seguridad laboral y la calidad de vida de las comunidades cercanas”
 
Sin embargo, estudios recientes revelan que muchas plantas operan con una eficiencia inferior al 50%. La introducción de algoritmos inteligentes que ajusten procesos clave (como la aireación o el bombeo) en función de las condiciones reales puede reducir significativamente este consumo, minimizando así la huella de carbono del tratamiento del agua.
 
Además del beneficio ambiental y económico, esta transformación tecnológica conlleva una importante mejora en la seguridad laboral y la calidad de vida de las comunidades cercanas. El ácido sulfhídrico es un gas altamente tóxico; incluso en concentraciones bajas puede causar síntomas como irritación de ojos y mucosas, mientras que en concentraciones altas puede ser letal. El control automatizado y proactivo de su emisión, por tanto, tiene una dimensión ética y social relevante.
 
Otro aspecto a destacar es el valor que esta investigación aporta al conocimiento técnico y científico. El uso combinado de técnicas como Random Forest, Redes Neuronales o Gradient Boosting para modelar procesos ambientales complejos abre la puerta a nuevas formas de entender y optimizar infraestructuras críticas.
 
Estos modelos, además, pueden adaptarse y escalarse a otras áreas del ciclo integral del agua o a industrias con problemáticas similares de contaminantes. Si bien su implementación requiere una cuidadosa calibración, asegurar la calidad de los datos de entrada y una integración efectiva con los sistemas de control existentes (SCADA), el valor que aportan justifica el esfuerzo y la inversión.
 
“La implementación de softsensors no solo representa una mejora operativa demostrable en el corto plazo, sino un paso hacia el futuro de las infraestructuras críticas: más inteligentes, más sostenibles y más conectadas”
 

La tecnología impulsa la transformación digital del sector del agua

 
En definitiva, estamos ante un ejemplo tangible de cómo la tecnología, la ciencia de datos y la ingeniería ambiental pueden confluir para aportar soluciones reales a retos globales como la gestión sostenible del agua, la eficiencia energética y la reducción de emisiones contaminantes.
 
La implementación de softsensors no solo representa una mejora operativa demostrable en el corto plazo, sino un paso hacia el futuro de las infraestructuras críticas: más inteligentes, más sostenibles y más conectadas.
 
Este tipo de proyectos marcan el camino hacia una transformación digital del sector del agua, donde la toma de decisiones se basa en datos, se anticipan los problemas antes de que ocurran y se garantiza un uso más racional de los recursos.
 

Fuente www.upv.es/contenidos/CATAGUAS


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