Introducción
El desabasto de agua potable en México es una problemática que ha ido en aumento a través de los años; en la actualidad el país se encuentra en una severa crisis hídrica en donde según datos de la UNAM para 2023 demuestran que el 60% de los cuerpos de agua presenta algún grado de contaminación, 157 acuíferos están sobreexplotados y el 50% del territorio ha perdido su cobertura vegetal original.
Es bien sabido que la construcción es una de las principales industrias que demandan recursos naturales; esta “es responsable del 16% del consumo mundial de agua” según la investigación realizada por la Universidad Católica, Santo Toribio de Mogrovejo “Aplicaciones del agua en la construcción”, en donde únicamente para la elaboración de concreto fabricado se requieren 165 litros de agua potable por metro cúbico. Ante esta problemática se han llevado a cabo investigaciones sobre el uso de aguas residuales tratadas, con el objetivo de reducir el consumo de agua potable.
Diferentes estudios, ¿mismos resultados?
El empleo de agua residual tratada en lugar de agua potable reduce significativamente la presión sobre los recursos hídricos, especialmente en áreas donde el agua es escasa. Esto es crucial para la sostenibilidad y la conservación del agua para usos más críticos como el consumo humano y la agricultura. Estudios han demostrado que el uso de agua residual tratada puede mantener, e incluso mejorar, algunas propiedades mecánicas del concreto, como la resistencia a la compresión y la durabilidad, siempre que se cumplan los estándares de calidad y tratamiento adecuados; con el adecuado tratamiento y monitoreo, el agua residual tratada puede cumplir con las normativas y estándares internacionales para su uso en la construcción, asegurando que el concreto resultante sea seguro y efectivo.
Estudio de la Universidad Autónoma de México
La Universidad Autónoma de México realizó una investigación en la que expuso los resultados de los efectos que produce el agua residual tratada sobre muestras de concreto. En este estudio se utilizó agua proveniente de cinco plantas con diferentes sistemas de tratamiento. Posteriormente, se realizaron pruebas al concreto en estado fresco, evaluando parámetros como revenimiento, contenido de aire y peso volumétrico. Asimismo, se llevaron a cabo ensayos en concreto endurecido para determinar la resistencia a compresión, el módulo de elasticidad, las expansiones en barras de mortero y el método de gel fluorescente.
Con base en estos análisis, los investigadores concluyeron que el agua residual tratada puede utilizarse en la elaboración de concreto siempre que reciba un tratamiento adicional, ya que algunos parámetros, como aceites y grasas, superan los límites establecidos. Además, se observaron incrementos en la resistencia a compresión de entre un 10% y un 40%. Finalmente, se determinó que este método podría aplicarse en construcciones como guarniciones, banquetas, canchas deportivas y otras obras similares.
Comparativa de agua de diferentes PTAR y sus resistencias a compresión con diferentes resistencias. Fuente: Universidad Autónoma de México. Link
Para 2018 la Universidad Nacional Federico Villareal desarrolló una investigación en donde se realizaron probetas de concreto con aguas residuales tratadas y fueron comparadas con otras en las cuales se utilizó agua potable. En este proyecto se pusieron a prueba dos plantas tratadoras de agua con diferentes sistemas de tratamiento, Saavedra (2018) precisa que es posible realizar concreto con agua residual tratada procedente de las plantas que fueron sometidas a prueba puesto que en el desarrollo de fabricación el concreto no disminuyó su resistencia.
Resistencia a la compresión vs tiempo (concreto f’c= 210 kg/cm2). Fuente: Universidad Nacional Federico Villarreal. Link
Estudio de la Universidad Peruana de los Andes
Por otro lado la facultad de ingeniería de la Universidad Peruana de los Andes llevó a cabo la investigación “Influencia del agua tratada sobre las propiedades físicas del concreto para las provincias de Concepción, Chupaca y Jauja, en donde se obtuvieron resultados que demuestran que la prueba de resistencia a la compresión del concreto elaborado con agua tratada de las plantas seleccionadas tuvieron un comportamiento satisfactorio, acercándose eficientemente a la resistencia del concreto elaborado con agua potable; por otro lado se determinó que el uso de estas aguas influye significativamente en las propiedades físicas, en los asentamientos y peso unitario del concreto.
