El tratamiento biológico, única solución para el saneamiento

Fernando Gutiérrez Fraile*

Ingeniero de Caminos Canales y Puertos. Ha trabajado en: Degremont, EMSSA, y OTV; en la actualidad trabaja en Aigües Ter Llobregat.

Descriptores: Tratamiento biológico, Residuos, Incineración de residuos, Ciudad, Ríos, Saneamiento

Presentación

Un abuelo le preguntaba a su nieto: “¿Y eso que vas a empezar ahora, esa tesis doctoral, para qué es?, ¿qué es eso de la tectónica?” El nieto, tratando de dar una respuesta corta y que no desencadenara muchas preguntas, respondió: “Eso es el estudiar cómo se doblan las piedras”. Tras un corto silencio, el abuelo dijo: “¡Bah!, ¡cómo se van a doblar!” Y la conversación cambió de tema.

Pretendo escribir este artículo a medio camino entre el abuelo y el nieto, mi padre y mi sobrino, entre las dudas e inquietudes del sentido común y el deseo de no caer en las formas que muchas veces se utilizan en los temas técnicos y científicos. Y lo hago así con la inmensa ambición de conseguir que a alguien, alguna vez, le sirva para entender mejor algún aspecto del saneamiento, y de ese modo se pueda mejorar la comunicación entre los técnicos, la sociedad en general y los ecologistas.

Quisiera además dejar claro en este inicio del artículo, que si mis afirmaciones sorprenden es porque son preguntas, y que si son erróneas no son producto de malas intenciones, son simplemente la reacción, a mi entender lógica, ante un caldo de cultivo en el que los que saben con frecuencia ocultan, los que no saben se esfuerzan por aparentar lo contrario, la formación académica no presenta debate, los cursos (cursillos, más bien) son pobres, la prensa exagera, la sociedad se comunica demasiado poco y el “he leído” o “me han dicho” cuentan más que la razón. Las cuestiones ambientales en estos tiempos son así, las presunciones de peligro o de riesgo se evocan como medida de prudencia para no actuar, cuando podrían serlo también para lo contrario (hace veinticinco años los ecologistas decían: “se nos está quemando la casa –el mundo–, hay que actuar”), es inmensa la producción de estudios ambientales destinados a justificar lo evidente, y también son abundantes los que pretenden justificar lo injustificable.

Los estudios de impacto ambiental se han convertido en una cuestión de forma y de procedimiento, y a menudo presentan poco fondo técnico y de razón. Se comparan con tanta frecuencia fenómenos de impacto o importancia tan distinta, que se hace cada vez más difícil saber el tamaño de las cosas y de las actuaciones.

Se estudian los problemas ambientales de forma parcial: no se puede hacer el estudio de impacto ambiental de una depuradora sin estudiar conjuntamente la ciudad de la que es consecuencia, y a nadie en el plano práctico se le ocurre ni se le ha ocurrido hacer el estudio de impacto ambiental de una ciudad. Lo que por otra parte sería muy interesante a nivel teórico.

¿Por qué no se substituye la práctica de hacer estudios de impacto de depuradoras y colectores, es decir, del saneamiento, por estudios de idoneidad técnica? Nos iría mejor, ¡seguro!, aunque no deben olvidarse las enormes dificultades para la determinación de los “jueces”.

Los ríos, la selva y el desierto

La utilización que el hombre ha mantenido del agua desde hace muchos siglos, hace que no nos debiera resultar ajeno, y menos aún antinatural, el uso de arroyos y ríos como vehículos de evacuación de parte de lo que no queramos mantener: nuestra suciedad y nuestros desechos. No somos los hombres los únicos que lo hacemos, así lo hacen el resto de los animales, los vegetales, e incluso así es la evolución geológica que la naturaleza impone.

Así aparece, o podría aparecer, una modificación de aquella definición de “río” en la enciclopedia infantil como: “corriente de agua que transporta y sustenta substancias, cosas y seres vivos”. En función de la cantidad y, principalmente, heterogeneidad de lo transportado y sustentado, se podría establecer toda una gama de tipos de ríos o de tramos de ríos, desde aquellos de agua pura con lechos de roca, hasta los ríos que por llevar mucho más que agua presentan una gran biodiversidad. Paradójicamente, la percepción subjetiva colectiva que teme la desertización y que no aprecia valores ambientales en el desierto, considera perfecto un río de montaña que acaba de nacer de un glaciar; en contraposición, considera la selva como el máximo exponente del equilibrio ambiental, mientras que el Amazonas se percibe como un río de agua sucia.

