Irene de Bustamante es actualmente Directora Adjunta del Instituto de investigación IMDEA Agua. Durante su trayectoria profesional, la depuración mediante filtros verdes ha tenido un gran protagonismo, que conocemos en detalle en esta entrevista.
Pregunta - En primer lugar, nos gustaría conocer con más detalle su trayectoria profesional.
Respuesta - Realicé la Licenciatura de Geología en la UCM y a continuación, en esta misma universidad, el doctorado en hidrogeología mientras trabajaba en el Servicio Geológico de Obras Públicas (SGOP) en un proyecto promovido por el Ayuntamiento de Madrid. Posteriormente trabajé en la empresa AIMSA (Análisis, Investigación y Medio Ambiente S.A.) como directora técnica, realizando proyectos de hidrogeología, calidad y contaminación de aguas subterráneas y superficiales. Desde 1990 soy profesora en la Universidad de Alcalá y a partir de 2007 Directora Adjunta del Instituto de investigación iMdea agua. Durante todos estos años, mi labor profesional ha estado centrada fundamentalmente en temas relacionados con la gestión del agua.
P. - ¿En qué consiste la depuración mediante filtros verdes?
En la actualidad, para el tratamiento de las aguas residuales urbanas de pequeñas poblaciones se recurre a la instalación de tecnologías convencionales y no convencionales
En materia de tratamiento de aguas residuales, los pequeños núcleos de población precisan actuaciones que compatibilicen las condiciones exigidas a los efluentes depurados con técnicas de funcionamiento simple y con costes de explotación y mantenimiento que puedan ser realmente asumibles, y que a su vez requieran actuaciones de bajo impacto ambiental.
Las tecnologías de depuración que reúnen estas características son denominadas en la actualidad tecnologías extensivas de depuración. La diferencia fundamental con las tecnologías de tratamientos intensivas o convencionales radica en que en las tecnologías extensivas se opera a velocidad natural (sin aporte de energía), desarrollándose los procesos en un único reactor-sistema, compensándose el ahorro en energía con una mayor necesidad de superficie de aplicación.
En la actualidad, para el tratamiento de las aguas residuales urbanas de pequeñas poblaciones se recurre a la instalación de ambos tipos de tecnologías, convencionales y no convencionales. Si bien la realidad constata que ambas son válidas para depurar los vertidos generados, también se evidencia que en los pequeños núcleos de población se debe dar prioridad a la elección de los sistemas de depuración de tecnologías robustas y de bajo coste de explotación y mantenimiento.
Dentro de las tecnologías extensivas se incluyen los sistemas de tratamiento de aguas residuales mediante aplicación al terreno, donde se emplea al suelo como elemento depurador y es aquí donde se encuadran los filtros verdes.
Los filtros verdes son tecnologías de baja carga hidráulica donde el agua residual a tratar es aplicada sobre un terreno con vegetación, con lo que se consigue, de forma conjunta, la depuración de las aguas y la producción de biomasa. La depuración se produce mediante la acción conjunta del suelo, los microorganismos y las plantas, mediante mecanismos físicos, químicos y biológicos. Una fracción del agua aplicada al suelo se consume por evapotranspiración y la restante se infiltra a través del terreno, hasta llegar al acuífero.
P. - ¿Qué tipo de plantas se utilizan más habitualmente en este sistema?
Los filtros verdes son tecnologías de baja carga hidráulica donde el agua residual a tratar es aplicada sobre un terreno con vegetación
Generalmente se utiliza vegetación higrófila (sauces, álamos, fresnos, alisos, etc.). Además, el cultivo debe cumplir una serie de requisitos: una elevada capacidad de asimilación de nutriente, baja sensibilidad a altas cargas orgánicas y otros compuestos presentes en el agua residual, baja necesidad de mantenimiento y ser capaz de soportar el clima de la zona.
El marco de plantación se elige en función de los objetivos perseguidos en la producción maderera a obtener: marcos de plantación estrechos dará una elevada producción de biomasa (2.500 – 600 plantas/ha) pero de mala calidad. Marcos mas amplios dan una producción menor pero de mayor calidad (menor a 500 plantas ha). En el caso de marcos intensivos (10.000 ejemplares/ha) la retirada de nutrientes puede llegar a ser muy importante.
P. - ¿Cuáles son sus ventajas?
Las principales ventajas de los filtros verdes son: sencillez y bajo coste en las operaciones de explotación y mantenimiento; un consumo energético nulo o muy bajo; aprovechamiento de la biomasa vegetal generada; mínima producción de olores; perfecta integración ambiental; toleran muy bien las puntas de caudal y carga; y no necesitan casi gestión de lodos, simplemente la necesaria en los sistemas de tratamiento primario previo.
P. - ¿Y cuáles sus inconvenientes?
Los principales inconvenientes son: la necesidad de mayor superficie de terreno que en las tecnologías intensivas o convencionales; topografías no excesivamente abruptas; condicionantes litológicos e hidrogeológicos adecuados para su implantación; y climas ni excesivamente fríos ni excesivamente húmedos.
