El agua es un recurso valioso para la salud humana y el medioambiente, pero también es vulnerable a la contaminación. Según la Organización Mundial de la Salud, más de 2.000 millones de personas no tienen acceso a agua potable en todo el mundo, lo que supone un problema enorme al que hay que buscar soluciones. Además, el cambio climático, el crecimiento demográfico, el desarrollo económico y la urbanización masiva aumentan la presión sobre los recursos hídricos, poniendo en riesgo su gestión sostenible.

La potabilidad del agua hace referencia a la calidad de ésta con el fin de cumplir con unos estándares de seguridad que la hacen apta para el consumo humano y su uso doméstico. Para alcanzar una pureza tal que el agua se segura para su uso, se necesitan eliminar o reducir la concentración y cantidad de contaminantes presentes que pueden afectar a su calidad, como es el caso de los microorganismos patógenos, los compuestos orgánicos e inorgánicos, los metales pesados, los nutrientes, los plaguicidas, los productos farmacéuticos, los microplásticos y otros contaminantes emergentes y nuevos materiales avanzados. Las fuentes de origen de estos contaminantes pueden ser muy variadas, desde actividades industriales hasta domésticas o urbanas.

La industria del agua se enfrenta a muchos desafíos para garantizar la prevención de riesgos, ya que debe velar por proporcionar un suministro seguro, eficiente y económico del agua para la población y los ecosistemas. Para ello, se necesitan tecnologías innovadoras que permitan mejorar la detección, la medición y el control de los contaminantes en el agua, así como optimizar los procesos de tratamiento y reducir el impacto ambiental.

A continuación, te presentamos los principales retos que afronta la industria del agua para la potabilización del agua, así como las tecnologías existentes y en desarrollo para hacer frente a esta problemática.

 

¿Qué retos encontramos en la contaminación del agua?

 

Falta de información y regulación sobre los contaminantes emergentes

 

Estos contaminantes son difíciles de detectar y de cuantificar, debido a su diversidad, su baja concentración y su variabilidad temporal y espacial. Sus efectos sobre la salud y el medioambiente son, en la mayoría de los casos, inciertos o desconocidos, lo que complica el establecimiento de criterios y estándares de calidad del agua. Es necesario un mayor compromiso por parte del tejido industrial y público para la investigación y la creación de nuevas normativas y tecnologías que ayuden a facilitar estas tareas de monitorización.

 

Complejidad de las tecnologías

 

Las tecnologías de análisis y tratamiento de agua requieren de un gran conocimiento para hacer un uso eficiente de las mismas. Las técnicas convencionales de laboratorio son laboriosas y requieren de personal, equipos e infraestructuras especializados.

Por otro lado, tecnologías de tratamiento de agua como la filtración, la coagulación, la cloración, la ósmosis inversa o la desinfección con luz ultravioleta tienen algunas limitaciones para reducir o eliminar algunos contaminantes, y en ocasiones pueden generar productos secundarios no deseables.

 

Adaptación de condiciones y necesidades

 

La adaptación a las condiciones locales y a las necesidades específicas de cada caso supone un problema, ya que la potabilización del agua no es un método único y universal, sino que depende de la calidad del agua de origen, de la demanda y de los requisitos de los usuarios, de la disponibilidad de recursos y de infraestructuras, así como de los aspectos sociales, culturales y económicos. La gestión del agua debe ser integrada y participativa para que se tengan en cuenta todos los factores de la situación y se busquen soluciones a medida.

La innovación tecnológica, por tanto, es fundamental para abordar los retos que afronta la industria del agua.

 

Tecnologías para la potabilización del agua

 

Ante los retos descritos, la industria está desarrollando e implementando nuevas tecnologías innovadoras que permiten el tratamiento y gestión integral del agua. En muchas de estas nuevas soluciones están participando empresas, administraciones y centros tecnológicos de todo el mundo en proyectos colaborativos de I+D+i en favor de la seguridad y la prevención de riesgos. Algunas de estas tecnologías son:

 

1️: Sensores avanzados

 

Consisten en el uso de dispositivos que pueden medir de forma continua y en tiempo real parámetros físicos, químicos o biológicos en el agua, como la temperatura, el pH, la conductividad, el oxígeno disuelto, los nutrientes, los metales o los microorganismos. Estos sensores utilizan tecnologías como la espectroscopía, la cromatografía y la electroquímica para detectar contaminantes en el agua en concentraciones muy bajas.

Los sensores pueden ser portátiles, instalados en redes de distribución o en estaciones de tratamiento (ETAP), o integrados en plataformas móviles, como drones, satélites o robots submarinos. Permiten realizar una monitorización capaz de identificar anomalías de forma rápida y segura, disparando alertas frente a posibles riesgos, agilizando la toma de decisiones, y optimizando de este modo la capacidad de respuesta en los procesos involucrados en el tratamiento de las aguas.