Los límites a esta gama de tipos de ríos no están fuera de la naturaleza, y es la fuerte e implacable naturaleza la que desencadena los complejos mecanismos para buscar los equilibrios. Siempre tiene recursos, siempre tiene tiempo. (¿Cuáles son las diferencias entre las fuentes sulfurosas naturales, y posiblemente con origen en alguna contaminación natural, que dieron origen a balnearios o que según la tradición llegaron a curar de sus dolencias de riñón a algún rey godo, y las aguas contaminadas de un buen número de nuestros ríos?).

Figs. 3 y 4. Un río naturalmente seco, también es un río. A la izquierda, San Miguel de la Puebla, en El Maestrazgo. A la derecha, cauce del río Monleón en la Estrella, El Maestrazgo.

Los asentamientos urbanos y la gran ciudad

La aparición de los asentamientos permanentes y masivos ha generado caudales considerables de agua que arrastra nuestra suciedad y nuestros desechos, y estos caudales que por sí mismos constituirían un río, alteran enormemente la naturaleza y las características de los ríos que consideramos naturales, así como las del mar y las de sus entornos.

En un fenómeno dinámico como es este, la naturaleza impone sus equilibrios, establece su funcionamiento, y comienza a todos los niveles su labor de igualar potenciales energéticos e implantar su biodiversidad para conseguir un sistema estable; y haciéndolo genera molestias para los estándares de la vida urbana: olores, facilidades para la transmisión de algunas enfermedades, imposibilidad o inconveniencia para la utilización del agua a efectos lúdicros, de consumo o como fuente de otros recursos, como la pesca; y de forma general, molestias en el aspecto de los ríos, mares y su entorno, que según la apreciación subjetiva general se presentan como degradados y sucios. Esta misma apreciación es la que aún se tiene sobre marismas o rías que sin mediar intervención humana presentan fondos fangosos y zonas húmedas, de las que es de esperar que las que afortunadamente han llegado a nuestros días no sean “saneadas”.

Pero en la ciudad estas zonas no caben, ocupan un espacio muy valioso, generan barreras urbanísticas y por tanto aumentan los desplazamientos, ocasionan molestias ambientales de olores y son posibles vehículos para la transmisión de fenómenos biológicos, entre ellos afecciones de patógenos.

Visto de otra manera, la ciudad que se asienta inicialmente junto a un río, que lo utiliza para múltiples fines, y principalmente como vehículo para eliminar sus desechos, acaba ahogando y envenenando el río, y éste le devuelve el mal recibido, haciendo la zona urbana próxima inhóspita e inurbanizable.

Por ello el principal origen de la contaminación de las aguas superficiales se deriva del fenómeno urbano, cuando la ciudad crece e incluye en este crecimiento los asentamientos industriales propios de las ciudades actuales.

Pero no es esta la única agresión que reciben los ríos. Las captaciones de agua en cabecera o en los cauces medios, detrayendo caudales de aguas relativamente limpias, disminuyen los caudales de los ríos, y varían proporcionalmente las distintas concentraciones de gran parte de los contaminantes transportados.

Por otra parte, las demandas de consumo de origen agrícola generadas por la ciudad, y la conveniencia por razones de transporte de su localización próxima, generan con frecuencia producciones agrícolas intensivas en zonas, a veces, próximas a la ciudad, pero que en todo caso, por su carácter de intensivas, producen, a través del uso de abonos y pesticidas, contaminaciones adicionales, tanto en las aguas superficiales como en las subterráneas.

Es ley insalvable de la naturaleza el que en cada ecosistema sólo exista lo que en él cabe, y que su evolución tienda a establecer el equilibrio, consistente en tener lo que en él tiene cabida; es decir, es una caja que no tiene más capacidad que la establecida por sus dimensiones en sentido figurado, que elimina lo que no le cabe y llena los huecos para tener todo lo que en ella cabe.

