L. Garrote. Centro Tecnológico Cartif, Boecillo (Valladolid), 47151, España
El tratamiento de las aguas residuales de cualquier industria que produzca grandes volúmenes de aguas residuales implica unos costes que pueden ser especialmente elevados para lograr el cumplimiento de la normativa medioambiental. Especialmente en el caso de las industrias que producen aguas residuales con elevadas concentraciones de materia orgánica biodegradable, sólidos en suspensión, nutrientes (nitrógeno y fósforo) y sal, el tratamiento de las aguas residuales por métodos convencionales implica costes elevados. Es posible que las pymes no puedan sufragar estos costes y, en su lugar, viertan sus efluentes y lodos sin un tratamiento adecuado y causen un daño importante al medio ambiente. Por lo tanto, los sistemas innovadores de tratamiento de aguas residuales que tienen el potencial de lograr el cumplimiento del medio ambiente de una manera eficiente, sostenible y económica que podría desempeñar un papel importante en el mercado de la gestión de aguas residuales industriales.
Las aguas residuales urbanas y domésticas contienen principalmente materia orgánica, nitrógeno y fósforo y sales disueltas. En cambio, los efluentes industriales pueden variar considerablemente en función del proceso de producción del que proceden. En algunos casos, se asemejan a las aguas residuales urbanas, pero la mayoría de las veces los niveles de concentraciones y sustancias son diferentes a los de las aguas residuales urbanas.
La gestión de las aguas residuales industriales implica varios procedimientos diferentes para su tratamiento. Tras el tratamiento, las aguas residuales industriales pueden reutilizarse o eliminarse en el alcantarillado sanitario o en las aguas subterráneas. Los distintos tipos de aguas residuales requieren diferentes enfoques de tratamiento, como la eliminación de aceites y grasas, la eliminación de filtros ácidos y alcalinos, los residuos de pesticidas, etc.
Como muestra la Figura 1, las distintas actividades industriales generan diferentes tipos y cantidades de aguas residuales que necesitan distintos tipos de tratamiento. Por ejemplo, algunos efluentes de la industria de la alimentación y las bebidas pueden esparcirse por el suelo como fuente de nutrientes o pueden ser tratados fácilmente por las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR), ya que contienen principalmente materia orgánica. Otros efluentes industriales (por ejemplo, los que contienen metales o sustancias orgánicas no fácilmente degradables, como los hidrocarburos persistentes o las sustancias tóxicas orgánicas bioacumulativas) requieren un tratamiento específico in situ antes de su traslado a la EDAR.
Según la Agencia Europea de Medio Ambiente (2019), las emisiones directas de las grandes unidades industriales que se vierten en las masas de agua en Europa han disminuido en los últimos años. Sin embargo, la contaminación industrial transmitida a través de los sistemas de alcantarillado a las plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas ha aumentado ligeramente, ejerciendo presión sobre la infraestructura de gestión de aguas residuales. No obstante, en el caso de las instalaciones más pequeñas, no existe un registro sistemático de los datos correspondientes y, por tanto, se desconoce en gran medida el tamaño y la evolución de sus emisiones a las masas de agua. Los datos muestran, en cambio, que las instalaciones más grandes de sectores como el de la pulpa y el papel, la siderurgia, el suministro de energía, los metales no ferrosos y la industria química tienden a tener una mayor proporción de emisiones directas al agua, lo que requiere un pretratamiento in situ más intenso. Los sectores con instalaciones más pequeñas, como la industria manufacturera y la producción de alimentos y bebidas, notifican más emisiones a los sistemas de alcantarillado, a menudo con cargas contaminantes similares a las de las fuentes domésticas. Los datos también sugieren que las instalaciones industriales no reguladas por la legislación de la UE, es decir, las más pequeñas, pueden ejercer actualmente una mayor presión sobre la calidad del agua que las instalaciones más grandes cubiertas por la legislación.
