¿Cómo pueden las compañías de aguas reducir los vertidos de aguas pluviales? (Parte 1)

La reducción de los vertidos por desbordamiento de aguas pluviales es uno de los principales objetivos de las empresas de abastecimiento de agua para mejorar el servicio y proteger el medio ambiente. Lograr cero vertidos pluviales nocivos implicará sin duda una solución múltiple para optimizar la rentabilidad y mantener el servicio de la forma más sostenible posible. Tomando como ejemplo el sector de las aguas residuales del Reino Unido, examinaremos un informe gubernamental publicado recientemente en el que se fijan objetivos quinquenales de reducción de los vertidos.¹. En él se desglosan los costes de las distintas soluciones para conseguir que los vertidos por desbordamiento de aguas pluviales sean nulos en 2050. Como este informe sólo presenta los costes de capital y explotación (CAPEX/OPEX) de las opciones de alto CAPEX de forma aislada, destacaremos las ventajas de utilizar una estrategia conjunta. Ésta se basará en el uso de soluciones iniciales, de rápida implantación y bajo CAPEX a corto, medio y largo plazo, junto con una o más opciones de alto CAPEX. Esta estrategia conjunta maximizaría los beneficios globales al reducir el impacto ambiental, los plazos de ejecución y las molestias a la población.

Los aliviaderos combinados de aguas pluviales (CSO) son un elemento común de muchas redes de aguas residuales. Su función es servir de válvula de seguridad para el vertido de aguas residuales no tratadas al medio natural durante los periodos de lluvias torrenciales, cuando la presión sobre el sistema es excesiva. Debido a su impacto ambiental, suelen estar sometidas a un estricto control y regulación. En algunos países, las compañías de aguas pueden incluso enfrentarse a importantes multas por utilizar en exceso los aliviaderos de aguas pluviales y provocar episodios de contaminación fuera de las condiciones de tormenta. En ninguna parte es esto más conmovedor que en el Reino Unido. Hace poco, el Secretario de Medio Ambiente británico propuso elevar el límite máximo de las multas a las compañías de aguas en 1000% hasta 250 millones de libras (290 millones de euros) por incidente de contaminación.¹. Esto llega en un momento en que las autoridades reguladoras también han fijado objetivos estrictos a las compañías de aguas para eliminar el impacto nocivo de los vertidos de aguas pluviales hasta 2050.

Sólo en Inglaterra hay unos 15.000 aliviaderos de tormentas. Sin embargo, estas válvulas de seguridad se utilizan cada vez con más frecuencia fuera de los periodos de lluvias intensas. En 2021, 90% de desbordamientos de aguas pluviales vertieron al menos una vez, y 5% lo hicieron más de 100 veces, incluso en parajes naturales de alta prioridad, como lugares de especial interés científico y zonas de baño designadas. Al igual que muchas redes de todo el mundo, las redes de aguas residuales del Reino Unido se han visto sometidas a la presión de muchos factores externos. Entre ellos, los cambios meteorológicos debidos al cambio climático, el aumento de la población, el desarrollo urbano y los malos hábitos de consumo, que provocan atascos en la red de alcantarillado.

Las autoridades reguladoras han publicado recientemente objetivos quinquenales de reducción de vertidos en Inglaterra para cubrir 75% de desbordamientos pluviales en lugares de alta prioridad para 2035 y todos los desbordamientos pluviales para 2050 (Figura 1).². Además del aumento de las multas, los reguladores prevén una mayor vigilancia para cubrir 100% de desbordamientos por tormentas de aquí a finales de 2023 y se ha impuesto a las compañías de aguas una inversión obligatoria de 56.000 millones de libras (65.000 millones de euros) para mejorar las infraestructuras asociadas.

Para cumplir los objetivos quinquenales, las compañías de aguas se centrarán principalmente en modernizar la anticuada arquitectura de la red, emplear infraestructuras verdes y mejorar la eficiencia operativa. Para ello habrá que tener en cuenta factores como el cambio climático, que provoca veranos más secos e inviernos más húmedos, lo que aumenta la presión sobre el sistema de alcantarillado.

La ruta alta de CAPEX para eliminar los vertidos pluviales

La separación de la red de alcantarillado combinado y la construcción de almacenamientos adicionales son dos de las principales opciones destacadas en el informe gubernamental asociado. Son las únicas opciones que podrían eliminar el uso de los desbordamientos de aguas pluviales de forma independiente como solución solitaria. La separación de la red de alcantarillado combinado implicaría la construcción de nuevos colectores para las aguas residuales que discurrirían paralelos a la red en todo el país. El sistema de alcantarillado combinado sólo se utilizaría entonces para las aguas pluviales. Para eliminar los vertidos mediante la opción de mayor almacenamiento sería necesario aumentar la capacidad equivalente a 40.000 piscinas olímpicas para dar cabida a todas las aguas pluviales.

