Enfoques y tecnologías para el cambio

Los enfoques centrados en mantener el estatus quo y la elección de tecnologías tradicionales para el manejo de recursos hídricos urbanos no serán suficientes para enfrentar los muchos desafíos que se han identificado en las zonas urbanas. Es necesaria la intervención por medio de enfoques y tecnologías innovadores en las zonas urbanas que garanticen la optimización de recursos y costos. Tecnologías innovadoras, como los sistemas de filtración por membranas, oxidación avanzada, los sistemas híbridos de tratamientos naturales y avanzados, las celdas de combustible microbianas, la tecnología electroquímica y la nanotecnología, han llevado a nuevas formas de manejar los sistemas de agua urbanos mediante el reúso eficiente de agua y nutrientes y recuperación de energía. Las sub-áreas importantes en esta área focal incluyen: el concepto de máquina hídrica (water machine), la consideración de fuentes alternas de agua, la re-investigación de los sistemas naturales como componentes importantes de los sistemas de agua urbanos y el uso de redes inteligentes.

Algunos enfoques innovadores, tales como los enfoques semi-centralizados, resultan adecuados para el concepto de beneficiación hídrica (máquina hídrica) que busca extraer el máximo beneficio de una fuente. En este enfoque una materia prima (aguas residuales de diferentes calidades) fluye hacia la máquina hídrica para generar múltiples productos ―nutrientes, energía y agua― como recursos. Esto posee el potencial para una economía verde donde los pequeños negocios captarían los diferentes beneficios del flujo de residuos. Se promueven los enfoques que parten del principio “toda el agua es agua buena” en los cuales se empatan calidad del agua y uso del agua para mejorar la eficiencia del líquido. Al hacer uso de tecnologías innovadoras, el agua reutilizada puede usarse varias veces, a través de enfoques de cascada para el uso de agua para distintos propósitos, que a su vez requieren de diferentes calidades de agua. Para tratamiento se puede recurrir a los sistemas naturales en un contexto urbano, lo mismo que para recuperación del recurso y como amortiguamiento para los ambientes naturales. A medida que mejora el entendimiento fundamental de los Sistemas de Tratamiento Natural (NTS, por sus siglas en inglés), éstos se usan cada vez más para mejorar la calidad del agua para consumo humano y del agua de lluvia, así como de las aguas residuales tratadas para la recarga de acuíferos o su desecho seguro.

Mediante el uso de tecnologías TIC y enfoques de diseño adaptativo, las redes inteligentes permiten el diseño, control y mantenimiento de sistemas de agua urbana de forma que permitan la optimización de la cantidad y calidad del agua, así como la huella hídrica para la producción de energía.

El propósito de esta área focal es explorar los enfoques innovadores disponibles y las tecnologías de cambio que se adapten mejor a la optimización de recursos y costos en zonas urbanas.

Objetivos Específicos

  • Hacer un inventario de los enfoques existentes para el manejo del agua urbana, iniciando con los enfoques convencionales y avanzando hacia los más distributivos, calificando su desempeño de acuerdo con el tamaño de la ciudad y región. Los planes de manejo de aguas urbanas deben incluir soluciones con fundamento a largo plazo para construir y mantener una infraestructura para el agua y el agua residual.
  • Trabajar en el concepto de máquina hídrica en el ambiente urbano, tipificando las formas en que puede utilizarse, las condiciones en las cuales puede obtenerse su máximo potencial, y las posibles consecuencias en las ciudades en países desarrollados y en vías de desarrollo, actualizando y calificando las fuentes no convencionales presentes y potenciales o de medios para mejorar la eficiencia en el abastecimiento de agua urbana.
  • Promover un mejor entendimiento del papel que desempeñan las aguas subterráneas urbanas como fuentes de agua en el sentido convencional, así como el riesgo de extracción incontrolada de agua subterránea contaminada que se encuentre debajo de la ciudad misma y del carácter dinámico que frecuentemente se pierde de vista e implica otros riesgos, como el incremento del nivel freático debido a las filtraciones y la posible contaminación del agua potable cuando el manto de agua se eleva por encima del sistema de alcantarillado o de la red de abastecimiento de agua.
  • Desarrollar un inventario sistemático de los sistemas naturales de tratamiento existentes, calificando su desempeño y potencial en el ambiente urbano, posible dirección hacia intensificar su aplicación e investigar nuevos enfoques, especialmente aquellos vinculados con la aplicación de conceptos de eco-hidrología.
  • Analizar el estado del arte en lo que concierne al diseño de redes inteligentes que se puedan aplicar en condiciones similares al manejo del agua en zonas urbanas, en las cuales prosperarán y sus beneficios potenciales, especialmente en ciudades de países en desarrollo.