El paquete de economía circular establece un marco estratégico de medidas para ayudar a la transición de la UE hacia una economía circular y un crecimiento económico sostenible. En este contexto, las normas específicas sobre subproductos y el estatus de fin de residuos, así como varios instrumentos financieros europeos (por ejemplo, los fondos de la política de cohesión, Horizonte 2020), apoyan el desarrollo de procesos por los que los subproductos de aguas residuales de una empresa pueden convertirse en un recurso para otras empresas.
El mercado del tratamiento del agua y las aguas residuales se segmenta principalmente por aplicaciones (municipales e industriales), por categorías de productos (tecnologías de tratamiento, equipos de suministro, productos químicos de tratamiento e instrumentación), por equipos de suministro (tuberías y accesorios, bombas, filtros, válvulas y controles, y sopladores), por productos químicos de tratamiento (coagulantes y floculantes, desinfectantes y productos biocidas en general, inhibidores de incrustación y corrosión, acondicionadores del pH, productos químicos antiespumantes y otros productos químicos) y por instrumentación (sensores de digestión anaerobia, instrumentación de lodos activos, instrumentación de eliminación de nutrientes y sensores de sedimentación) (Figura 2 y 3).
El agua de calidad es esencial para la salud humana, el desarrollo social y económico y el ecosistema. Así, el continuo crecimiento de la población y la urbanización, la rápida industrialización y la expansión e intensificación de la producción de alimentos ejercen presión sobre los recursos hídricos, y el creciente vertido no regulado o ilegal de agua contaminada dentro y fuera de las fronteras nacionales representa una amenaza mundial para la salud y el bienestar humanos. Por lo tanto, la demanda de agua no podrá satisfacerse a menos que se revolucione el tratamiento del agua y de las aguas residuales.
Según el informe del Consejo para la Defensa de los Recursos Naturales (NRDC), cada año el agua insalubre enferma a unos mil millones de personas, sobre todo en los países de bajos ingresos. Además, el mismo informe afirma que más del 80% de las aguas residuales del mundo se devuelven al medio ambiente sin ser tratadas. Se estima que la creciente concienciación de la población y de las autoridades gubernamentales sobre la conservación del agua potable impulsará el crecimiento del mercado. Además, las normas y regulaciones gubernamentales en varios sectores para el tratamiento obligatorio de las aguas residuales es otro factor importante que se estima impulsará el crecimiento del mercado (Research Nester, Emergen research, 2021).
En función del sector de usuarios finales, el mercado se divide en generación de energía, minería, química y otros, de los cuales se prevé que el segmento de generación de energía obtenga la mayor cuota de ingresos durante el periodo de previsión, debido a la creciente demanda de energía, respaldada por la rápida urbanización. El agua es uno de los principales componentes para la producción de electricidad, y el proceso también libera enormes cantidades de aguas residuales. Las estrictas regulaciones gubernamentales para la industria de generación de energía son otro factor importante para el crecimiento del segmento.
Según Meticulous Research (2020), las aplicaciones municipales tuvieron la mayor cuota del mercado mundial de tratamiento de agua y aguas residuales, debido al creciente uso en aplicaciones residenciales y no residenciales y al aumento de la atención a la calidad del agua y la salud pública. El segmento de aplicaciones industriales ha sido testigo de un crecimiento significativo que se atribuye al rápido crecimiento del sector industrial mundial y a la creciente demanda de tratamientos de agua y aguas residuales para proporcionar agua limpia y procesada. La separación de membranas tuvo la mayor participación en el mercado global de tecnologías de tratamiento de agua y aguas residuales en 2020, debido a la creciente demanda de procesos de tratamiento de agua de bajo consumo de energía y el creciente énfasis en la reducción del uso de productos químicos en el tratamiento del agua. Los coagulantes y floculantes registraron la mayor cuota del mercado global de productos químicos para el tratamiento de agua y aguas residuales en 2020. También se espera que este segmento sea el que experimente un mayor crecimiento en los próximos años, atribuido a su bajo costo para el tratamiento y suministro de agua potable y aguas residuales, alta eficiencia en una amplia gama de pH y temperaturas de agua, y menor requisito de dosificación para lograr los objetivos de tratamiento de agua.