Aparte de estas dos opciones principales, una tercera posibilidad es el uso de Sistemas de Drenaje Sostenible (SDS). Estos sistemas desvían el agua de lluvia de la red de alcantarillado filtrándola lentamente de vuelta al entorno natural. Esta opción incluye diversas medidas, como árboles en fosas, jardines de lluvia junto a las calles y medidas a nivel de las propiedades. Sin embargo, tendría que combinarse con otras estrategias para conseguir un vertido cero de aguas pluviales.

Limitaciones de las estrategias de alto CAPEX

Se calcula que estas tres opciones conllevan elevados niveles de gastos de capital (Figura 2), largos plazos de ejecución, altos niveles de carbono integrado (emisiones totales de CO2 asociadas a la construcción del proyecto)³ así como un impacto negativo en las facturas de los consumidores (Figura 3). Las principales opciones también presentan un alto riesgo de daño ambiental y causarían años de perturbación de la vida pública. Las tres opciones conllevan importantes incertidumbres.

En el caso de la opción de separación completa, no se calculó la relación coste-beneficio, el carbono incorporado ni los costes de explotación, aunque esta opción es la que tiene el nivel más alto de gastos de capital. Lamentablemente, la relación coste-beneficio del aumento del almacenamiento es baja, pero los costes de capital inherentes podrían estar inflados por 30%. Además, lograr cero vertidos utilizando sólo un mayor almacenamiento costaría más de 100.000 millones de libras (115.000 millones de euros) que lograr una media de sólo 10 vertidos al año utilizando la misma opción (23.000-38.000 millones de euros). Se trata de una diferencia enorme que ofrece potencialmente grandes posibilidades para una estrategia conjunta. En el caso de la opción SuDS, en la que el análisis beneficio-coste ofrece un panorama más positivo, también existen incertidumbres. Por ejemplo, las estimaciones de costes y los costes de explotación significativamente más elevados que llevan asociados podrían tener también costes ocultos relacionados con las emisiones. Dicho esto, los sistemas de canalización de aguas residuales ofrecen grandes ventajas medioambientales en lo que respecta a la hidrología natural, la mejora del medio ambiente y la ecología y un impacto social positivo.

Utilizar las opciones de bajo CAPEX para resolver los problemas subyacentes y reducir los gastos de capital.

La última opción propuesta en el informe del Gobierno se denomina "medidas alternativas para reducir los vertidos de aguas residuales y eliminar las ineficiencias de la red". Es en esta opción donde pueden encontrarse soluciones de bajo CAPEX/OPEX, rápidas de aplicar y que no tienen la importante huella de carbono de las opciones de alto CAPEX. Estas soluciones van desde campañas de concienciación dirigidas a cambiar el comportamiento de los consumidores hasta el uso de métodos analíticos basados en datos. Por ejemplo, los equipos de mantenimiento podrían utilizar un enfoque basado en datos para resolver los problemas de atascos que, si no se resuelven, provocan interrupciones en el suministro de agua e incidentes de contaminación. Esto supone un argumento a favor de la selección de una estrategia conjunta de bajo-CAPEX y alto-CAPEX como la forma más beneficiosa de eliminar los vertidos por desbordamiento de aguas pluviales. Las implicaciones son múltiples:

Reducir la presión sobre el cumplimiento de los objetivos de reducción desde el principio

En primer lugar, las opciones de alto gasto de capital tienen plazos de ejecución largos y, por tanto, tardan más en alcanzar los objetivos de reducción. Aplicar con éxito soluciones de bajo CAPEX por adelantado ayudaría a reducir los vertidos con mayor rapidez, lo que permitiría a las empresas alcanzar los objetivos con mayor rapidez y eficacia.

Reducir el impacto medioambiental

Existen opciones de bajo CAPEX que pueden aplicarse con niveles de carbono integrados comparativamente mínimos, en contraste con todas las opciones de alto gasto de capital.³. La separación completa y el aumento de las opciones de almacenamiento causarían un daño medioambiental significativo. La reducción de los requisitos de cualquier opción de alto CAPEX tendrá además un efecto positivo en la reducción del carbono integrado de los elementos de alto CAPEX de una estrategia conjunta. Además, existen opciones de bajo CAPEX que podrían reducir las emisiones asociadas a las operaciones industriales al mejorar la eficiencia de los equipos industriales. Esto supone una gran ventaja para las empresas de agua a la hora de avanzar hacia un futuro más sostenible.