Las acciones humanas que paulatinamente aumentan el tamaño de las ciudades, ante la aparición del reajuste del entorno deben optar entre parar el crecimiento o introducir desequilibrios adicionales, nuevas infraestructuras, cuyo resultado final contrarreste los efectos iniciales del crecimiento. Ante incrementos urbanos, sólo hay dos alternativas: contaminar menos o descontaminar.

Deseo dejar claro que mi percepción de la ciudad es altamente positiva, y que lo anterior no es un ataque a la ciudad, sino una llamada de atención sobre algunas de sus consecuencias.

Agentes contaminadores de las aguas

Pero ¿qué es la contaminación?, ¿qué es la contaminación cuando sus efectos dependen de sus cantidades, y por lo tanto de sus concentraciones, más que de su naturaleza? Los pequeños núcleos generan contaminación y ésta puede no producir ningún efecto ambiental negativo.

Si se estudia el conjunto de generadores de contaminación (agricultores y ganaderos, industrias, y actividades urbanas), dejando al margen la contaminación natural, la contaminación está formada por sus residuos, es decir, la diferencia entre sus inputs y sus outputs, con lo que nos encontramos con:

— Restos no efectivos de los abonos y pesticidas utilizados en la agricultura.

— Restos de ganadería no reciclados directamente en cultivos, con efectos similares a los de los abonos desaprovechados.

— Residuos industriales de diversas naturalezas.

— Residuos domésticos.

La eficacia de los abonos y pesticidas, expresada en cantidad de producto que consigue los objetivos, es mínima; por lo tanto, la inmensa mayoría de estos productos pasa al ciclo natural directamente y sus efectos son los de contaminar, independientemente de las contaminaciones generadas en sus procesos de síntesis o fabricación industrial. Este fenómeno es tanto más extremo cuanto mayor es el grado de actividad intensiva.

Lo mismo sucede con los restos de ganadería, actividad que en explotaciones extensivas no sólo no contamina, sino que es beneficiosa, mientras que en explotaciones intensivas produce una contaminación en ciertas zonas de gran impacto.

El mundo industrial es muy variado y presenta ejemplos de todo tipo, pero hoy en día, cuando una parte de las industrias contaminantes pretende organizarse bajo el principio de que la generación de contaminación supone un derroche de materia prima, otra parte intenta dar salida industrial a los propios residuos, y otra está sometida cada vez más al control de sus vertidos y la amenaza permanente de que quien contamina paga. Además, la aplicación en Europa de normativas cuya ejecución exigirá que el proceso productivo comprenda medidas de descontaminación –y de no ser así, debería comportar las denuncias de competencia desleal, primas a la producción (dumping)–, exigiría la adaptación industrial o en caso contrario la desaparición de la actividad industrial. Por todo esto, aunque la percepción colectiva vea a las industrias como grandes generadoras de contaminación, tal percepción debe irse modificando y sustituyendo por las exigencias de control de vertidos y descontaminación, incluida con carácter general en el propio proceso de producción.

Mientras que la industria, por todo lo anteriormente expuesto, tiende a reducir sus impactos, la agricultura tiende a aumentarlos, al crecer el carácter intensivo de su producción. Y paradójicamente, los agricultores prácticamente nunca son puestos en la lista teórica de contaminadores.

El último foco de contaminación lo produce la actividad doméstica, y es aquí donde cabe llamar la atención sobre el balance: las cosas que entran en una casa, menos lo que se consume (siempre en términos simplificados) es lo que se genera como residuo. La contaminación doméstica tiene una increíble similitud en cantidad y en calidad con la cesta de la compra, exceptuando los residuos sólidos (basuras), no objeto de este artículo.

Naturaleza de la contaminación

Pues bien, la contaminación de nuestras aguas es la que se deriva de todo lo anteriormente expuesto, y es tanta su heterogeneidad, que se utilizan parámetros globales e indirectos para su medida.

Hay cuatro grupos principales que detectan con carácter global la contaminación de las aguas: Las materias entendidas como consumidoras de oxígeno; las materias entendidas como sólidos que disminuyen la transparencia y entran en un proceso de arrastres y sedimentaciones en la dinámica hidráulica o hidrológica; los tóxicos en sentido amplio, incluyendo entre ellos las sales disueltas y otros elementos inorgánicos; y los seres vivos.