La principal causa en el fracaso de estas instalaciones ha sido la falta de estudios previos y un buen diseño del proyecto para su implantación; esto está motivado por la falsa creencia, que al ser sistemas sencillos de explotar y mantener, no requieren de un proyecto de ejecución y de una inversión inicial importante, además, al no ser la salida del efluente puntual, dificulta el muestreo para realizar un seguimiento de la calidad del vertido y la consiguiente autorización del mismo.
P. - ¿Cuál es el destino de las aguas depuradas mediante filtros verdes?
La principal causa en el fracaso de estas instalaciones ha sido la falta de estudios previos y un buen diseño del proyecto para su implantación
Su destino es la producción de biomasa y la recarga de acuíferos.
P. - ¿En qué casos (y áreas geográficas) es más adecuado aplicar este sistema de depuración?
Estos sistemas son recomendables como se ha comentado anteriormente, para núcleos pequeños de población, para edificios de servicios (residencias universitarias, edificios de oficinas, casas rurales, etc.), siempre que el agua a depurar sea urbana. Zonas en donde su implementación puede ser ventajosa, son aquellas de climas templados de tipo mediterráneo o climas semiáridos, ya que las aguas residuales pueden transformarse en un recurso.
P. - ¿Cuál es el coste de implementación de los filtros verdes como sistema de depuración? (por ejemplo, en una población pequeña)
Los Filtros verdes, como cualquier otra EDAR, sigue una economía de escala. Por poner un ejemplo, para una población de 400 habitantes, el coste de implantación rondaría los 100 € por habitante.
P. - ¿Qué casos de éxito de aplicación de filtros verdes destacaría?
Un caso significativo de éxito es el del municipio de Enköping en la provincia de Upssala (Suecia), en el que se riegan 75 ha de sauces con agua procedente de la deshidratación de lodos de depuradora: durante los meses de invierno almacenan esa agua para regar durante primavera, verano, y parte del otoño.
En España el poco éxito que ha tenido este tipo de plantas está motivado por la mala gestión a la que han sido sometidos: el diseño se ha realizado con estándares poco acertados para nuestra situación geográfica y su explotación ha sido inadecuada o nula; si a esto le añadimos la poca aceptación que tienen entre la administración hidráulica de nuestro país, puede entenderse su escasa implantación
P. - ¿Cuándo comenzó esta línea de investigación en IMDEA Agua y qué perfiles componen el grupo?
Esta línea se inició en iMdea Agua desde los inicios del instituto, y se ha ido consolidando con el tiempo, gracias al impulso de la investigación que supone poder estar en un centro de referencia con medios humanos y materiales. El grupo es multidisciplinar y está compuesto por geólogos, ambientólogos, agrónomos e ingenieros de minas.
P. - ¿Cómo ha contribuido la investigación de IMDEA Agua en la mejora de la depuración de aguas residuales?
En iMdea Agua se investiga sobre diferentes tecnologías de tratamiento de agua, tanto extensivas (para pequeñas poblaciones) como intensivas (convencional).
Dentro de las extensivas y en el área de Gestión Sostenible de las Masas de Agua, y a través de varios proyectos y en colaboración con CENTA, se ensaya con diferentes materiales que actúan como barreras reactivas, para la mejor eliminación de nutrientes y compuestos emergentes, tanto en depuración como en reutilización de aguas tratadas en riego y recarga de acuíferos.
En España el poco éxito que ha tenido este tipo de plantas está motivado por la mala gestión a la que han sido sometidos
Además de filtros verdes, y en el área de Agua y Energía, se trabaja con humedales artificiales bioelectrogénicos (basados en el uso de tecnologías electroquímicas microbianas), con muy buenos rendimientos en la eliminación del nitrógeno; así por ejemplo, el proyecto iMETland (horizonte 2020), actualmente en ejecución, tiene entre sus objetivos montar prototipos de estos humedales en Argentina, México, Dinamarca y España.
Dentro de las tecnología intensivas, en el área de Tratamiento de Aguas, se han optimizado procesos de oxidación avanzada (AOP) basados en el uso de ozono, especialmente en su aplicación a la eliminación de compuestos emergentes, tanto en potabilización como en tratamientos terciarios de aguas depuradas para su reutilización. Se ha comprobado la elevada eficacia tanto en la eliminación de la mayor parte de estos compuestos, como en la eliminación de la toxicidad asociada a los posibles compuestos intermedios que se pueden formar.
En el área de Tecnología de membranas y con la filosofía de investigar en cada paso del ciclo de vida de las membranas y dentro del proyecto REMTAVARES, se están modificando membranas de ultrafiltración y nanofiltración recicladas para mejorar su rendimiento y selectividad en la eliminación de fármacos de aguas residuales procedentes de hospitales; el proyecto INREMEM tiene como fin el reciclaje de membranas deterioradas de ósmosis inversa y su transformación en membranas para el tratamiento de agua de distintas procedencias: residuales, superficiales y disoluciones osmóticas.
P. - Finalmente, y de cara al futuro, ¿qué retos se presentan en la investigación de esta técnica?
Los retos que nos estamos planteando en el grupo de investigación es optimizar el tratamiento de nutrientes y compuestos emergentes focalizándonos en los procesos de atenuación mediante la adición de distintos materiales al suelo; siempre desde un punto de vista de economía circular donde los residuos se conviertan en recurso de forma sostenible.
