Aguas residuales: ¿Residuo o recurso?

Como su propio nombre indica las aguas “residuales” se han considerado históricamente como un desecho y no como una fuente de recursos. De hecho han supuesto un problema para la salud del hombre y de los ecosistemas. Así, en la época de los romanos el agua residual ya se evacuaba de las ciudades a través de redes de alcantarillado como la denominada “Cloaca Máxima” en Roma. La evacuación del agua reducía en cierta medida los problemas de salud de las ciudades pero ¿qué pasaba aguas abajo de dicha “evacuación”? Este desecho se vertía a masas de agua como ríos y lagos o se infiltraban a través del terreno. La ausencia de tratamiento de estos efluentes ha conllevado la contaminación en gran medida de los grandes ríos europeos y la afección a sus ecosistemas. En este contexto nació la directiva 91/271/CEE de tratamiento de aguas residuales con el objetivo de proteger el medio ambiente de las repercusiones negativas (como la eutrofización) que producen las aguas residuales urbanas.

A pesar de que en las últimas décadas se ha producido un gran avance en la depuración de las aguas residuales y, técnicamente, es posible eliminar la gran mayoría de los contaminantes, esto requiere un coste elevado sobre todo en términos energéticos. Las zonas aisladas o las pequeñas poblaciones no pueden asumir muchas veces esos costes. La utilización de tratamientos no convencionales son la solución para estas aglomeraciones. Entre estos tratamientos se encuentran los denominados Filtros Verdes (FVs). En estos sistemas el agua residual a tratar es aplicada sobre un terreno con vegetación, con lo que se consigue, paralelamente, la depuración de las aguas y la producción de biomasa. La depuración se produce mediante la acción conjunta del suelo (tratamiento físico-químico), los microorganismos (tratamiento biológico) y las plantas (extracción de nutrientes). Una fracción del agua aplicada al suelo se consume por evapotranspiración y la restante se infiltra a través del terreno, hasta llegar al acuífero.

En un FV el agua hasta entonces “residual” se convierte en un recurso. Un recurso en términos hídricos ya que proporciona el agua que la planta necesita para crecer y recarga los acuíferos mediante los retornos de riego. En aquellas zonas climáticas donde el agua es escasa, la incorporación al ciclo del agua de este recurso es de vital importancia, reduciendo el consumo y aumentando el cómputo de recursos hídricos disponibles para otros usos.

Un recurso en términos de nutrientes que son incorporados por la planta maximizando su crecimiento y minimizando el aporte de fertilizantes.

Sin embargo, uno de los principales retos que presentan los FVs es conseguir una mayor eliminación del nitrógeno no utilizado por la planta y que puede lixiviarse. Actualmente, una de las líneas de investigación que se están llevando a cabo en el Instituto IMDEA Agua es mejorar el rendimiento de estos sistemas a través de enmiendas dentro del contexto de economía circular. En este sentido, las enmiendas que están siendo evaluadas derivan del propio FV cerrando el círculo y realizando una utilización sostenible de los recursos. Estas enmiendas son las astillas de madera y el biochar (carbón vegetal) procedente de la pirolisis de estas mismas astillas. En el caso de la primera enmienda, dos son los procesos que se están evaluando: por un lado el incremento de la actividad microbiana y el aumento de la nitrificación-desnitrificación del nitrógeno no captado por la planta y, por otro, la madera como posible superficie de adsorción de nutrientes y otros contaminantes. En el caso del biochar se van a estudiar la capacidad adsorbente de contaminantes y la regeneración del mismo. Para llevar a cabo esta investigación, el 1 de enero de 2017 dio comienzo el proyecto FILVER+ “Regeneración de aguas mediante un nuevo concepto de filtro verde”, con la referencia CTM2016-79211-C2 (AEI/FEDER, UE). Este proyecto está financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y al Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), y se enmarca en la convocatoria 2016 de proyectos de I+D+i del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.