Consumidores de oxígeno

La abundancia de materias consumidoras de oxígeno, en general orgánicas, además de truncar las posibilidades de vida de los animales acuáticos superiores, peces principalmente, facilita, cuando las concentraciones son suficientes, la formación de zonas anóxicas y anaerobias, en las que los microorganismos asociados a este estado generan fermentaciones, pudriciones y otros fenómenos que pueden producir molestias ambientales, pero que son naturales y tendentes a contrarrestar la causa que los produce: la abundancia de materias consumidoras de oxígeno.

Los ingleses implantaron y exportaron a todo el mundo el concepto de demanda biológica de oxígeno, y en concreto la dbo₅, demanda biológica de oxígeno en cinco días, ya que consideraron que las aguas superficiales de su continente británico tardaban un máximo de cinco días en llegar al mar, saturado de oxígeno en sus capas superficiales; pero la dbo no es una enfermedad sino un síntoma. Un frasco lleno de agua cristalina y limpia, con una trucha dentro, tiene dbo muy superior a la de la peor agua residual que se pueda imaginar; lógicamente, la trucha respira, y es por ello una materia consumidora de oxígeno.

Los seres vivos en equilibrio con el entorno que se encuentran en el agua, no deben ser, por lo anteriormente citado, considerados como contaminación. Ese síntoma llamado dbo debería ser siempre interpretado; independientemente de que bajo el punto de vista del microcosmos de una gota de agua proporcione un buen índice de contaminación.

Lo mismo que una trucha modificaría el resultado de un estudio de demanda de oxígeno, así lo hacen las bacterias aerobias universalmente extendidas e increíblemente benefactoras para el mantenimiento de la vida y de los equilibrios ambientales.

La demanda de oxígeno, en términos globales, está generada por las necesidades precisas para la oxidación de los nutrientes orgánicos, que de forma casi general son: el carbono, el nitrógeno y el fósforo. Cuantitativamente el carbono es preponderante y sus necesidades de oxígeno muy superiores a las del resto (más de diez veces); por ello el carbono orgánico total es un buen indicador de las materias consumidoras de oxígeno, y ayuda, conjuntamente con la dbo, a una mejor interpretación de la naturaleza de la contaminación.

Otros índices de demanda de oxígeno, como demandas químicas en general u oxidabilidades, permiten completar la información de la dbo, pero no son bajo el punto de vista ambiental tan significativos.

Sólidos en suspensión

Los sólidos en suspensión de las aguas presentan opacidades a la luz que a través de la actividad fotosintética de las algas aportaría y restablecería el oxígeno disuelto consumido, y, por otra parte, producen un aspecto de esas aguas menos limpio. Estos efectos son los producidos únicamente por el hecho de ser sólidos relativamente opacos, pero los sólidos orgánicos, por su propia naturaleza, son además los principales generadores de demanda de oxígeno.

Otro aspecto contaminante de los sólidos en suspensión está provocado por el mero hecho de ser sedimentables; los sedimentos que se pudieran producir presentan menor capacidad de difusión de oxígeno disuelto, y como por otra parte son además, en la mayoría de los casos, sustancias consumidoras de oxígeno –un oxígeno del que no disponen–, se inician en el seno del sedimento pudriciones no deseables.

Tóxicos en sentido amplio

Los tóxicos en sentido amplio son sustancias de variados mecanismos de actuación que en pequeñas concentraciones producen efectos en la modificación del comportamiento natural. En general son aceleradores o inhibidores de procesos naturales que con su presencia se desequilibran, o elementos de funcionamiento acumulativo. En este grupo se encuentran los metales pesados, las sales disueltas y diversos compuestos, generalmente orgánicos, como los fenoles, cloroformos, pesticidas, detergentes, etc.

Los seres vivos

Las aguas residuales, como todo lo relacionado con el ser humano, son vehículos potenciales de transmisión de enfermedades, pero no más que otros, como el aire, los alimentos o las cosas con las que mantenemos contacto frecuente.

