Del desecho a la solución: cómo el manejo adecuado de las aguas residuales pueden ayudar frente al cambio climático

Tema: El agua sostiene la vida, la salud y el desarrollo humano, pero hoy enfrenta una presión sin precedentes. El cambio climático altera su disponibilidad, mientras que la contaminación agrava una crisis que ya afecta a millones de personas. En este escenario, las aguas residuales ya no pueden verse solo como un desecho: también representan un desafío ambiental, una fuente de emisiones y, al mismo tiempo, una oportunidad para recuperar recursos valiosos.

A lo largo de este artículo se explora esa relación entre agua y clima, con especial atención al papel de las aguas residuales. Lejos de ser un problema secundario, su tratamiento y aprovechamiento pueden ayudar a reducir emisiones, reutilizar agua, recuperar energía y fortalecer la resiliencia hídrica. También se presentan tecnologías emergentes que están cambiando la manera en que entendemos y gestionamos este reto.

1. Introducción

Aunque solemos pensar en el agua como un recurso abundante, la realidad es muy distinta. De toda el agua del planeta, la gran mayoría es salada (Fig. 1A) o está atrapada en glaciares y capas de hielo. Solo una fracción mínima está disponible en ríos, lagos y otras fuentes superficiales que sostienen la vida cotidiana. Esa pequeña porción es la que bebemos, la que usamos para producir alimentos y la que mantiene en funcionamiento los ecosistemas (Kirkland, 2023).

Figura 1. Representación gráfica de la distribución, tipos y uso del agua en el planeta. A, Proporción de agua total global: agua salada 97% y agua dulce 3%. B, Distribución del 3% de agua dulce del planeta: agua congelada 69%, agua subterránea 30% y agua potable 1% (tomado y traducido de Kirkland, 2023).

La mayor parte del agua del planeta no está disponible de manera inmediata para nosotros. Se encuentra en los océanos, bajo tierra o congelada en glaciares, y se mueve muy lentamente. La que circula con rapidez y sostiene la vida diaria es la que está en la superficie, en la atmósfera y en los ríos (Fig. 1B). Ese movimiento constante —el ciclo del agua— hace posible la producción de alimentos, la generación de energía y el equilibrio de muchos ecosistemas. También cumple una función clave en la regulación del clima (Huerga, 2024; Fig. 2).

Figura 2. Ciclo del agua. Proceso biogeoquímico complejo que implica procesos de evaporación, condensación, precipitación, escorrentía, infiltración, transpiración, interacción con el suelo y las rocas y el almacenamiento de agua en reservorios. Este ciclo es esencial para mantener la vida en la Tierra y es influenciado por una variedad de factores biológicos, geológicos, químicos y físicos (tomado de Bordino, 2025).

Por eso, cuando el clima cambia, el agua también cambia. Sequías más intensas, inundaciones más frecuentes, glaciares en retroceso e incendios forestales son distintas caras de una misma crisis hídrica. Pero el agua no solo está en el centro del problema: también puede ser parte de la solución. Gestionarla mejor significa proteger ecosistemas, reducir emisiones y aumentar la capacidad de adaptación de comunidades enteras.

2. ¿Cuál es la conexión?

La relación entre agua y cambio climático es directa y cada vez más evidente. Cuando aumentan las temperaturas y se alteran los patrones de lluvia, aparecen sequías más severas, inundaciones más destructivas, incendios forestales y daños a la infraestructura hídrica (Fig. 3). Todo esto pone en riesgo el acceso al agua potable, la producción de alimentos, la biodiversidad y la salud de los ecosistemas (ONU, 2026). Por eso, hablar de adaptación climática también significa hablar de una mejor gestión del agua: proteger humedales, captar lluvia, reutilizar aguas residuales y diseñar sistemas más resilientes ya no es opcional, sino una necesidad.

Figura 3. Efectos del cambio climático. Aumento de fenómenos meteorológicos extremos como las sequías (A), el aumento de temperaturas globales, derretimiento de glaciares y elevación del nivel del mar (B), fenómenos meteorológicos como inundaciones (C), además del incremento en la frecuencia y extensión de incendios forestales (D) (Canva).

3. ¿Qué es la gestión del agua?

Hablar de gestión sostenible del agua es hablar de usar este recurso con responsabilidad, inteligencia y visión de largo plazo. No se trata solo de tener suficiente agua hoy, sino de asegurar que también la haya mañana. Esto implica cuidar su calidad, evitar el desperdicio, proteger los ecosistemas y promover su reutilización. No es casual que este tema esté en el centro del ODS 6 de la ONU, dedicado al agua limpia y al saneamiento (Pacto Mundial, 2026).

