Mediante Soluciones Basadas en la Naturaleza

Sin embargo, la implementación efectiva de estas tecnologías requiere avances significativos para asegurar su viabilidad económica, sostenibilidad ecológica y aceptación social. En la actualidad, existen innovaciones tecnológicas emergentes que están configurando el futuro de la gestión del agua, focalizándose en el aprovechamiento del agua de escorrentía urbana. Esta estrategia se presenta como una solución potencial no solo para ampliar el abanico de fuentes alternativas de agua en un contexto de escasez, sino también como medida de protección de las aguas subterráneas frente a contaminantes como metales pesados, hidrocarburos, o microplásticos, presentes en este tipo de aguas.

La gestión del agua en la era del cambio climático y el estrés hídrico global demanda enfoques innovadores. La economía circular del agua, que promueve la reutilización y recuperación de recursos, se presenta como una solución viable para abordar estos desafíos. Los sistemas descentralizados para el tratamiento de aguas residuales y la reutilización in situ están ganando terreno, pero su pleno potencial aún no se ha alcanzado. En este punto, las soluciones basadas en la naturaleza pueden suponer una alternativa viable en este contexto, contribuyendo así a una gestión más sostenible del agua.

Las aguas de escorrentía, originadas por la lluvia que fluye sobre superficies impermeables como pavimentos y techos, presentan un doble desafío en la gestión hídrica. Por un lado, contribuyen significativamente a las inundaciones urbanas al superar la capacidad de drenaje de las infraestructuras, exacerbando el riesgo de daños y la necesidad de costosos sistemas de control de inundaciones. Por otro lado, estas aguas a menudo arrastran contaminantes, como metales pesados, hidrocarburos y microplásticos, que pueden infiltrarse en el terreno y contaminar las aguas subterráneas, comprometiendo su calidad y la salud de los acuíferos. Esto puede poner en peligro una importante fuente de agua para su consumo: las aguas subterráneas son esenciales para el abastecimiento de agua potable y el mantenimiento de los ecosistemas naturales.

Aproximadamente el 35% de las aguas subterráneas están afectadas por contaminación difusa proveniente de la agricultura y la ganadería, de plantas de tratamiento y de la escorrentía urbana, que contribuyen a la contaminación con productos farmacéuticos, genes de resistencia a antibióticos, hidrocarburos, metales pesados y microplásticos.

La gestión adecuada de las aguas de escorrentía no solo aliviaría la presión sobre los recursos hídricos tradicionales, sino que también contribuiría a una gestión más sostenible y resiliente del agua en entornos urbanos y periurbanos, reduciendo la contaminación de las aguas subterráneas. A través de tecnologías avanzadas de tratamiento y reutilización como las Soluciones Basadas en la Naturaleza, las aguas de escorrentía también pueden convertirse en una valiosa fuente alternativa de agua.

Las Soluciones Basadas en la Naturaleza se definen como “soluciones inspiradas y respaldadas por la naturaleza, que son rentables, brindan simultáneamente beneficios ambientales, sociales y económicos y ayudan a generar resiliencia. Estas soluciones aportan naturaleza y procesos naturales cada vez más diversos a las ciudades, paisajes y paisajes marinos, a través de intervenciones sistémicas, eficientes en el uso de recursos y adaptadas localmente”.

Proyectos como GrowGreen, Upsurge, UrbanGreenUP y Ninfa han promovido la renaturalización de ciudades, destacando los beneficios de las Soluciones Basadas en la Naturaleza para la biodiversidad y la mitigación de los efectos del cambio climático, por ejemplo, mediante la reducción del efecto de isla de calor. Sin embargo, el uso de Soluciones Basadas en la Naturaleza para gestionar el agua de escorrentía se centra más en la reducción del riesgo de inundación y no tanto en su aprovechamiento a través de la reutilización descentralizada del agua y la recarga de acuíferos, aplicaciones que actualmente siguen siendo muy restringidas dada la limitada efectividad de estas tecnologías verdes frente a contaminantes recalcitrantes. En este contexto, las Soluciones Basadas en la Naturaleza podrían desempeñar un papel más significativo si se integran con tecnologías avanzadas para mejorar la calidad del agua tratada.

En el proyecto Horizon Europe Ninfa se desarrollan diversos trenes de procesos combinando Soluciones Basadas en la Naturaleza con tecnologías emergentes para el tratamiento de la escorrentía urbana, abordando la presencia de contaminantes prioritarios. Una de las líneas de investigación se centra en la recuperación de metales preciosos a partir de la escorrentía vial mediante una combinación de concentración mediante membranas, extracción química y separación centrífuga o electromagnética.

Este enfoque utiliza tecnologías de membranas como la nanofiltración y la electrodiálisis para concentrar y recuperar metales valiosos, como los del grupo del platino (procedente de los catalizadores de los vehículos), a partir de la escorrentía. La segunda línea de investigación propone la integración de Soluciones Basadas en la Naturaleza modulares y prefabricados, para facilitar su implementación, con procesos de oxidación avanzada. Estos sistemas están diseñados para eliminar hidrocarburos y microplásticos de la escorrentía, optimizando su capacidad para la recarga indirecta de acuíferos o reutilización en aplicaciones urbanas. El agua de escorrentía es tratada en primer lugar mediante una baldosa verde modular, que elimina los microplásticos (los cuales quedan adsorbidos en el lecho de la solución) y, en parte, algunos hidrocarburos. Como tratamiento de afino, se utiliza el proceso foto-Fenton solar a pH neutro, potenciado por luz solar concentrada, el cual mejora la eliminación de los contaminantes orgánicos para el aprovechamiento in situ del agua, o bien fotocatálisis con TiO2 asistida por UV para utilizar el agua tratada, libre de contaminantes, para la recarga indirecta de acuíferos.

Además de las soluciones innovadoras para el tratamiento de aguas de escorrentía, el proyecto Ninfa desarrolla otros trenes de tecnologías para la eliminación de contaminantes en efluentes de depuradora y lixiviados agrícolas, así como nuevas tecnologías de monitoreo, modelado, y control de la calidad de las aguas subterráneas. La plataforma digital Ninfa propone una estrategia innovadora para la protección y gestión de las aguas subterráneas mediante un sistema de soporte a la toma de decisiones y una base de conocimientos integrada. Esta estrategia aborda diversos contaminantes y sus efectos sinérgicos con factores de estrés climático, proporcionando soluciones innovadoras y rentables para el monitoreo, modelado y tratamiento del agua.

La integración de Soluciones Basadas en la Naturaleza con tecnologías emergentes ofrece una oportunidad para enfrentar los desafíos actuales de estrés hídrico y contaminación de aguas subterráneas en el marco de la economía circular del agua. La aplicación de sistemas descentralizados como los desarrollados en el proyecto Ninfa puede transformar la gestión del agua y mejorar la resiliencia frente a cambios globales. No obstante, es crucial continuar desarrollando y validando estas tecnologías para garantizar su eficacia, viabilidad económica y aceptación social en la gestión integral del agua.