Evidentemente las aguas residuales transportan patógenos procedentes de personas que padecen enfermedades. Ante la enorme dificultad de caracterización de patógenos por su escasez en las aguas residuales, se recurre a índices que por el hecho de evidenciar el origen residual de las aguas las hacen sospechosas de poder contener patógenos. Los dos índices más utilizados son: el contenido de cloruros, ya que el uso del agua por el hombre incrementa notablemente este contenido, y los colis (E. coli), que estando presentes en el intestino humano y pudiéndose reproducir sólo en él, sobreviven con facilidad el tiempo suficiente como para que su detección indique su procedencia y, por lo tanto, la potencialidad del agua de contener patógenos.

En las aguas residuales existen muchos seres vivos; además de los protozoos y algas, cabe destacar por su abundancia el conjunto de bacterias aerobias, fundamentales para los fenómenos de depuración natural o forzada y nunca patógenas para personas en un estado normal de salud. Otros organismos también presentes en las aguas y relativamente poco conocidos son las bacterias anaerobias, inactivas y en pequeñas concentraciones allí donde existe oxígeno disuelto, ya que no son capaces de competir con las aerobias, pero que en cuanto se modifican las condiciones, generan sus mecanismos de crecimiento e inician la reducción de materia orgánica mediante fermentaciones y pudriciones, con el correspondiente paso a la atmósfera de gases, principalmente metano y co₂. En un tercer grupo, que tiene su máxima actividad en el límite entre la situación aerobia y la anaerobia, están las desnitrificantes, que utilizan para sus mecanismos el oxígeno de los nitratos y nitritos produciendo desprendimiento a la atmósfera de nitrógeno gas, y las sulforreductoras, que eliminan del agua azufre mediante la captación del oxígeno de los sulfatos, desprendiendo a la atmósfera ácido sulfhídrico. Las bacterias anaerobias, en general, tampoco son patógenos.

Junto a estos organismos, en general de forma inactiva y en pequeñísimas concentraciones, pueden encontrarse a veces patógenos ocasionadores de enfermedades, pero conviene repetir el carácter esporádico de éstos, ya que no están en las aguas residuales en mayores concentraciones, ni mucho menos, que en el resto de elementos, aire, cosas, alimentos, etc. con los que el ser humano está en contacto permanente.

La depuración

Vista la naturaleza de lo que llamamos contaminación de las aguas, ¿en qué consiste la depuración?

Pretratamientos y tratamientos primarios

La eliminación de la contaminación que fácilmente se puede realizar por separación simple, es la parte inicial de la depuración: Los pretratamientos que eliminan contaminaciones que empeoran el aspecto visual de las aguas, las arenas y flotantes que podrían perjudicar procesos posteriores, y las primeras decantaciones (decantación primaria), en las que la separación sólido-líquido se efectúa sin aportación energética y de forma sencilla mediante procesos físicos, además del tratamiento físico-químico, en el que mediante la adición de reactivos, en general sales metálicas trivalentes o bivalentes, se desestabilizan los coloides, permitiendo un funcionamiento más eficaz de la decantación primaria citada anteriormente.

Este conjunto de tratamientos primarios permite unos rendimientos de descontaminación en términos de sólidos del orden del 60-70%, en términos de demanda de oxígeno de un 30-50%, y en lo que respecta a tóxicos en sentido amplio y seres vivos, rendimientos aleatorios, que pueden ser nulos o producir eliminaciones prácticamente completas, según cada contaminante específico. Lo que en términos respecto a la demanda de oxígeno, aspecto fundamental de la eficacia de una depuradora, se traduciría en que una depuradora para un millón de habitantes produciría tras el tratamiento primario unas aguas tratadas cuyo impacto sería igual a las aguas residuales sin tratar de 600.000 habitantes.

Tratamiento biológico

El aumentar los rendimientos globales de depuración es imprescindible en el caso de núcleos urbanos a partir de cierto tamaño, y para ello las últimas directivas y normativas europeas exigen tratamientos biológicos en todos los casos para ciudades de más de 10.000 habitantes.

Al principio, en la interpretación del funcionamiento de los tratamientos biológicos, y dado que para el mantenimiento de la actividad bacteriana se aporta oxígeno en el tratamiento a través del aire, se explicaba el proceso biológico como un proceso de oxidación del carbono orgánico mediante este aire aportado, es decir, “depuración igual a oxidación”.

