El pasado 1 de enero, en el CENTA comenzamos la ejecución del proyecto “Regeneración de aguas mediante un nuevo concepto de filtro verde” (FILVER+). Fue concedido en el marco del Plan Nacional de Investigación, y en él participa, además de la Fundación CENTA, el IMDEA Agua.
El proyecto, al proponer un sistema de tratamiento y reutilización de aguas residuales enfocado a poblaciones de pequeño tamaño, se encuadra en la búsqueda de avances en la eficiencia en la utilización de recursos naturales y materias primas, y más concretamente en la gestión integral y el uso sostenible de los recursos hídricos en entornos rurales.
En el mismo, se aborda el desarrollo de un filtro verde intensificado que actúe como tratamiento secundario y terciario, en donde se maximiza la eliminación de nutrientes, agentes patógenos y contaminantes emergentes, mediante la aplicación de enmiendas de bajo coste y fácil adquisición. El fin último, es reducir los requisitos de superficie y aumentar de la calidad del agua infiltrada, y de esta manera disminuir cualquier posible afección sobre un acuífero subyacente.
El uso del suelo para la disposición de las aguas residuales es tan antiguo como la humanidad, por lo que cabe considerar al suelo como la “primera depuradora de aguas residuales”. Sin embargo, no es hasta el siglo XIX cuando empieza a emplearse como una tecnología controlada para el tratamiento de los vertidos líquidos generados en las poblaciones.
Los Filtros Verdes se incluyen dentro de las tecnologías de aplicación de aguas residuales al terreno. En ellos, el agua residual sometida a un pretratamiento (o incluso a un tratamiento secundario), se utiliza para el riego de cultivos (generalmente forestales) y la depuración se produce por la acción conjunta del suelo, los microorganismos y la vegetación superior. Estos sistemas son una solución viable para la depuración de los efluentes procedentes de núcleos de población de pequeño tamaño, gracias a sus bajos costes de implantación y operación, su robustez y los beneficios ambientales asociados (mínima producción de lodos, mínimo o nulo consumo energético y de reactivos), suponiendo así una alternativa a las tecnologías de tratamiento tradicional.
Estos sistemas son una solución viable para la depuración de los efluentes procedentes de núcleos de población de pequeño tamaño, gracias a sus bajos costes de implantación y operación, su robustez y los beneficios ambientales asociados, suponiendo así una alternativa a las tecnologías de tratamiento tradicional
En España, en la década de los 80, coincidiendo con el “boom” de las inicialmente denominadas “tecnologías de bajo coste” o “tecnologías blandas” y que en la actualidad se conocen como tecnologías extensivas, los Filtros Verdes alcanzaron su mayor grado de implantación, con instalaciones de gran tamaño en Villarrubia de los Ojos y Daimiel (Ciudad Real) para el tratamiento de las aguas residuales generadas por poblaciones que rondaban los 10.000 habitantes y con un extensión en torno a las 100 hectáreas; o Monzón (Huesca), con una capacidad de tratamiento de 20.000 habitantes y una extensión de 200 hectáreas.
Al igual que otras tecnologías extensivas, la implantación de los Filtros Verdes se enfrenta a seis grandes retos que superar: i) los requerimientos de grandes superficies de terreno; ii) la potencial lixiviación de contaminantes, como nitrógeno, contaminantes emergentes y microorganismos parásitos hacia el acuífero subyacente; iii) la falta de capacidad de respuesta del filtro verde ante cambios en las condiciones de operación; iv) la evaluación real de sus implicaciones ambientales, incluyendo las transferencias a otros compartimentos ambientales (agua, suelo y atmósfera); v) la dificultad para la monitorización y control de la calidad del agua de retorno al acuífero; y finalmente, vi) lo relacionado con los efectos ecotoxicológicos en el medio.
Para hacer frente a estos restos, en FILVER+ se plantean varias estrategias de trabajo. Por un lado un diseño del Filtro Verde basado en turnos cortos de poda (2-3 años) y densidades de plantación más elevadas (7.500-15.000 pies/ha); aun cuando puede provocar un aumento en la demanda de agua, resultará en un aumento en la capacidad de asimilación de nutrientes, suponiendo además un atractivo método de producción de biomasa.
Otras estrategias para obtener un mayor rendimiento en la depuración se basan en la utilización de cultivos con elevada capacidad de extracción de nitrógeno (forrajeras y frutales) y mayor valor añadido.
Y por último, en los últimos años está siendo objeto de gran interés, la aplicación de enmiendas al suelo. Estas pueden ser materiales orgánicos sin procesar o de bajo procesado, como serrín o virutas, con una elevada relación C/N que favorezcan la actividad microbiana en los procesos de nitrificación/desnitrificación, además de procesos de adsorción; o alternativamente, materiales de origen orgánico procesados muy ricos en carbono, como el biochar, un material sólido derivado de la pirolización (conversión termoquímica) de biomasa, generalmente vegetal, en un ambiente con oxígeno controlado.
La aplicación de biochar al suelo, generalmente incrementa en él la cantidad de carbono, la disponibilidad de nutrientes, la actividad microbiana, la retención de agua y la fertilidad. Además de constituir un sumidero de carbono, el biochar reduce las emisiones de N2O y CH4 del suelo a la atmósfera.
Igualmente, el biochar ha demostrado ser un material con alta capacidad de extracción de contaminantes presentes en el agua y suelos, incluyendo pesticidas, productos farmacéuticos y de cuidado personal, metales; así como tener propiedades desinfectantes con patógenos como E. coli.
Se espera que los resultados de esta investigación, no sólo contribuyan a la protección de ecosistemas acuáticos mitigando la progresiva contaminación de los mismos, sino que también ayuden a activar la transición hacia un nuevo modelo productivo en el medio rural que reduzca la presión sobre el medio ambiente, los recursos naturales y las materias primas.