La gestión integral del agua va un paso más allá. Propone mirar todo el ciclo del agua como un sistema conectado: desde la captación y el almacenamiento hasta la distribución, el uso, el tratamiento y la reutilización. En lugar de resolver cada problema por separado, busca coordinar decisiones para reducir contaminación, aprovechar mejor el recurso y responder a necesidades muy distintas, como el consumo humano, la agricultura, la industria y la conservación ambiental (TNA, 2024). Su fuerza está en que reúne a comunidades, gobiernos, especialistas y sectores productivos en una misma conversación.

3.1 Huella hídrica

La huella hídrica permite entender cuánta agua usamos realmente, incluso la que no vemos. No solo cuenta el agua que sale del grifo, sino también la que se consume para producir alimentos, bienes y servicios. Se divide en tres componentes: verde, azul y gris. En este artículo nos interesa especialmente la huella hídrica gris (Fig. 4) (IMTA, 2019; AQUAE, 2026), porque remite al volumen de agua necesario para diluir contaminantes y, en la práctica, nos lleva al tema de las aguas residuales. Estas no solo concentran sustancias de desecho: también pueden liberar metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O), dos gases de efecto invernadero que intensifican el cambio climático.

Figura 4. Tipos de huella hídrica: verde, azul y gris (Canva).

3.2 Huella hídrica gris y/o aguas residuales

Hoy se sabe que el sector de las aguas residuales tiene un peso climático mayor del que durante años se creyó. Buena parte del problema está en las emisiones de metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O) (Fig. 5a), dos gases que muchas veces no se miden de forma completa. Los inventarios nacionales suelen subestimar estas emisiones porque los sistemas son complejos, las metodologías no siempre coinciden y existen grandes variaciones entre regiones y estaciones del año (Fig. 5b y c). Estudios recientes advierten que esta omisión deja fuera millones de toneladas de emisiones equivalentes de CO₂ cada año (Song et al., 2026). En otras palabras, una parte importante del impacto climático de las aguas residuales todavía permanece fuera del radar, y reconocerlo es el primer paso para reducirlo.

Este panorama lleva directamente a revisar el papel de las plantas de tratamiento, ya no solo como infraestructura de saneamiento, sino como instalaciones con potencial para recuperar recursos y reducir impactos climáticos.

Figura 5. Cobertura de las vías de aguas residuales. a, Sistemas complejos de tratamiento de aguas residuales y vías de descarga, y cobertura general de estas vías en las directrices del IPCC de 2006 y 2019. b, c, Factores de emisión detallados sugeridos en las directrices del IPCC para estimar las emisiones de CH₄ (b) y N₂O (c) (modificado de Song et al., 2026).

3.2.1 Situación actual de las plantas de tratamiento de agua

Las plantas de tratamiento de aguas residuales están dejando atrás su papel tradicional. Durante mucho tiempo se entendieron como instalaciones destinadas únicamente a limpiar el agua antes de devolverla al ambiente (Fig. 5a). Hoy, en cambio, se conciben cada vez más como centros capaces de recuperar recursos: agua reutilizable, nutrientes como fósforo y nitrógeno, e incluso energía renovable a partir de los residuos orgánicos (Fig. 6). Este cambio de enfoque es importante porque también permite mirar un problema poco visible: las emisiones de metano y óxido nitroso generadas durante el tratamiento del agua residual. Ambos gases tienen un impacto climático mucho mayor que el dióxido de carbono. Reducirlos no solo ayuda a frenar el calentamiento global, sino también a disminuir daños sobre ríos, lagos y otros ecosistemas acuáticos. En 2024, un estudio de la Universidad de Radboud  reveló que los ríos que reciben descargas de aguas residuales tratadas emiten hasta un 40% más de metano que los cuerpos de agua no influenciados (UNIA, 2026). Estas emisiones intensifican el cambio climático y alteran los ciclos biogeoquímicos, impactando negativamente en la biodiversidad acuática. Además, el N₂O generado durante procesos biológicos, como la nitrificación y desnitrificación, contribuye al calentamiento global y afecta la capa de ozono (Peterse et al., 2024).