Posteriormente, al entrar en el estudio de las actuaciones bacterianas, se comprobó que gran parte del carbono orgánico se destinaba a aumentar la biomasa existente en los reactores biológicos por el propio crecimiento bacteriano, y se entendió la depuración como un fenómeno de asimilación, es decir, “depuración igual a asimilación”.

En la actualidad, pese a considerar parcialmente válidos los conceptos anteriores, se ha podido demostrar que la mayor parte del proceso de depuración se realiza por pura separación: “depuración igual a separación”.

En 1986, en un curso organizado por el Institut Textil de Terrassa, el experto en depuración y procesos biológicos Christian Drakidés, en plena conferencia, preguntó a un grupo de teóricos conocedores de los tratamientos biológicos: “¿Creen conveniente que explique lo que es una bacteria?” La duda ofendía. Inicialmente nadie le dio pie para que lo hiciera. Ante su insistencia, algunos presentes asintieron a su pregunta. Rápidamente el profesor explicó lo más elemental del funcionamiento celular y de la membrana, pero al abordar sus consideraciones sobre la pared bacteriana, la concepción de muchos de los asistentes sobre la depuración comenzó a cambiar drásticamente.

La pared bacteriana exterior a la membrana está formada por productos intervinientes en el metabolismo bacteriano que sirven para preparar las materias del agua para su posterior asimilación, con sustancias muy complejas que incluyen moléculas de peso atómico con frecuencia superior a 100.000, con carácter polar y largas cadenas capaces de polimerizarse, lo que dicho en la cultura de los depuradores son auténticos polielectrolitos, y en cultura doméstica tienen una naturaleza similar a los engrudos, gelatinas, papillas, flanes y otros polímeros domésticos.

Estos biopolímeros son capaces de producir los fenómenos que se citan a continuación:

— Aglutinamiento de bacterias formando colonias, microflóculos y flóculos, fáciles de separar mediante procesos físicos simples en decantación secundaria.

— Absorción de compuestos polares, sales, tóxicos, metales, etc., que con la posterior floculación permiten la separación y, por lo tanto, descontaminación.

— Atrapamiento de materias no polares, e incluso de restos o formas enquistadas o activas de patógenos.

Con esta explicación cogía peso el concepto que aparentemente simplifica todo: la contaminación se elimina separándola del agua.

Los intentos de caracterización de los productos de la pared bacteriana han sido en general inexactos, debido a la extraordinaria facilidad que presentan para adecuarse, mediante transformación, al entorno. El método de extracción modifica prácticamente en todos los casos la naturaleza de las sustancias de la pared bacteriana, y según sean los métodos, los resultados cambian. Y esta es su gran virtud y utilidad, el conjunto de microorganismos generadores de pared bacteriana y la naturaleza de ésta se adaptan a la naturaleza de la contaminación existente en el agua, para optimizar su rendimiento en la captación y posterior separación.

La naturaleza de la biomasa de cualquier tratamiento biológico de una planta depuradora tiene una relación biunívoca con la naturaleza de la contaminación que llega a la depuradora; no hay dos plantas con igual naturaleza de biomasa, al no haber dos plantas con la misma naturaleza de contaminación. Y estas diferencias no se limitan estrictamente a las características de la biomasa, sino que también responden a su evolución temporal según las horas del día, los días de la semana y las estaciones del año.

Dicho de otro modo, estos procesos biológicos que se producen en depuradoras o en cualquier condición de la naturaleza que lo permita, como en todos los casos del funcionamiento del equilibrio ambiental, presentan la maravilla de que el sistema ecológico evoluciona y se adapta para obtener los máximos rendimientos de depuración.

Esta tendencia natural se ve conducida en función de las condiciones del medio: en la naturaleza las condiciones de cada momento del río; en las depuradoras las condiciones de tratamiento, contaminación y explotación. Y es por ello por lo que el seguimiento y la interpretación de los fenómenos a través del microscopio han llegado a ser fundamentales para la conducción de cada planta, para establecer las consignas de explotación, cargas másicas, cantidad, duración y frecuencia de purgas (edad del fango), secuencias y criterios de aportación de oxígeno, funcionamiento de las recirculaciones, etc., y en el caso de los cultivos en lecho fijo otros parámetros.

