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Las “high rate algae ponds”: Reconocimiento al Prof. Bill Oswald

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  • “high rate algae ponds”: Reconocimiento al Prof. Bill Oswald

Sobre el blog

Rafael Mujeriego Sahuquillo
Catedrático (jubilado) de Ingeniería Ambiental de la UPC y presidente de la Asociación Española de Reutilización Sostenible del Agua (ASERSA).

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En un momento en que los cultivos continuos de algas están alcanzando un notable desarrollo tanto para la depuración de las aguas residuales (tecnologías blandas) como para la producción de materia orgánica con la que obtener biomasa fermentable y luego gas metano como fuente de energía, conviene resaltar el origen de esta importante estrategia tecnológica de gestión de los recursos, en lo que desde el principio era una manifestación clara de gestión circular de la materia orgánica de las aguas residuales, su contenido de nutrientes, los productores primarios y la energía renovable contenida en ellos.

El Prof. William Oswald, de la Escuela de Ingeniería Civil de la Universidad de California en Berkeley, fue sin duda el promotor de este novedoso proceso de depuración de aguas residuales en el que se combinaban, en una simbiosis natural, la oxidación bacteriana con el crecimiento de productores primarios, con la peculiaridad de que esos productores primarios podían separarse fácilmente por medios mecánicos (gravedad) del flujo de agua, para ser posteriormente reutilizados en agricultura o en producción de gas mediante su fermentación. Su propuesta de “high rate algae pond” se basaba en un principio básico bien sencillo: una suave agitación del agua a depurar, haciéndola circular en un carrusel, facilitaba la permanencia en suspensión de una abundante cantidad de fitoplancton que de forma natural no lo podía hacer; las notables concentraciones de algas así producidas permitían desarrollar el proceso de simbiosis en unos canales con profundidades inferiores a los 30 cm. Una breve estancia en reposo del líquido de mezcla obtenido del carrusel permitía la decantación del fitoplancton, incapaz de mantenerse en suspensión por sus propios medios, dejando un sobrenadante de gran calidad y un sedimento altamente concentrado de materia orgánica en forma de algas. Aunque el potencial energético de esa masa orgánica no adquirió toda su importancia hasta décadas posteriores, el concepto de las “high rate algae ponds” representó un avance tecnológico innovador y trascendental para permitir el desarrollo de las energías renovables, que han adquirido todo su significado durante las últimas décadas.

La primera implantación a escala real del concepto desarrollado por el Prof. Oswald se realizó en la ciudad de Santa Helena, en California, en 1966, donde se dispuso una combinación de un lagunaje convencional, dotado de fosas de digestión anaerobia, seguido de un lagunaje de alto rendimiento (high rate algae pond) y terminado con un lagunaje de maduración y de regulación, una vez extraído el fitoplancton. El efluente depurado era vertido al río Russian durante los períodos del año permitidos y el fitoplancton era recogido para su reutilización como fertilizante agrícola.

En una excelente reseña biográfica realizada por Tryg Lundquist, antiguo alumno suyo y colaborador de muchos años, aparece una selección de la diversidad de trabajos publicados por el Prof. Oswald, en la que se ofrece un resumen de cada uno de ellos y su significación en el proceso de maduración que le llevó al perfeccionamiento de estos conceptos básicos de la gestión de las aguas residuales, en definitiva un ejemplo emblemático de la “economía circular”.

En el artículo titulado "Advanced Integrated Wastewater Pond Systems" de noviembre de 1990, el Prof. Oswald introduce y define el concepto de sistema avanzado e integrado de lagunaje para la depuración de aguas residuales, constituido por una línea de tratamiento iniciada por un lagunaje facultativo avanzado, dotado de fosas de digestión de fango, al que siguen un lagunaje de alto rendimiento y un lagunaje para la decantación de las algas, para terminar con unas lagunas de maduración.

Una de las aportaciones más relevantes del Prof. Oswald fue organizar los medios técnicos necesarios para promover la simbiosis algas-bacterias, favoreciendo el cultivo de algas para que actúen como fuente de oxígeno con el que los cultivos bacterianos puedan realizar la oxidación de la materia orgánica contenida en el agua residual. Pronto siguió el interés por la recuperación de nutrientes, especialmente mediante el contenido proteínico de las algas producidas, que pudo materializar en instalaciones de cultivos algales puros, sin la presencia de aguas residuales como fuente de nutrientes. Por otra parte, las algas ofrecían un suplemento agronómico de gran valor, así como materia orgánica con la que obtener energía renovable. El cambio de perspectiva en la valoración de las fuentes de energía, durante el final del siglo XX y el principio del siglo XXI, ha hecho que el concepto de “high rate algae pond” (bien en forma de canales o bien de reactores tubulares) haya pasado a estar considerado como una forma innovadora, efectiva y controlada de generar materia orgánica, fácilmente fermentable para su conversión en gas metano, fuente de energía renovable.

Una de las primeras tesis doctorales realizadas a este lado del Atlántico sobre el concepto novedoso de lagunaje de alto rendimiento se presentó en 1996 en la Universidad Politécnica de Catalunya, por el Dr Joan García bajo el título Eliminació de matèria orgànica i nutrients en llacunes d'alt rendiment”. Posteriormente, el concepto se aplicó en la estación depuradora de aguas residuales de Riudecanyes, bajo el patrocinio de la Agència Catalana de l’Aigua; el lagunaje de alto rendimiento estába precedido de un decantador-digestor (fosa séptica adaptada), en el que digerir la materia en suspensión retenida, y seguido de un humedal de flujo sub-superficial como proceso de pulido y vertido del efluente. El sistema de lagunaje de alto rendimiento ha experimentado modificaciones y adaptaciones posteriores.

Además de todos los conocimientos ofrecidos durante sus clases, el Prof. Oswald siempre destacó por su gran cordialidad, su manifiesto interés por los alumnos, su sencillez en las explicaciones y su destacada capacidad para motivar y promover las iniciativas de los alumnos. Todas esas facetas han quedado en nuestra memoria, como testimonio de un gran profesor y una magnífica persona.