Figura 6. Ilustración de los procesos que se llevan a cabo en una WRRF (Planta de tratamiento y recuperación de recursos de aguas residuales). A) Proceso de recuperación del agua; B) proceso de recuperación de biogás para la generación de electricidad y calor; C) proceso de recuperación de biosólidos con uso agrícola (Canva).

A principios de la década de 2000, la industria de aguas residuales comenzó a centrarse en los recursos “re-N-E-W-ables” (N – nutrientes, E – energía, W – agua), con la visión de que la mayoría, si no todos, los materiales presentes en las aguas residuales pueden convertirse en productos valiosos. En 2009, los administradores de WRF identificaron la recuperación de productos útiles a partir de aguas residuales y sólidos como una prioridad de investigación. Más recientemente, en 2021, la Fundación de Investigación del Agua eligió el uso y la recuperación eficiente de recursos como uno de los cinco temas de investigación de alta prioridad, con el objetivo de impulsar al sector del agua hacia una economía circular (WRF, 2026).

3.3 ¿Cuáles son los planes?

Frente a este panorama, la ONU insiste en que no basta con reconocer la crisis: hace falta invertir en soluciones hídricas innovadoras, viables y escalables (UN, 2026). La idea es doble: responder a los desafíos del agua y, al mismo tiempo, generar beneficios sociales, económicos y climáticos. Entre las rutas más prometedoras destacan las siguientes:

• Mejorar el almacenamiento de carbono. Ecosistemas como turberas y manglares funcionan como grandes reservorios naturales de carbono. Cuidarlos y restaurarlos no solo protege la biodiversidad: también ayuda a frenar el calentamiento global y a reforzar el equilibrio hídrico.

• Proteger las zonas de amortiguación naturales. Humedales, manglares y riberas vegetadas actúan como defensas frente a inundaciones, erosión y eventos extremos. Son barreras naturales que amortiguan impactos y ayudan a regular el paso del agua.

• Captar el agua de lluvia. Aprovechar la lluvia permite reforzar el abasto en épocas secas, reducir la presión sobre otras fuentes y favorecer la recarga de acuíferos. Es una medida sencilla en apariencia, pero muy poderosa para aumentar la resiliencia.

• Adoptar una agricultura climáticamente inteligente. Mejorar el suelo, usar riego más eficiente, reducir pérdidas y transformar residuos en energía o fertilizantes permite producir alimentos con menos impacto hídrico y climático.

• Aprovechar mejor las aguas subterráneas. En muchos lugares este recurso se explota sin conocer bien sus límites o su calidad. Protegerlo y usarlo con criterio será esencial para enfrentar la escasez futura.

• Reutilizar aguas residuales. Cuando se tratan de forma segura, las aguas residuales pueden convertirse en una fuente confiable de agua para riego, industria o usos urbanos. Además, permiten recuperar energía y nutrientes, lo que las vuelve una pieza central de la economía circular.

4. ¿Qué hay de las soluciones tecnológicas?

Las WRRFs muestran que la tecnología puede cambiar por completo la manera en que tratamos el agua usada. Más que simples plantas de saneamiento, empiezan a funcionar como sistemas capaces de recuperar tres recursos clave (Liu et al., 2022; Sherif et al., 2023):

I.Agua regenerada: Con tratamientos avanzados, el agua residual puede dejar de ser un desecho y transformarse en un recurso útil para riego, recarga de acuíferos, procesos industriales o ciertos usos urbanos (Fig. 6A).

II.Energía limpia: Los lodos orgánicos pueden aprovecharse mediante digestión anaerobia para generar biogás (Fig. 7), una fuente de energía que ayuda a reducir el uso de combustibles fósiles e incluso puede volver autosuficientes a algunas plantas (Fig. 6B).

III.Nutrientes y recursos químicos: Del agua residual también pueden recuperarse elementos como fósforo y nitrógeno, que luego se transforman en fertilizantes. Así se evita contaminar más ríos y lagos, y al mismo tiempo se aprovechan materiales valiosos (Fig. 6C).

Figura 7. Pasos bioquímicos secuenciales que suceden en un digestor anaeróbico (sustratos-productos) facilitado por bacterias específicas (Goggle IA, Nano Banana 2).