A propósito: sea bienvenida la iniciativa de recogida selectiva, recuperación y reutilización de aceites domésticos, que generan en España y en otros países mediterráneos naturalezas de fangos con problemas especiales de sedimentación (Nocardia), iniciativa que si llega a buen término será, sin duda, mucho más eficaz a efectos ambientales que la recogida selectiva de vidrio o papel.

Indicadores

Cuando se oye a técnicos y gestores del saneamiento español y europeo despreciar los controles microscópicos, y a biólogos reducir los problemas a caracterizaciones microbiológicas, sin que ni unos ni otros den el mínimo paso a la meditación y obtención de pautas de actuación, se ponen de manifiesto las miserias de los equipos que depuran nuestras aguas y que hacen ostentación de su ignorancia.

Afortunadamente cada vez son más y más los equipos en España y en Europa que conocen sus sistemas de depuración y su funcionamiento, extraen conclusiones y hacen evolucionar el conjunto de infraestructuras, equipamiento y prácticas de explotación para permitir que los fenómenos naturales maravillosamente poderosos consigan que el agua originariamente limpia, contaminada por su uso justificado, vuelva a condiciones comparables con las iniciales, y se integre en los ciclos naturales sin deterioro de las calidades ambientales.

Cualquier interpretación de lo observado al microscopio suele ser una buena ayuda para entender el proceso; en general la observación bacteriana y del estado de floculación explican la realidad, pero son mucho más rotundas –sobre todo porque son más fáciles de realizar– las observaciones e interpretaciones que se pueden hacer a partir de los protozoos.

Los tratamientos biológicos posteriores a tratamientos primarios consiguen, en casos de diseño y explotación correcta, alcanzar rendimientos en la eliminación de materias consumidoras de oxígeno y en sólidos en suspensión próximos al 95%, y unos rendimientos en eliminación de patógenos y elementos tóxicos en sentido amplio de difícil cuantificación, pero en todos los casos muy altos y de forma global, en contrapartida a lo que puede producir un tratamiento químico o físico-químico, que por su carácter específico obtiene buenos rendimientos para uno o pocos contaminantes, mientras que presenta rendimientos nulos, e incluso negativos, para el resto de los contaminantes para los que no ha sido previsto.

Los tratamientos biológicos pueden eliminar nutrientes, como nitrógeno y fósforo, metales, formas orgánicas no deseables, como detergentes, trihalometanos, pesticidas, hidrocarburos, etc., con rendimientos superiores al 80% en casi todos los casos, siempre que la contaminación recibida en planta no presente grandes desequilibrios, en cuyo caso se impone la localización de la contaminación desequilibrante y su tratamiento en origen.

Por todo ello el tratamiento biológico es la única solución para la depuración de las aguas residuales de sistemas urbanos y mixtos a partir de un cierto tamaño (normativa europea, 2.000 o 10.000 habitantes equivalentes). Además el tratamiento biológico consiste simplemente en una aceleración en el tiempo y reducción en el espacio de los fenómenos que de forma natural se producirían en el río o cauce receptor, anulando en éste los efectos de deterioro ambiental que producirían las aguas residuales.

Otras técnicas

Existen nuevas técnicas. En la actualidad comienza a hablarse de las cerámicas y otros elementos de ultrafiltración, y de las membranas, que pueden permitir la obtención a partir de aguas contaminadas de aguas de extraordinaria calidad, mejor incluso que las obtenidas a través de tratamientos biológicos. Pero el objetivo de estas técnicas es la obtención de agua limpia y no la descontaminación. Los rechazos y residuos obtenidos con estos procesos son tan voluminosos –y con la misma contaminación inicial–, que hoy en día no se puede pensar en ellos para resolver el problema global del saneamiento, salvo que se pretenda agua de calidad para diversos usos y, simultáneamente, otros deterioros ambientales originados por los residuos de depuración.

Los fangos

Una vez separada en el tratamiento la contaminación del agua, el agua vuelve al cauce receptor correspondiente y en la depuradora queda la contaminación en forma de lo que normalmente se denominan fangos.

