El suministro de agua de consumo de calidad requiere de una serie de tratamientos fisicoquímicos previos que se llevan a cabo en las ETAP. Uno de los métodos más extendidos para la desinfección es la cloración, que permite oxidar los productos contenidos en el agua de origen, así como mantener unos niveles mínimos de cloro residual libre que impidan la recontaminación microbiana durante el abastecimiento. Sin embargo, el proceso de cloración también puede producir subproductos que, en exceso, pueden reducir la calidad del agua de consumo, principalmente en el tratamiento de aguas superficiales, debido a que presentan mayor contenido de materia orgánica. Este es uno de los fenómenos que ha captado el foco de atención en los últimos años.

Uno de los desafíos al que se enfrenta la potabilización del agua es el uso de nuevas tecnologías de desinfección más sostenibles, así como lograr los máximos beneficios del uso del cloro con el objetivo de tener un mínimo impacto ambiental y toxicidad en los subproductos de desinfección. El nuevo marco legislativo sobre abastecimiento de agua potable vigente (Real Decreto 3/2023) amplía el ámbito de aplicación actual y eleva el grado de exigencia mediante requerimientos más restrictivos en cuanto a número de especies de subproductos de desinfección (SPDs) y su control más riguroso.

Para llevar a cabo la optimización de estos procesos, resulta de interés analizar de manera más detallada el mezclado, la distribución de cloro y reacciones de desinfección que ocurren en el interior de los tanques de potabilización, poniendo el foco en subproductos de desinfección de interés creciente como son los trihalometanos (THM).

El objetivo principal del proyecto THMod consiste en desarrollar una herramienta de modelización de ETAP y la red de abastecimiento, que reproduzca la dinámica del proceso de cloración focalizada en calcular la generación de Trihalometanos. Esto se llevará a cabo mediante herramientas de simulación computacional de fluidos (CFD). Por otra parte, se profundizará en la monitorización de la calidad del agua en el interior de los tanques mediante medidas experimentales con un vehículo subacuático.

Resultados obtenidos: El proyecto THMod ha desarrollado con éxito una herramienta de modelización enfocada a la generación y control de Trihalometanos (THM) tanto en ETAP como en la red de abastecimiento. Utilizando técnicas avanzadas de simulación computacional de fluidos (CFD) y un dron subacuático para monitorizar los tanques y realizar medidas experimentales se ha logrado desarrollar un modelo detallado en 3D de los tanques de cloración, implementado submodelos específicos que reproducen la generación de THM y el consumo de cloro residual en el modelo hidráulico de la red, lo que ha permitido reproducir la generación de THM en estos tanques.

Se ha evaluado la mejora del proceso en un sistema urbano representativo, seleccionando la localidad de Toledo para llevar a cabo el estudio. Todo ello ha permitido diagnosticar el estado actual del proceso de cloración y se han propuesto nuevas estrategias de operación y rediseños de los tanques de abastecimiento, optimizando la dosificación y mezclado de cloro, minimizando la generación de THM y reduciendo el consumo energético.

En resumen, el proyecto THMod ha logrado desarrollar una herramienta eficaz para el control y optimización del proceso de cloración, con potencial para ser replicada en otras ciudades a nivel estatal e internacional.