Imagina esto: sostienes una botella de agua que sale de tu grifo—las mismas moléculas de agua estaban en la alcantarilla de la ciudad que está aguas arriba de la tuya hace apenas unos días.
¿Sorprendido? ¿Asco? Este fenómeno, conocido como reutilización de facto del agua, podría ser más común de lo que piensas.
Debido a que las corrientes de agua superficial como los ríos frecuentemente son tanto receptores de aguas residuales tratadas como proveedores de agua potable, cada vez que este tipo de conexiones hidráulicas ocurren sin intención, en realidad estamos, o “de facto”, reutilizando las aguas residuales para propósitos potables. Quizás esto te haga sentir incómodo, pero mientras que las aguas residuales proporcionan una fuente confiable y constante de agua, pueden ser una fuente potencial de patógenos o químicos desconocidos. A diferencia de la reutilización de aguas residuales planificada o indirecta y directa altamente regulada, la reutilización de facto depende de las plantas de tratamiento de agua potable existentes para purificar tu agua.
Recientemente publicamos un estudio en Environmental Science & Technology,1 proporcionando la evaluación más completa de la reutilización de facto en los Estados Unidos contiguos. Encontramos contribuciones de aguas residuales modeladas del 37 por ciento de las tomas de agua superficial evaluadas.
Para los profesionales del tratamiento de agua, estos hallazgos señalan una necesidad práctica: entender las influencias de aguas residuales aguas arriba junto con el tratamiento disponible aguas abajo y usar esa información para guiar las pruebas locales e inversiones.
Aguas Residuales Aguas Abajo
Las aguas residuales tratadas son parte del suministro para muchos sistemas fluviales. El tratamiento convencional de aguas residuales elimina sólidos suspendidos y materia orgánica biodegradable y, dependiendo de la instalación, reduce nutrientes y patógenos. Sin embargo, algunos productos farmacéuticos, productos de cuidado personal, residuos de alimentos (por ejemplo, edulcorantes artificiales, etc.), sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS), y otros contaminantes asociados con aguas residuales pueden permanecer en el efluente.
Los nutrientes (nitrógeno y fósforo) en los efluentes de aguas residuales también pueden afectar el crecimiento de algas, lo que lleva a problemas de sabor y olor en el agua potable e incrementa las necesidades de tratamiento aguas abajo.
La reutilización de facto describe la contribución de este efluente a una fuente de agua potable. Un valor modelado del 5 por ciento, por ejemplo, significa que las aguas residuales tratadas aguas arriba representan aproximadamente el 5 por ciento del agua en la toma bajo las condiciones de flujo modeladas. No significa que el agua potable terminada contenga el 5 por ciento de aguas negras sin tratar, ni establece una concentración de contaminantes o riesgo para la salud.
Nuestro equipo expandió el modelo De Facto Reuse Incidence in our Nation’s Consumable Supply, conocido como DRINCS, para capturar mejor los sistemas pequeños previamente excluidos de evaluaciones nacionales. DRINCS2.0 conecta 16,225 vertidos de aguas residuales con 6,881 tomas de agua superficial pertenecientes a 4,087 sistemas públicos de agua. Incluyendo servicios que compran agua de estos sistemas, la evaluación cubre suministros que sirven aproximadamente a 232 millones de personas.
Patrones Nacionales y Diferencias Locales
Bajo condiciones de flujo de corriente anual promedio, aproximadamente 2,500 de las 6,800 tomas tenían contribuciones de aguas residuales aguas arriba modeladas. Las tomas pertenecientes a sistemas grandes, definidos como que sirven a más de 10,000 personas, fueron afectadas más frecuentemente que las pertenecientes a sistemas pequeños: 41 por ciento versus 34 por ciento.
Estimar cuántas personas reciben agua influenciada por reutilización de facto es más complicado. Un servicio puede usar varias tomas o comprar agua de otro sistema, y los datos disponibles no muestran exactamente cómo se mezclan y distribuyen esas fuentes. Asignar poblaciones a la contribución modelada más baja o más alta entre sus suministros conectados produjo un rango de 60-170 millones de personas potencialmente servidas por fuentes afectadas.
La hidrología local también importa. Los ríos grandes reciben descargas de muchas comunidades aguas arriba, haciendo que la influencia de aguas residuales sea común, pero sus flujos más grandes pueden proporcionar dilución sustancial. Los arroyos más pequeños se ven afectados menos frecuentemente; donde una descarga aguas arriba está presente, la dilución limitada puede producir una fracción de aguas residuales mucho mayor. Un promedio nacional por lo tanto ofrece solo un punto de partida para entender una toma individual.
