Cambiar a una infraestructura ecológica de aguas residuales puede reducir las emisiones y proporcionar enormes ahorros

Un grupo de investigadores afirma haber demostrado que cambiar a métodos ecológicos de tratamiento de aguas residuales en Estados Unidos, lejos del tratamiento de aguas grises, podría ahorrar 15.600 millones de dólares y poco menos de 30 millones de toneladas de emisiones equivalentes de dióxido de carbono en 40 años.

Los hallazgos fueron publicados por la Universidad Estatal de Colorado. Conexiones entre la naturaleza, la tierra y el medio ambiente Lo que se describe como el primer estudio de este tipo. Trabajo de Facultad de Ingeniería Walter Scott Jr. Explora las posibles ventajas y desventajas económicas de cambiar a infraestructura verde y soluciones tecnológicas que vayan más allá de las prácticas actuales de tratamiento de aguas grises. Basándose en datos recopilados de más de 22.000 instalaciones, los autores del informe dicen que proporciona métricas de referencia integrales y explora la relación entre emisiones, costos y capacidades de procesamiento para operadores de servicios públicos y tomadores de decisiones.

Los hallazgos son un primer paso clave para clasificar y comprender posibles soluciones ecológicas para las aguas residuales, dijo Braden Limb, primer autor y Ph.D. estudiante en Departamento de Ingeniería de Sistemas.

«Estos resultados trazan una línea en la arena que muestra el potencial de adoptar enfoques ecológicos en este espacio, tanto en términos de ahorro de dinero como de reducción de emisiones generales», dijo. «Es un punto de partida para comprender los enfoques que tenemos disponibles ahora y cómo las estrategias de financiación pueden elevar el tratamiento del agua de un problema bastante local a algo que se aborda globalmente a través de incentivos de mercado».

La investigación se completó en colaboración con la Universidad de Colorado Boulder y la Universidad Brigham Young. Los resultados se centran tanto en el tratamiento del agua de fuentes puntuales como en las fuentes difusas de contaminación del agua.

Las instalaciones tradicionales de tratamiento de agua, como las plantas depuradoras, eliminan nutrientes problemáticos como el nitrógeno y el fósforo antes de devolver el agua a la circulación. Este sistema de infraestructura gris, como se le conoce, está supervisado por la Agencia de Protección Ambiental. Sin embargo, los estándares regulatorios pueden ser más estrictos en el futuro y las empresas de servicios públicos necesitarán más energía y, por lo tanto, más emisiones para alcanzar los límites recientemente permitidos. Las instalaciones existentes ya representan el 2% del uso total de energía de Estados Unidos y 45 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono, dijo Lemp.

Otra fuente importante de contaminación del agua dulce en los Estados Unidos proviene de actividades de fuentes difusas, como la escorrentía de fertilizantes provenientes de la agricultura que ingresan a los ríos. Otras fuentes difusas de contaminación podrían provenir de los incendios forestales –favorecidos por el cambio climático– o del desarrollo urbano, por ejemplo.

En lugar de construir más instalaciones de procesamiento de infraestructura gris para abordar estas fuentes crecientes, la investigación está explorando enfoques verdes financiados a través de mercados de carbono que puedan abordar ambos tipos simultáneamente, dijo Lemp.

«Puede haber un cambio hacia soluciones basadas en la naturaleza, como la construcción de humedales o la reforestación, en lugar de construir otra instalación de tratamiento», dijo. «Estas opciones podrían capturar más de 4,2 millones de emisiones de CO2 por año durante un período de 40 años y tener otros beneficios complementarios a los que deberíamos aspirar, como costos generales más baratos».

La financiación del carbono es un mecanismo que tiene como objetivo mitigar el cambio climático incentivando actividades que reduzcan las emisiones o las absorban de la atmósfera. Las empresas compran voluntariamente “créditos” en el mercado abierto que representan una reducción o eliminación de carbono de la atmósfera, lo que se puede lograr de varias maneras. Este crédito compensa las emisiones de las operaciones de una organización en su objetivo de alcanzar objetivos de sostenibilidad.

Estos acuerdos estimulan el desarrollo de actividades sostenibles y también pueden proporcionar una fuente de nuevos fondos para seguir desarrollando o ampliando nuevos enfoques.

Aunque existen mercados de financiación similares para el agua, el problema es inicialmente más local que la calidad del aire y el carbono. Esta dinámica ha limitado el valor de los intercambios en el mercado del agua en el pasado. El documento sugiere que estos mercados existentes se pueden mejorar y que los mercados de carbono también se pueden aprovechar para cambiar algunos de los incentivos financieros que tienen los agricultores en torno al tratamiento del agua y los impactos de su actividad.

Los investigadores descubrieron que el uso de los mercados podría generar 679 millones de dólares en ingresos anuales, lo que representa una oportunidad para incentivar aún más las soluciones de infraestructura verde dentro de los programas de comercio de calidad del agua para cumplir con los estándares regulados.

El profesor de ingeniería mecánica Jason Quinn es coautor del estudio. Dijo que los resultados tenían algunas limitaciones, pero que este era un primer paso importante para modelar el problema y la oportunidad que existe ahora. Dijo que los hallazgos del artículo respaldan una nueva investigación en CSU. Con la Fundación Nacional de Ciencias para seguir desarrollando la metodología de créditos de carbono necesaria con las partes interesadas.

«Esta es la primera vez que pensamos en la calidad del aire y del agua simultáneamente: el agua es local y el carbono es global», dijo. «Pero al reunir estos mecanismos de mercado, podemos aprovechar la oportunidad de acelerar la mejora de los ríos de Estados Unidos a medida que hacemos la transición a la energía renovable y restauramos el futuro de nuestras cuencas».