Resistencia a la compresión del concreto a los 28 días. Fuente: Universidad Peruana de los Andes. Link
Estudio de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas
Por su parte, la Universidad Peruana de Ciencia Aplicadas realizó un “estudio y evaluación del agua tratada proveniente de las plantas de tratamiento de Surco y San Borja para la elaboración de concreto en Lima metropolitana” en dónde se expuso un análisis económico financiero. Para este estudio se utilizó agua residual proveniente de la PTAR del Colegio La Inmaculada; se comparó el costo de producción de 1m3 de concreto elaborado con agua potable (convencional) contra 1m3 de concreto elaborado con agua proveniente de las plantas tratadoras ambos con la misma resistencia a compresión (250 kg/cm2), el precio de dichas comparativas se expresa en soles peruanos.
Comparativo de precios entre el precio del agua de un concreto convencional y el agua tratada para concreto. Fuente: Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas. Link
Finalmente, la investigación realizó dos análisis económicos: uno para la construcción de una planta tratadora propia (considerando inversión, operación y mantenimiento) y otro para la compra y transporte de agua residual de plantas existentes.
Los resultados mostraron que la opción más viable es construir la planta tratadora, aunque las ganancias no serían significativas.
Además, el saneamiento de aguas residuales transforma un desecho en un recurso reutilizable, mitigando la crisis hídrica, mejorando la salud pública al reducir enfermedades relacionadas con el agua contaminada y generando empleos en el sector (CEPAL, 2022).
Calidad del agua residual
La complejidad del manejo de aguas residuales se debe a la variación de su composición que además tiene distintos orígenes y usos como lo son el público, doméstico, industrial, comercial, de servicios, agrícola, pecuario, entre otros.
Para la elaboración del concreto hidráulico el agua utilizada debe cumplir con ciertos valores característicos y límites máximos tolerables de sales e impurezas, las cuales son reguladas por normativas. Algunas de las impurezas a evaluar son los sólidos en suspensión en aguas naturales (limos y arcillas), sólidos en suspensión en aguas recicladas (finos de cemento y agregados), cloruros, sulfatos, carbonatos, grasas o aceites, materia orgánica, entre otros.
Conclusiones
El uso de aguas residuales en la fabricación de concreto es una gran alternativa para la gestión de este recurso, contribuyendo también a la sostenibilidad ambiental al reducir la demanda de agua potable.
Los estudios anteriormente mencionados, mencionaron algunas de las mejoras del concreto con agua residual, sin embargo, es necesario el desarrollo de normativas dirigidas específicamente a este proceso para garantizar la seguridad y la calidad del concreto elaborado con agua residual y que en todas las especificaciones pueda sustituir al elaborado con agua potable, lo que en un futuro podría permitir su comercialización y fomentar un modelo de construcción más sostenible.
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Referencias
- Universidad Católica. Santo Toribio de Mogrovejo. (2014). Aplicaciones del agua en la ingeniería civil. Recuperado el 4 de marzo de 2024, de https://hctarelo.weebly.com/uploads/4/6/9/7/46979447/03_agua.pdf
- Saavedra, F. (2018). Sustitución del recurso agua potable en la fabricación del concreto por agua residual tratada en Lima norte. [Tesis de maestría inédita]. Universidad Nacional Federico Villareal.
- Rojas, A. (2001). Elaboración de concretos con aguas tratadas. Recuperado el 3 de marzo de 2024, de https://www.imcyc.com/revista/2001/abril2001/concretos.htm#:~:text=Precisamente%2C%20uno%20de%20los%20usos,metro%20c%C3%BAbico%20de%20concreto%20fabricado
- Linares, A. (2016). Efectos en la resistencia del hormigón simple elaborado con agua residual tratada proveniente de la PTAR Cañaveralejo, 16(2), 35-48.
- Quispe, J. (2017). Influencia del agua tratada sobre las propiedades físicas del concreto para las provincias de Concepción, Chupaca y Jauja. [Tesis para título profesional]. Universidad Peruana de los Andes.
- SEMARNAT. (1997). Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público de .https://www.profepa.gob.mx/innovaportal/file/3297/1/nom-003-semarnat-1997.pdf
- Universidad ¨Peruana de Ciencias Aplicadas. (2019). Estudio y evaluación del agua tratada proveniente de las plantas de tratamiento de Surco y San Borja para la elaboración de concreto en Lima metropolitana. Concreto hidráulico de https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/625052/Chumpitaz_DL.pdf;jsessionid=43E8E00BB6B66526699B2D420A63AF01?sequence=1
- CEPAL. (2022). Oportunidades de la economía circular en el tratamiento de aguas residuales en América Latina y el Caribe de https://repositorio.cepal.org/server/api/core/bitstreams/3413ec71-7292-4ce7-95a8-a6b4aa53faae/content
Autor: Karla Janeth Leyva Hernández
Fecha de elaboración: 14/10/2024
Fecha de publicación: 19/11/2024
Categoría: Investigaciones