Las contribuciones de aguas residuales cambian a medida que el flujo del río sube y baja. En gran parte del este de los Estados Unidos, las lluvias de primavera y el deshielo aumentan la dilución. Las aguas residuales constituyen una fracción más grande del agua de fuente durante los flujos más bajos del final del verano y principios del otoño.
El mismo patrón temporal no se aplica en todas partes. Algunas tomas del centro y oeste tuvieron sus contribuciones modeladas más altas en invierno, cuando la precipitación almacenada como nieve proporciona poco flujo de corriente inmediato. En la mayoría de las tomas afectadas, la fracción de aguas residuales mensual más alta fue de cuatro a diez veces el valor mensual más bajo.
Brechas en el Tratamiento de Sistemas Pequeños
Revisamos registros federales para cuatro procesos de tratamiento: carbón activado granular (GAC), carbón activado en polvo (PAC), ozonación y ósmosis inversa (RO). Estos procesos ofrecen diferentes capacidades para abordar contaminantes asociados con aguas residuales. De los sistemas públicos de agua afectados por reutilización de facto modelada, aproximadamente dos tercios no tenían ninguno de estos procesos reportados. La brecha fue sustancialmente mayor para sistemas pequeños: aproximadamente el 70 por ciento de los sistemas pequeños afectados carecían de los cuatro, en comparación con alrededor del 40 por ciento de los sistemas grandes afectados.
Tener un proceso listado no establece su desempeño. Las categorías de tratamiento tampoco deben interpretarse como protección intercambiable contra cada contaminante. El desempeño de GAC depende de los compuestos presentes, la materia orgánica competidora, el tiempo de contacto y la condición del medio. Los PFAS de cadena corta pueden ser más difíciles de eliminar con carbón activado que los compuestos de cadena más larga.2 La ozonación puede abordar ciertos contaminantes orgánicos y problemas de sabor y olor, pero su inclusión en el estudio no es evidencia de eliminación de PFAS. La selección del tratamiento requiere evidencia específica del contaminante.
PAC fue el proceso avanzado más frecuentemente reportado, presente en aproximadamente el 32 por ciento de los sistemas afectados. Su disponibilidad puede apoyar respuestas a problemas estacionales de calidad del agua, pero un registro de uso de PAC no establece la eliminación continua de contaminantes asociados con aguas residuales.
Hallazgos Accionables
Para servicios y los profesionales que los apoyan, la evaluación ofrece una forma de enfocar recursos de monitoreo limitados. Una toma con influencia sustancial de aguas residuales modeladas, variación estacional pronunciada y capacidad de tratamiento limitada es una candidata razonable para pruebas más cercanas de agua de fuente y agua terminada.
La verificación local es esencial. El modelo asume que las plantas de aguas residuales descargan a su capacidad de diseño, que a menudo excede el flujo real. También asume mezcla completa y sin pérdida de aguas residuales a medida que se mueve aguas abajo. La estratificación de embalses, la profundidad de toma y los patrones de flujo local pueden alterar la contribución que llega a una toma. Estos supuestos hacen que el modelo sea útil para filtrado, mientras que datos operativos detallados y mediciones de campo son necesarios antes de elegir actualizaciones de infraestructura.
Las aguas residuales aguas arriba y el agua potable aguas abajo ya están conectadas en muchas comunidades. Mapear esas conexiones puede ayudar a los servicios a anticipar desafíos estacionales y dirigir pruebas donde sea más informativo. Combinar ese conocimiento con desempeño de tratamiento verificado y apoyo para comunidades con recursos limitados ofrece una ruta práctica hacia el cierre de las brechas identificadas en este estudio.
Referencias
- Jiang, J.; Nguyen, T.; Acero, J.; Islam, M.; Westerhoff, P. Nationwide Assessment of De Facto Wastewater Reuse Reveals Vulnerable Drinking Water Systems and Infrastructure Gaps. Environmental Science & Technology, 2026. https://doi.org/10.1021/acs.est.6c09442.
- U.S. Environmental Protection Agency. Reducing PFAS in Drinking Water with Treatment Technologies. August 23, 2018.
Acerca de los Autores
Dr. Paul Westerhoff es Profesor Regente y Titular de la Cátedra Fulton de Ingeniería Ambiental en la Escuela de Ingeniería Sostenible y Ambiente Construido en la Universidad Estatal de Arizona. Se especializa en calidad y tratamiento del agua.
Dra. Jinyue Jiang es Investigadora Postdoctoral en el mismo programa donde su investigación se enfoca en la nexo agua-energía-sociedad, específicamente la interacción entre la transición de energías renovables, inteligencia artificial (IA), uso del agua y oportunidades de recuperación de recursos.
