INTRODUCCIÓN

En México, el tema del agua es una prioridad, ya que éste se encuentra relacionado directamente con el sexto objetivo del Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030 de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), el cual cita “Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos”. Particularmente, en México, uno de los objetivos del Programa Nacional Hídrico (PNH) 2020-2024, es garantizar progresivamente los derechos humanos al agua y al saneamiento, especialmente en la población más vulnerable. Este objetivo del PNH está relacionado con el derecho humano al agua, ya que este líquido vital es indispensable para vivir dignamente y es condición previa para la realización de los otros derechos humanos. En este contexto, el Tecnológico Nacional de México comprometido con el desarrollo sostenible de México, instaló el 15 de marzo de 2023 la agenda estratégica de TecNM agua limpia y saneamiento, cuyo objetivo general es colaborar con diferentes dependencias federales, estatales y municipales, en la gestión sostenible del agua, manejo de aguas residuales y cultura del agua, e impulsar mediante propuestas tecnológicas, mejorar la calidad del agua, reducir la contaminación y fomentar el reúso del vital líquido en diferentes actividades públicas e industriales. Específicamente, la agenda estratégica del TecNM agua limpia y saneamiento contempla el desarrollo de actividades en los ejes temáticos considerados en la Figura 1.

Por otro lado, es importante mencionar que cada eje temático está coordinado por investigadores expertos en el área de diferentes campus del TecNM. Por ejemplo, captación de agua es coordinado por el Dr. Mario José Romellón Cerino del campus Villahermosa, cuidado del agua por el Dr. José Luis García Rivas del campus Toluca, los métodos de tratamiento de agua potable y residual por la Dra. María del Refugio Castañeda Chávez y Dra. Fabiola Lango Reynosa, respectivamente, del campus Boca del Río. En el tema de recuperación y reúso del agua trabaja la Dra. Mercedes Teresita Oropeza Guzmán del campus Tijuana, el monitoreo de la calidad del agua es coordinado por la Dra. Virginia Hernández Montoya del campus Aguascalientes y el Dr. Heriberto Cruz-Martínez del campus Valle de Etla quien es responsable del eje de tecnologías emergentes. Finalmente, es relevante indicar que el eje de educación y capacitación se considera transversal y participan todos los campus antes mencionados y es coordinado por el MC. Josafat García Servín del campus Aguascalientes.

DESARROLLO

La descripción general de los temas considerados en los ejes de la agenda estratégica del TecNM agua limpia y saneamiento se describen a continuación y, además, se presenta un análisis de los avances obtenidos hasta el momento.

Captación de agua

El proceso de recolección y almacenamiento de agua se conoce como captación de agua, sin importar de qué fuentes se obtenga, ya que estas son muy diversas. Dentro de los tipos de captación de agua se tiene captación de agua superficial y captación de agua subterránea. Específicamente, la captación de agua superficial se puede realizar en ríos, lagos y embalses. Las características de la infraestructura de captación dependen de la cantidad o caudal de agua que necesite la comunidad. En este sentido, hay que tomar en cuenta que las aguas superficiales pueden presentar cierto grado de contaminación por lo que deben ser sometidas a procesos de tratamiento para mejorar sus características físicas, químicas y microbiológicas, para hacerlas aptas para consumo humano ( Halder et al., 2024).

Por otro lado, las aguas subterráneas constituyen importantes fuentes de abastecimiento de agua y las posibles obras de captación de este tipo de agua incluyen cajas de manantial, pozos y galerías filtrantes.

Cuidado del agua

El cuidado y uso eficiente del agua requiere fomentar el desarrollo de actividades que favorezcan la sensibilización de la sociedad para disminuir los problemas de escasez de alimentos o de la salud, asociados a la mala distribución y administración del agua ( Sharma et al., 2024). La tarea del cuidado del agua no es fácil pues implica no solo crear conciencia en el uso eficiente del agua, si no que se debe trabajar en la prevención de la contaminación del vital líquido a través de la implementación de programas específicos de estudio rediseñados en los diferentes niveles del sistema educativo del país.

