Repensar el ciclo urbano del agua a escala doméstica: diseño y evaluación de sistemas internos de distribución para la resiliencia hídrica

Abstract

Aquest Treball Final de Màster aborda la necessitat de repensar el cicle urbà de l'aigua a escala domèstica. Es proposa un canvi de paradigma en la gestió, passant d'un model lineal on s'usa aigua potable per a tots els seus usos —que genera ineficiències hídriques i energètiques— cap a un model circular diversificat basat en el principi de "qualitat ajustada a l'ús" (fit for purpose). L'objectiu és formular i avaluar models d'implementació gradual que permetin reduir la demanda d'aigua potable mitjançant la integració de tecnologies existents de recollida d'aigües pluvials i tractament d'aigües grises en el disseny arquitectònic residencial. La metodologia combina l'anàlisi comparativa de consums hídrics, el desenvolupament de diagrames de flux metabòlic per a dispositius domèstics clau i la creació d'una eina de predimensionament que avalua l'impacte hídric, energètic i econòmic de diferents estratègies de gestió interna de l'aigua. Aquesta eina s'aplica en un cas d'estudi a l'Àrea Metropolitana de Barcelona (consum mitjà: 99,8 L/hab/dia), exemplificant l'aplicació de l'eina. Els resultats preliminars indiquen que la implementació d'un sistema de gestió hídrica amb múltiples qualitats pot reduir la demanda d'aigua potable fins a un 60% i disminuir el volum de descàrrega al sanejament municipal en un 20%. La investigació conclou amb un prototip d'eina que facilita avaluar la viabilitat dels diferents models de subministrament proposats per a l'optimització del cicle urbà de l'aigua a escala domèstica, en el marc d'implementació de l'ordenança d'aigües grises a Barcelona l'any 2026.

Este Trabajo Final de Máster aborda la necesidad de repensar el ciclo urbano del agua a escala doméstica. Se propone un cambio de paradigma en la gestión, pasando de un modelo lineal donde se usa agua potable para todos sus usos, que genera ineficiencias hídricas y energéticas, hacia un modelo a un circular diversificado basado en el principio de "calidad ajustada al uso" (fit for purpose). El objetivo es formular y evaluar modelos de implementación gradual que permitan reducir la demanda de agua potable mediante la integración de tecnologías existentes de recolección de aguas pluviales y tratamiento de aguas grises en el diseño arquitectónico residencial. La metodología combina análisis comparativo de consumos hídricos, desarrollo de diagramas de flujo metabólico para dispositivos domésticos clave y la creación de una herramienta de pre-dimensionamiento que evalúa el impacto hídrico, energético y económico de diferentes estrategias de gestión interna del agua. Esta herramienta se aplica en un caso de estudio en el Área Metropolitana de Barcelona (consumo promedio: 99,8 L/hab/día), ejemplificando la aplicación de la herramienta Los resultados preliminares indican que la implementación de un sistema de gestión hídrica con múltiples calidades puede reducir la demanda de agua potable hasta un 60% y disminuir el volumen de descarga al saneamiento municipal en un 20%. La investigación concluye con un prototipo de herramienta que facilita evaluar la viabilidad de los diferentes modelos de suministro propuestos para la optimización del ciclo urbano del agua a escala doméstica, en el marco de implementación de la ordenanza de aguas grises en Barcelona en el año 2026.

This Master's Final Project addresses the need to rethink the domestic urban water cycle. It proposes a paradigm shift in management, moving from a linear model that uses potable water for all purposes, which generates water and energy inefficiencies, toward a diversified circular model based on the principle of "fit for purpose" quality. The goal is to formulate and evaluate gradual implementation models that allow for the reduction of potable water demand through the integration of existing technologies for rainwater harvesting and greywater treatment into residential architectural design. The methodology combines a comparative analysis of water consumption, the development of metabolic flow diagrams for key domestic devices, and the creation of a pre-dimensioning tool that evaluates the water, energy, and economic impact of different internal water management strategies. This tool is applied in a case study in the Barcelona Metropolitan Area (average consumption: 99.8 L/hab/day), illustrating the tool's application. Preliminary results indicate that the implementation of a multi-quality water management system can reduce potable water demand by up to 60% and decrease the volume of discharge to the municipal sewage system by 20%. The research concludes with a tool prototype that facilitates the evaluation of the viability of the different supply models proposed for optimizing the urban water cycle at the domestic scale, within the framework of the implementation of the Barcelona greywater ordinance in 2026.