Además, las estrictas normativas gubernamentales para el tratamiento de aguas residuales y el creciente uso de productos químicos para el tratamiento del agua en los procesos de tratamiento del agua industrial apoyan aún más el crecimiento y el dominio del segmento.
El panorama competitivo del mercado indica un mercado muy fragmentado, que se está consolidando lentamente, con empresas clave como Veolia y Suez Environment que están construyendo una cartera diversa para capturar la cuota de mercado junto con la construcción de la eficiencia operativa. Por otro lado, los actores nacionales se centran en establecer asociaciones estratégicas con las industrias para proporcionarles servicios de tratamiento de agua y aguas residuales y mantenimiento.
El objetivo crucial de los principales actores que operan en el mercado es construir un proceso de tratamiento del agua que lo incluya todo, utilizando inteligencia artificial (IA), diagnósticos avanzados y nanotecnología para tratar todas las impurezas presentes en un recurso hídrico (Emergen research, 2021).
Los principales actores del mercado en Europa de tratamiento de agua y aguas residuales además de Veolia (Francia) y Suez Environnement S.A. (Francia), son Acciona (España), Pentair plc (Reino Unido), United Utilities Group P.L.C. (Reino Unido), Kingspan Water & Energy (Reino Unido), Kemira Oyj (Finlandia), BASF SE (Alemania), entre otros.
El mercado mundial de agua y aguas residuales se valoró en 263 MM$ (mil millones de dólares estadounidenses) en 2020. Se prevé que el mercado alcance un valor de casi 500 MM$ en 2028, con una tasa de crecimiento interanual del 7,3% en ese periodo comprendido. Este crecimiento se espera a medida que el mercado vuelva a los niveles anteriores a la pandemia, que se vio muy afectada desde el brote de COVID-19.
Según las Cuentas de gastos de protección ambiental (EPEA) de Eurostat, el gasto de la UE en protección del medio ambiente sigue aumentando. En 2020 ascendió a 273 MM€. Con un aumento medio de más del 2% cada año, el gasto nacional en protección del medio ambiente ha aumentado un 40% desde 2006. Como porcentaje del PIB, el gasto en protección del medio ambiente se ha mantenido relativamente estable durante los últimos quince años (entre el 1,8% y el 2,0% del PIB).
En concreto, el gasto total en la gestión de aguas residuales en la UE28 ascendió a 77,5 MM€ en 2019, marcando un aumento significativo del 25,8% desde 2010. Estos gastos incluyen todos los servicios de gestión de aguas residuales urbanas, municipales e industriales de entidades públicas y privadas, así como las inversiones relacionadas (por ejemplo, la inversión en equipos para el tratamiento primario y secundario de las aguas residuales) y los costes operativos en los que incurren los proveedores especializados en la gestión de aguas residuales (por ejemplo, las empresas de suministro de agua) u otras empresas para su propio tratamiento de aguas residuales (interno). De este modo, el gasto total representa el tamaño del mercado de tratamiento de aguas residuales en la UE en términos de valor.
El gasto de las administraciones públicas, las instituciones sin ánimo de lucro al servicio de los hogares y los hogares, que constituyen el consumo final de los servicios de gestión de aguas residuales, representaron en 2019 el 45% del gasto total en tratamiento de aguas residuales en la UE28. De 2010 a 2019, el consumo final de servicios de gestión de aguas residuales aumentó un 14,2%, alcanzando los 35,2 MM€ (Figura 5). Este gasto incluye principalmente los pagos a la administración local o a empresas especializadas por la recogida y el tratamiento de residuos o aguas residuales.
Analizando los datos por países de la UE disponemos del porcentaje de PIB y gasto total de cada país en el tratamiento de aguas residuales para el año 2019. En la figura 6 se observan ratios más altas de la UE con respecto al PIB para la gestión de aguas residuales, notificados por Luxemburgo, Malta y los Países Bajos, todos ellos con un 0,4 % del PIB y porcentajes más altos de gasto total.
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