Métodos de tratamiento de agua potable

El tratamiento del agua es cualquier proceso que hace que el agua sea más adecuada para un uso final específico como beber o cocinar, suministro industrial, riego, extinción de incendios, mantenimiento del caudal de los ríos, recreación acuática o simplemente descarga segura de agua al medio ambiente. En términos generales, las características del agua y el uso final del agua determinan el grado de tratamiento y el método de tratamiento que se debe utilizar ( Gerba y Pepper, 2019). Específicamente, la potabilización es el proceso de convertir el agua común en agua potable y este implica la eliminación de compuestos volátiles, precipitación de las impurezas con un coagulante, filtración y desinfección con cloro u ozono.

Métodos de tratamiento de aguas residuales

La Organización Mundial de la Salud (OMS) en el año 2022, señala que una persona requiere 100 litros de agua al día (alrededor de 5 o 6 cubetas grandes) para satisfacer sus necesidades, tanto de consumo como de higiene. En México, el consumo promedio de agua por persona es de 380 L/día; después de ser utilizados se convierten de agua residual que debe tratarse y ser reintegrada a los ríos o lagos. Sin embargo, la capacidad de tratamiento de las aguas residuales en México es baja y en algunas localidades nula. En este caso, es importante mencionar que existen diferentes métodos de tratamiento de aguas residuales, no obstante, las ecotecnologías como los humedales artificiales o construidos (HC) tienen varias ventajas como consumo mínimo o nulo de energía, costo bajo comparado con una planta de tratamiento convencional de lodos activados, mínimo mantenimiento, no produce malos olores ni ruido, amigable con el medio ambiente y el diseño puede ser unipersonal.

Recuperación y reúso del agua

El agua residual que se genera en las diferentes actividades humanas se puede clasificar en tres tipos: Gris (lavamanos, lavadora, lavado de trastes, lavado común de pisos, lavado de autos, regadera, agua de tina y agua de albercas, entre otras), negra (uso del W.C. en casas habitación, lugares de reunión, hospitales y entretenimiento) y residual industrial (múltiples composiciones dependiendo de los procesos de producción). Al final del camino, en el drenaje municipal van mezcladas las aguas grises, negras e industriales tratadas. En este contexto, se puede mencionar que la oportunidad de recuperar el agua producida en plantas de tratamiento de aguas residuales municipales se empezó a popularizar a principios de 1980, en el Distrito de Irvine, California, Estados Unidos, en donde se estandarizó el uso de tubos de color morado para conducir el agua tratada y distribuirla en jardines, sitios de construcción y usos industriales que la demandan. A partir de esta propuesta, fue aceptado internacionalmente el color morado para distinguir la conducción de agua recuperada de las plantas de tratamiento de agua que la producen. Particularmente, en México, el agua del tubo morado es ya un producto comercial según lo han informado los organismos operadores en Monterrey y San Luis Potosí. A la fecha, ciudades como León (Guanajuato) y El Salto (Jalisco) han instalado ya redes de distribución de agua, inclusive innovando en los fraccionamientos, en donde las casas tendrán tubería azul para el agua potable y tubería morada para el agua recuperada que se podrá utilizar para regar y realizar labores de limpieza externa. También, Tijuana es otra ciudad que está buscando unirse al programa de red morada para distribuir y comercializar el agua recuperada.