Cuestiones que no se abordan en las opciones de alto CAPEX

Uno de los problemas de confiar en las opciones de alto CAPEX es que puede que no se ocupen realmente de los problemas inherentes al sistema que podrían ser la causa de episodios de contaminación, como la obstrucción de las bombas. Por ejemplo, según un análisis de los datos de la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido⁴ entre 2015-2020, las obstrucciones y los fallos de los activos fueron responsables de 80% de episodios de contaminación por desbordamiento del alcantarillado. Solo en 2020, esta cifra fue de 87%. Cualquier estrategia conjunta que se elija debe abarcar todas las causas principales de los episodios de contaminación y el uso de los desbordamientos de aguas pluviales para eliminar eficazmente los CSO.

Reducir las perturbaciones de la vida pública

Además, las opciones de bajo CAPEX, una vez implantadas, supondrían una perturbación mínima o incluso nula de la vida pública. Esto reduce el impacto negativo que los grandes proyectos de ingeniería podrían tener en la imagen corporativa. Al reducir los requisitos de los elementos de alto CAPEX de una estrategia conjunta, esto también tendría un efecto positivo en la reducción de las perturbaciones.

Reducir el alcance y los costes de las opciones de alto CAPEX

Por último, la magnitud de los costes de inversión de las opciones de alto CAPEX está relacionada con el alcance de los requisitos. Si una opción de bajo CAPEX se aplicara pronto, aunque fuera a menor escala, su impacto en la reducción de los vertidos podría medirse rápidamente y extrapolarse para estimar su impacto en toda la red de alcantarillado. Una reducción de los vertidos anuales mediante métodos de bajo CAPEX implica una reducción de los requisitos globales de las opciones de alto CAPEX. Lo más probable es que esta reducción de las necesidades se traduzca en una reducción de los niveles de inversión de capital para los elementos de alto CAPEX de una estrategia conjunta.

Por ejemplo, la reducción de los requisitos de la opción de almacenamiento incrementado podría reducir significativamente los costes totales. Esto se basa en el hecho de que el aumento de CAPEX para pasar de una media de 10 vertidos al año a cero vertidos utilizando sólo el almacenamiento incrementado cuesta un factor de 3-4 veces más. La combinación de un mayor almacenamiento con una opción inicial de bajo CAPEX podría mitigar la necesidad de un gasto de capital adicional tan elevado. En el caso de la opción SuDS, por definición habría que combinarla con otras opciones.

Decidir cuál es la solución óptima para reducir los vertidos de CSO es una tarea difícil con muchas incertidumbres. La estrategia conjunta propuesta en este artículo resultaría ser la más rentable para las compañías de aguas, ya que los métodos de bajo CAPEX se aplican por adelantado y su eficacia se determina en una fase temprana. A continuación, se recalcularían los requisitos reducidos de las opciones de alto CAPEX y se seleccionaría la solución óptima de alto CAPEX como parte de una estrategia conjunta. De este modo se reduciría el impacto ambiental y las molestias a la sociedad, al tiempo que se mejorarían el servicio y las operaciones. También generaría resultados tangibles más rápidamente y abordaría algunas causas de episodios de contaminación no cubiertas por las opciones de alto CAPEX (por ejemplo, la obstrucción).

En artículo 2 analizamos con más detalle la eficacia de las opciones de bajo CAPEX, centrándonos en la mejora de la eficiencia de la red de aguas residuales. Esto podría ayudar a las compañías de aguas del Reino Unido y del resto del mundo a desarrollar estrategias rentables para reducir el uso de los desbordamientos de aguas pluviales y los episodios de contaminación.

Notas a pie de página

1. Las multas y objetivos enumerados en este informe sólo se aplican a las compañías de agua que operan en Inglaterra. Otros países del Reino Unido tienen diferentes organismos reguladores que cubren el sector del agua.
2. La información y los cálculos de este artículo se han extraído principalmente del Storm Overflows Discharge Reduction Plan. Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales del Reino Unido. (agosto de 2022).
3. No se han realizado cálculos sobre el carbono integrado para la opción de separación completa, pero cabría esperar un alto nivel de carbono integrado.
4. Comprender los desbordamientos por tormentas: Análisis exploratorio de los datos de la Agencia de Medio Ambiente. Oficina Nacional de Auditoría del Reino Unido (2021)