 

2: Tecnologías isotópicas

 

Se basan en el uso de isótopos estables o radioactivos para rastrear el origen y el destino de los contaminantes en el agua. Los isótopos son átomos de un mismo elemento que tienen un distinto número de neutrones y que se comportan de forma diferente en las reacciones físicas o químicas. A través del análisis de las proporciones de los isótopos en el agua es posible determinar la fuente de la contaminación, la edad del agua, el grado de mezcla, la velocidad de transporte y la depuración natural de los contaminantes.

 

3: Tecnologías de oxidación avanzada

 

Consisten en el uso de agentes oxidantes como el ozono, peróxido de hidrógeno, el cloro o los radicales hidroxilo, para degradar los contaminantes orgánicos del agua. Los agentes oxidantes se pueden generar mediante procesos físicos (por ejemplo, la radiación ultravioleta, la irradiación gamma, el plasma…), o mediante procesos químicos (por ejemplo, la fotocatálisis, la electroquímica, etcétera). Estas tecnologías de oxidación avanzada permiten eliminar o reducir los contaminantes que son resistentes a los tratamientos convencionales (productos químicos, plaguicidas, compuestos orgánicos persistentes…).

 

4: Inteligencia Artificial (IA) y Machine Learning (ML)

 

La capacidad de procesar grandes cantidades de datos mediante la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (Machine Learning, ML) es crucial para garantizar la potabilidad del agua y su gestión eficiente. La IA y el ML se están integrando en sistemas de monitoreo para analizar patrones complejos de contaminación. Los algoritmos aprenden y se adaptan, mejorando continuamente la capacidad de predicción y respuesta ante posibles eventos contaminantes.

Estas tecnologías permiten predecir patrones climáticos, optimizar el uso de recursos hídricos, controlar la calidad del agua, detectar problemas temprano y modelar la escasez y la gestión de reservas. Así se logra una distribución sostenible y segura del agua.

 

5: Nanotecnología: La escala nano ofrece soluciones revolucionarias

 

Los nanosensores pueden detectar concentraciones muy bajas de contaminantes, proporcionando una sensibilidad sin precedentes. Además, los nanomateriales también pueden utilizarse en procesos de filtración avanzada para eliminar contaminantes específicos, elevando los estándares de purificación.

 

6: Internet de las Cosas (IoT)

 

La conectividad sin fisuras se logra mediante la IoT, que permite la comunicación entre dispositivos distribuidos en toda la red de suministro de agua. Sensores, medidores y dispositivos de control interactúan para proporcionar una visión holística y en tiempo real de la calidad del agua, optimizando así los procesos de gestión.

 

7: Teledetección y Satélites

 

La observación desde el espacio ha demostrado ser una herramienta invaluable. Satélites equipados con sensores remotos monitorean grandes cuerpos de agua, identificando cambios en su composición y calidad. Esta tecnología proporciona una visión global, especialmente útil en áreas de difícil acceso.

 

8: Blockchain para la Gestión de Datos

 

La tecnología blockchain garantiza la integridad y seguridad de los datos. En el ámbito del agua, se utiliza para rastrear y validar información desde la fuente hasta el consumidor, asegurando la transparencia y confiabilidad de los datos de calidad del agua.

 

Estas innovaciones se fusionan para ofrecer una defensa integral contra la contaminación del agua. La conjunción de estas tecnologías no solo aborda los retos actuales, sino que también establece un terreno sólido para un futuro donde el agua sea un recurso abundante y seguro para todos. Es necesario seguir investigando y desarrollando estas tecnologías, así como fomentar la cooperación y participación de todos los agentes involucrados en la gestión del agua.

 

¿Qué ofrece SENTIATECH a los agentes de la industria del agua?

 

En la Plataforma Tecnológica SENTIATECH se trabaja con diversos agentes involucrados en esta temática para poder ofrecer a sus miembros toda la información a nivel de investigación y nuevas tecnologías. Además, esta colaboración permite detectar tendencias, retos y necesidades, así como diseñar líneas de actuación eficientes. Dentro de nuestro Consejo Rector contamos con empresas que actualmente desarrollan su actividad en el ciclo del agua, como Aqualia, Eurofins, Global Omnium, Grupo Simetría, Labaqua o Laboratorios Tecnológicos de Levante, que están trabajando estas temáticas dentro de la Plataforma junto con otras entidades asociadas con el objetivo de generar conocimiento e innovación conjunta.

⇒ Descubre cómo trabajamos aquí.