Monitoreo de la calidad del agua

La calidad del agua se refiere a las características físicas, químicas, biológicas, térmicas y radiológicas del agua que determinan si es apta o no para satisfacer las necesidades humanas y mantener el equilibrio de los ecosistemas acuáticos ( Han et al., 2022). Sin embargo, la calidad del agua es una característica que no se puede definir fácilmente, ya que afecta a todos los componentes de un ecosistema y el agua adecuada y deseable para el uso de un organismo puede ser completamente inadecuada para otro. En este sentido, es relevante mencionar que muchos países en el mundo usan las guías para la calidad del agua de consumo humano publicadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), con la finalidad de establecer normas nacionales de agua potable. Por ejemplo, en México, existe la Norma Oficial Mexicana para el agua de uso y consumo humano (NOM-127-SSA1-2021), que establece los límites permisibles de la calidad del agua, los cuales se deben cumplir en su totalidad si se desea consumir el agua, para evitar problemas de salud pública. Además, México también cuenta con Normas Oficiales como la NOM-001-SEMARNAT-2021, NOM-002-SEMARNAT-1996 y NOM-003-SEMARNAT-1997 para aguas residuales.

Tecnologías Emergentes

El Consejo Nacional de Humanidades, Ciencia y Tecnología (CONAHCyT) ha creado el Programa Nacional Estratégico de Agua, donde uno de los objetivos es proponer soluciones novedosas al problema del agua y así garantizar que todo el pueblo mexicano tenga acceso a este líquido vital. En esta dirección, las tecnologías emergentes como inteligencia artificial, internet de las cosas, nanotecnología, entre otras; están cobrando gran importancia para proponer soluciones novedosas y eficientes para garantizar la soberanía hídrica ( Hasanbeigi et al., 2015). La importancia de estas tecnologías radica en que pueden ser aplicadas en todas las áreas relacionadas con el tema del agua. Por ejemplo, se pueden emplear para monitorear la calidad del agua, para el tratamiento de aguas residuales y agua potable, y para la captación de agua ( Ahmed et., 2020). También, las tecnologías emergentes pueden ser aplicadas para la toma de decisiones y para el análisis de la disponibilidad de este recurso en la superficie terrestre. Un ejemplo de tecnologías emergentes son las celdas de combustibles microbianas acopladas a los humedales artificiales (CW-MFC, por sus siglas en inglés). Esta tecnología combina las fortalezas de humedades artificiales y las celdas de combustible microbianas para tratar aguas residuales y al mismo tiempo generar energía eléctrica.

Educación y Capacitación

La educación hídrica en jóvenes busca integrar al recurso “agua” como un componente importante en los planes y programas de estudios de la educación superior. El eje de educación y capacitación de la agenda estratégica de TecNM agua limpia y saneamiento contempla que se trabaje de forma especial con organizaciones asociadas con la misión de mejorar la educación hídrica en los planteles. Las acciones comprendidas en esta área están relacionadas con el desarrollo de herramientas mejoradas para la enseñanza de los aspectos relacionados con el agua dentro de los planes y programas educativos. De igual manera, este eje transversal aborda el desarrollo o mejora de las capacidades de los maestros y educadores no formales para una mejor comprensión de los temas relacionados con el agua a nivel local, regional y nacional, así como un compromiso con la ética del agua. De ahí la necesidad de dedicar esfuerzos hacia el desarrollo de sus capacidades para comunicarse tanto con sus alumnos como con la comunidad y ser guías en los temas y acciones relacionados con el agua.

