Las plantas de tratamiento de aguas residuales de la bahía de San Francisco se enfrentan a una factura de unos 10.000 a 11.000 millones de dólares para reducir la contaminación por nitrógeno. Un estudio de la Universidad de Stanford, publicado el 24 de septiembre en Nature Water, muestra que podrían recortar casi a la mitad ese coste mediante inversiones de infraestructura coordinadas entre plantas, en lugar de que cada una actúe por su cuenta.
Por qué hace falta reducir el nitrógeno, y con qué urgencia
Tras un episodio histórico de marea roja en 2022 que provocó una mortandad masiva de peces en la bahía, los reguladores ordenaron una reducción del 40% en las descargas de nitrógeno hacia la bahía de San Francisco antes de 2035. Cumplir ese límite de la forma convencional, con cada una de las 37 plantas de la región actualizando sus instalaciones por separado, costaría más de 10.000 millones de dólares y exigiría subidas anuales de la factura del agua de unos 200 dólares por hogar.
La herramienta: un modelo de optimización que calcula el ahorro real
El equipo desarrolló CLEANRWastewater (Coordinación para una Eliminación de Nutrientes Limpia, Eficaz y Asequible para Aguas Residuales, por sus siglas en inglés), una herramienta de apoyo a la decisión formulada como un marco de optimización de múltiples periodos con variables mixtas enteras. En lenguaje llano: un modelo matemático que calcula la forma más rentable de que varias plantas de tratamiento planifiquen, construyan y operen infraestructura de forma conjunta para eliminar el exceso de nitrógeno antes de que llegue a la bahía.
Los resultados concretos
Aplicada a tres plantas de tratamiento de la bahía situadas a pocos kilómetros entre sí, la herramienta encontró que la coordinación podría reducir los costes totales de capital y operación hasta en un 48%, un ahorro de 268 millones de dólares a lo largo de 30 años comparado con construir la infraestructura de forma independiente. Esos ahorros conjuntos proceden de que las instalaciones retrasan actualizaciones intensivas en capital y despliegan las opciones de tratamiento más baratas a nivel de toda la subcuenca compartida, en lugar de que cada planta resuelva el problema por su cuenta.
Por qué empezar ahora importa tanto
El análisis encontró que empezar a coordinarse ahora ahorraría un 32% adicional comparado con esperar hasta 2045, momento en el que muchas plantas ya habrían comprometido sus decisiones de infraestructura y su deuda asociada. Es decir, el margen de ahorro no es estático: se reduce cuanto más tiempo pase antes de que las plantas empiecen a planificar de forma conjunta.
Qué falta hoy para que esto ocurra
Según los propios investigadores, hasta ahora las empresas de servicios públicos dependen en gran medida de modelos inconsistentes creados por consultoras externas para estimar el ahorro potencial de trabajar juntas. El equipo de Stanford sostiene que ha desarrollado un marco transparente que revela la magnitud real del ahorro de costes que desbloquea un diseño y una operación de infraestructura coordinados para toda la bahía, sustituyendo esas estimaciones dispares por un cálculo común y verificable.
Opciones más allá de la ingeniería tradicional
El organismo regulador de la región ha dejado claro que no aplicará un enfoque único para todas las plantas: estas pueden optimizar sus sistemas actuales, construir procesos de tratamiento completamente nuevos, o implementar soluciones basadas en la naturaleza, como humedales de tratamiento. El reciclaje de aguas residuales también puede reducir las descargas de nutrientes mientras refuerza el suministro de agua disponible para la región.
Qué implica en la práctica
- Para los contribuyentes de la bahía de San Francisco: el coste final que acaben pagando en su factura del agua dependerá en gran medida de si los operadores de las 37 plantas deciden coordinarse o actuar cada uno por separado.
- Para otras regiones con problemas similares: el marco CLEANRWastewater podría aplicarse a cualquier cuenca compartida por múltiples plantas de tratamiento sometidas a límites regulatorios de nutrientes.
- Para los reguladores: incentivar explícitamente la coordinación temprana entre operadores, en lugar de dejar que cada planta decida por separado, podría traducirse en ahorros sustanciales para los usuarios finales.
Nuestra lectura
Este estudio ilustra un problema habitual en la gestión de infraestructura pública: cada operador individual tiene incentivos para resolver su propio cumplimiento normativo de la forma más rápida posible, aunque eso signifique perder las economías de escala que solo aparecen cuando varias instalaciones colaboran. Contar con una herramienta transparente y verificable que cuantifique exactamente cuánto se pierde por no coordinarse podría ser precisamente el tipo de evidencia que convenza a reguladores y operadores de cambiar de enfoque antes de que sea demasiado tarde para aprovechar el ahorro.
Fuentes: Universidad de Stanford, Phys.org y el estudio original en Nature Water.