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Los escasos recursos de agua dulce en el Planeta Tierra constituyen, hoy en día, una preocupación mundial. Las estadísticas presentan un panorama dramático, en el que millones de personas, debido a la escasez de agua o por contaminación de la misma no tienen acceso al agua potable o sufrirán esta situación en los próximos años. Escenario que se verá agravado de forma sustancial por el cambio climático que estamos padeciendo. La crisis del agua no tiene una solución sencilla, ni única. Afrontar este problema requiere de la participación de muchos actores y de soluciones diferenciadas en función de los distintos escenarios socio-económicos que se puedan plantear.

La preocupación por la sostenibilidad en el uso del agua ha llevado a la búsqueda de alternativas a los escasos recursos naturales de agua dulce potable, además del establecimiento de guías o recomendaciones para el uso seguro y eficiente de esta sustancia vital. No obstante, algunas de estas alternativas, especialmente aquellas con alto requerimientos tecnológicos, que pueden ser viables en países desarrollados, son sin embargo inviables en países en vías de desarrollo. En todo caso, la sostenibilidad en el uso del agua implica, entre otros, un compromiso con el ahorro y el aprovechamiento, cuidar al máximo su calidad natural y recuperarla cuando es contaminada por sustancias o agentes que impiden su uso de forma segura.

La ciencia y la tecnología no son ajenas a la búsqueda de soluciones. Entre las soluciones aportadas, que han demostrado eficacia en muchos lugares con escasez de recursos hídricos, figura la desalinización de agua de mar (en zonas costeras) y la regeneración de las aguas residuales para su reutilización; una aproximación que entra de lleno en el concepto de economía circular. Las técnicas más utilizadas hacen uso de membranas de diferentes características, con un horizonte de mejora en eficiencia y en coste económico mediante la aplicación de la nanotecnología en la fabricación de  membranas de nueva generación.

El tratamiento convencional de las aguas residuales urbanas se lleva a cabo en varias etapas secuenciales, unas de carácter físico (tratamiento previo y primario) y otras químico o biológico (tratamiento secundario) que, en conjunto, permiten separar los diferentes componentes contaminantes que se encuentran en suspensión o disueltos. El proceso biológico de lodos activados es el más empleado en el tratamiento secundario convencional de las aguas residuales domésticas. 

Este consiste en aprovechar la capacidad de una compleja flora microbiana, formada principalmente por bacterias, para descomponer y asimilar (en presencia de oxígeno) la materia orgánica biodegradable disuelta en el agua residual, transformándola en dióxido de carbono y en nueva flora microbiana (biomasa) que se separa del medio, en forma de lodos biológicos, para su posterior tratamiento. 

Las normativas sobre calidad de los vertidos a masas acuáticas, cauces y ríos, especialmente en zonas declaradas como sensibles, son cada vez más exigentes, lo que ha llevado a sustituir el término tratamiento de depuración por el de regeneración, de forma que los procesos aplicados sean capaces de proporcionar agua de calidad prácticamente equivalente a la que tenía antes de su uso. Para conseguir esa calidad es necesario aplicar técnicas más sofisticadas y caras que las utilizadas en los procesos convencionales. Las de mayor éxito son las que emplean membranas de ultrafiltración en combinación con procesos biológicos, dando lugar a los denominados Reactores Biológicos de Membranas (RBM). Los RBM son esencialmente procesos de lodos activados, en los que la separación de la biomasa, que es más concentrada en el reactor que en los procesos convencionales, se lleva a cabo mediante un sistema de ultrafiltración por membranas, que actúa de barrera frente a sólidos en suspensión,  incluidos bacterias y muchos virus. 

El uso de las aguas residuales regeneradas forma parte integral de las políticas de uso eficiente del agua, y es una práctica generalizada y aceptada en aplicaciones como el riego de cultivos agrícolas, campos de golf, parques y jardines y recargas de acuíferos aunque presenta muchas limitaciones como recurso potable. 

En los últimos años, los avances en las técnicas analíticas ha permitido detectar la presencia, en las aguas residuales sin tratar, de los denominados “contaminantes emergentes”, que pueden ser nocivos a muy bajas concentraciones, procedentes en muchas ocasiones del vertido de sustancias de uso común. Esto ha despertado preocupación sobre algunos usos que se puedan dar a las aguas recicladas y ha hecho surgir dudas sobre la eficacia de los tratamientos convencionales en su eliminación; situación que ha planteado a su vez nuevos retos tecnológicos y sociales, en este caso en cuanto a la aceptación del reciclado de las aguas residuales como vía de generación de agua potable. En este sentido, las tendencias actuales se orientan al uso de tecnologías mixtas que permitan la reutilización sin restricciones del agua producto. Los tratamientos con mayor éxito son los que utilizan un proceso RBM seguido de ósmosis inversa, oxidación y desinfección con ozono y rayos ultravioleta. 

Los nuevos procedimientos de regeneración proporcionan, en diferentes países, agua potable a partir de la residual y permiten, en situaciones de emergencia, que puedan ser utilizadas para el consumo humano. Aunque para ello debe superarse aún el rechazo social que genera, por los temores de índole sanitario  y psicológicos que provoca.