Finalmente, es importante resaltar que de acuerdo con los ejes descritos anteriormente, la agenda estratégica del TecNM agua limpia y saneamiento aborda los principales temas relacionados con el recurso natural más importante del planeta “el agua” y se puede mencionar que a la fecha, todos los campus del TecNM que coordinan los ejes han trabajado en conjunto y los principales logros que se han obtenido son los siguientes: (1) El desarrollo de proyectos de investigación como la construcción de un sistema de captación de agua de lluvia en el campus Villahermosa, la implementación de un humedal artificial de flujo subsuperficial con plantas ornamentales endémicas como sistema de tratamiento de aguas residuales en el campus Boca del Río, el monitoreo de la calidad del agua de pozo y agua residual de algunas empresas, en el campus Aguascalientes; la reutilización del agua residual tratada en el riego de cultivo de viñedos bajo la colaboración de investigadores del campus Tijuana y la implementación de tecnologías emergentes como el uso de las celdas de combustible microbianas para la generación de electricidad y tratamiento de aguas residuales en el campus valle de Etla. (2) La creación del laboratorio nacional CONAHCyT de agua limpia y saneamiento cuya finalidad es brindar servicios de análisis de calidad del agua a los diferentes sectores de la sociedad que lo requieran y también brindar servicios de capacitación, consultoría y desarrollo de proyectos en temas relacionados con los ejes estratégicos de la agenda (3) El diseño y despliegue del Diplomado en línea de agua limpia y saneamiento a nivel nacional e internacional. (4) El registro ante TecNM de la red de investigación nacional de agua limpia y saneamiento en la que participan actualmente 12 campus del TecNM, 3 Instituciones externas a TecNM nacionales y 4 universidades extranjeras. (5) El diseño del módulo de especialidad denominado “Manejo y Gestión del Agua”. (6) La organización de diferentes foros académicos realizados en el año 2023 para el análisis de temario del diplomado y el evento más reciente realizado el 7 de mayo de 2024 en el campus Villahermosa denominado “Foro académico de tecnologías emergentes en el cuidado y saneamiento del agua”. (7) Implementación del Programa de Plantas Purificadoras de agua del TecNM en diferentes campus con la finalidad de que los estudiantes dispongan de agua para consumo y adicionalmente, se fortalezca la meta de cumplir como instituciones 100 % libres de plástico.

CONCLUSIONES

El agua es un recurso fundamental para determinar si los países en el mundo alcanzan o no los objetivos del desarrollo sostenible, se requiere un cambio fundamental en la manera de cómo se comprende, valora y gestiona el agua. Este vital líquido no conoce fronteras y se necesita cooperación transfronteriza para compartir este recurso, además, de compromiso político, liderazgo e innovaciones y avances tecnológicos en la prestación del servicio de agua. En este contexto, el TecNM comprometido con el cuidado y conservación del agua, está impulsando diferentes proyectos con actividades concretas, las cuales han sido formalizadas a través de la participación en la agenda estratégica del TecNM agua limpia y saneamiento. Al mismo tiempo, el desarrollo de la agenda ha permitido determinar las capacidades humanas, técnicas y científicas de los diferentes campus para proponer alternativas de solución a los diferentes problemas que está experimentando México y el mundo en el tema del agua, por tal motivo, se espera que en los próximos años la educación y capacitación en el tema del agua sea un referente del compromiso ambiental y social del Tecnológico Nacional de México.

REFERENCIAS

Sharma, V., Honkavaara, E., Hayden, M., & Kant, S. (2024). UAV remote sensing phenotyping of wheat collection for response to water stress and yield prediction using machine learning. Plant Stress, 12(100464), 100464. https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100464.

Gerba, C. P., & Pepper, I. L. (2019). Drinking water treatment. En Environmental and Pollution Science (pp. 435–454). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814719-1.00024-0

Han, X., Liu, X., Gao, D., Ma, B., Gao, X., & Cheng, M. (2022). Costs and benefits of the development methods of drinking water quality index: A systematic review. Ecological Indicators, 144(109501), 109501. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109501

Ahmed, U., Mumtaz, R., Anwar, H., Mumtaz, S., & Qamar, A. M. (2020). Water quality monitoring: from conventional to emerging technologies. Water Science & Technology: Water Supply, 20(1), 28–45. https://doi.org/10.2166/ws.2019.144

Hasanbeigi, A., & Price, L. (2015). A technical review of emerging technologies for energy and water efficiency and pollution reduction in the textile industry. Journal of Cleaner Production, 95, 30–44. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.02.079

Halder, S., & Bose, S. (2024). Addressing water scarcity challenges through rainwater harvesting: A comprehensive analysis of potential zones and model performance in arid and semi-arid regions–A case study on Purulia, India. HydroResearch, 7, 201–212. https://doi.org/10.1016/j.hydres.2024.04.001