Se están desarrollando tecnologías avanzadas para reducir las emisiones de GEI en plantas de tratamiento, entre ellos podemos mencionar:

4.1 Digestores anaeróbicos

Un digestor anaeróbico es, en esencia, un sistema cerrado que aprovecha bacterias para descomponer materia orgánica sin oxígeno (Martinez-Martinez et al., 2026; Fig. 7). El resultado es doble: por un lado produce biogás, una fuente de energía renovable; por otro, genera un residuo rico en nutrientes que puede usarse como fertilizante. Su gran ventaja es que captura metano que de otro modo escaparía a la atmósfera, además de reducir olores y lodos. Eso sí, requiere inversión, operación especializada y un control técnico cuidadoso para funcionar bien. Su viabilidad en este contexto puede considerarse media.

4.2 Optimización biológica de nitrificación y desnitrificación

Optimizar procesos como la nitrificación y la desnitrificación permite reducir emisiones de óxido nitroso y mejorar el rendimiento del tratamiento sin rehacer toda la planta. En otras palabras, se trata de ajustar mejor las condiciones de operación para que el sistema trabaje de forma más limpia y eficiente. Su ventaja es que ofrece buenos resultados con cambios relativamente accesibles, aunque exige monitoreo constante porque es sensible a variaciones de oxígeno, temperatura y carga. Por eso su viabilidad se considera alta.

4.3 Sensores inteligentes y monitoreo en tiempo real

Los sensores inteligentes y los gemelos digitales están convirtiendo a estas plantas en infraestructuras capaces de “sentir” y “pensar” en tiempo real. Los sensores recopilan información sobre variables clave, mientras que el gemelo digital simula escenarios y ayuda a decidir cómo ajustar la operación para ahorrar energía, reducir costos y disminuir emisiones. Su mayor fortaleza es que permiten anticiparse a problemas en lugar de reaccionar tarde. Aunque requieren inversión, conectividad y personal capacitado, su viabilidad es alta por el potencial que tienen para transformar la operación diaria.

4.4 Sistema integrado de control de GEI con sensores, IA y operación adaptativa

Un sistema integrado de control de GEI combina sensores, análisis de datos, inteligencia artificial y operación adaptativa para identificar en qué momentos y en qué etapas se generan más emisiones. Su valor está en que permite intervenir con rapidez y tomar decisiones mejor informadas. Es una de las opciones con mayor potencial para reducir la huella de carbono total de una planta, aunque también es la más compleja de implementar por la inversión y la coordinación tecnológica que requiere. Por ello, su viabilidad puede considerarse media.

5. Perspectiva global, sostenibilidad y conclusiones

En muchas regiones en desarrollo, donde las plantas de tratamiento todavía operan con limitaciones técnicas, las emisiones de gases de efecto invernadero representan un reto especialmente serio. Aun así, ya existen experiencias que muestran que es posible reducirlas mientras se mejora la eficiencia energética, lo que refuerza la idea de que la transición hacia sistemas más limpios no es una promesa lejana, sino una posibilidad real.

En conjunto, las WRRF representan una nueva manera de entender el tratamiento del agua: no como un proceso para deshacerse de residuos, sino como una oportunidad para recuperar recursos, ahorrar energía y reducir impactos ambientales. Sus principales fortalezas pueden resumirse así:

·       Recuperan agua, energía y nutrientes, convirtiendo un residuo en recursos útiles.

·       Ayudan a avanzar hacia plantas más eficientes y con menor dependencia de combustibles fósiles.

·       Reflejan la evolución del sector hacia una visión más circular y estratégica del agua residual.

·       Incorporan innovación tecnológica para optimizar procesos y mejorar la calidad del tratamiento.

·       Contribuyen a reducir contaminación y emisiones, alineando saneamiento y acción climática.

La adopción de tecnologías como sensores IoT y gemelos digitales permitirá que las plantas de tratamiento operen con una huella de carbono cercana a cero en las próximas décadas. Estos sistemas facilitarán ajustes dinámicos y simulaciones avanzadas para optimizar procesos y minimizar emisiones.

En el fondo, el gran cambio de perspectiva es este: el agua residual no tiene por qué ser el final de un ciclo, sino el inicio de otro. Cuando se trata con tecnología, visión ambiental e innovación, puede transformarse en agua útil, energía, nutrientes y conocimiento para tomar mejores decisiones. Entenderlo así no solo mejora la gestión del agua: también abre una vía concreta para enfrentar la crisis climática con soluciones más inteligentes y sostenibles.

6. Referencias

AQUAE. 2026. Los tipos de huella hídrica y su impacto mundial. AQUAE FUNDACION. Consultado 26/05/2026.

Bordino, J. 2025. Ciclo del agua: qué es, etapas e importancia. ECOLOGIA verde. Consultado 22/04/2026.

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