En lo que respecta a las líneas de tratamiento de fangos no existe en la práctica habitual la uniformidad de criterios presente en las líneas de agua. La vieja idea de considerar como elementos básicos de la depuradora la línea de aguas y como secundarios la línea de fangos, y las luchas comerciales por imponer distintos sistemas de deshidratación de fangos, han ocasionado esta minusvaloración y, por otra parte, dispersión de los criterios acerca de los componentes de la línea de fangos.

La patata caliente

Los fangos se pudren, su carga contaminante es tan alta que no permiten una evolución natural sin afectar a su entorno; aparecen olores y problemas de almacenamiento por razones de volumen, sean cuales sean los volúmenes de almacenamiento disponibles.

El agua residual recogida en los colectores produce continuamente fangos, en función, principalmente, de su carga contaminante. El agua se vierte al cauce receptor y los fangos se pudren y se quedan en la depuradora; y constituyen para cualquier explotador una “patata caliente” no deseada y que ante cualquier imprevisto no sabe dónde colocarla o qué destino darle.

La línea de tratamiento de fangos consiste, generalmente, en un espesamiento, similar a una decantación pero con mecanismos físicos adicionales muy diferentes, a veces sustituida para fangos biológicos por una flotación, seguida de una deshidratación con máquinas específicas, filtros banda o prensa, o centrífugas. Esta deshidratación, precedida o no de una digestión anaerobia, es seguida, en algunos casos, de elementos de secado con más rendimiento y/o incineración de los fangos resultantes.

Las tentaciones de la explotación

Este fango separado, por las molestias que induce y sus dificultades de manejo, provoca en los explotadores, lógicamente, tentaciones de ser eliminado por el camino más cómodo, y ambientalmente inaceptable. O bien un by-pass de fangos que permita sacarlo de la depuradora junto al agua tratada (es decir, volver a unir lo anteriormente separado, agua y contaminación), o bien una forma de llevar el tratamiento de agua que no permita esta separación, con lo que los fangos ya salen directamente en forma de agua tratada de mala calidad.

Las depuradoras consideradas como fábrica

Si consideramos una depuradora como una fábrica, tendríamos una materia prima impuesta y cambiante: el agua residual.

Pero ¿cuál sería el producto a obtener en esa fábrica denominada depuradora? Si atendemos a la costumbre, el producto a obtener sería el agua depurada, pero esta consideración provoca errores en el funcionamiento, en la gestión y en el control de los tratamientos; es mejor considerar las depuradoras como fábricas de fangos; dicho de otra manera, de concentrados de contaminación.

De esta manera, el grado de consecución del objetivo de descontaminación se puede observar directamente en los kilos o toneladas de fangos deshidratados obtenidos, y el agua tratada es el subproducto que, sin carácter de residuo, se torna al medio natural, resultando el control de producción directo y asimilable a cualquier otra actividad fabril.

Las depuradoras son fábricas explotadas por cuenta ajena, y sin olvidar que los controles de calidad del subproducto “agua tratada” son fundamentales, el control de fabricación no puede limitarse a estos parámetros de calidad. Existen casos que no soportan la modelización –cualquiera que sea– de la producción de fangos; estos casos ponen de manifiesto que los explotadores a veces resuelven sus problemas de fangos cayendo en la tentación de funcionar mal, o de deshacer la separación anteriormente realizada, con el único objetivo de ahorrarse un tratamiento de fangos, sin tener en cuenta que su mal funcionamiento pone en tela de juicio la necesidad de su existencia como depuradores.

Figs. 14 y 15. Ríos y mares: la naturaleza ya ha inventado todos los procesos. El futuro del control de saneamiento está en los cauces receptores. A la izquierda, Portiño de Rinlo, Lugo. A la derecha, el Atlántico en las Rías Altas gallegas.

El control del proceso

Además del control cualitativo y cuantitativo del agua tratada y el control de los fangos producidos, conviene no olvidar jamás el objetivo por el cual depuramos, que no es otro que concentrar en el tiempo y en el espacio y de forma controlada los procesos que en otro caso se producirían en el medio natural perjudicando las características ambientales de grandes zonas de cauce receptor: ríos o mar; y por otra parte, la utilización o reutilización de las aguas para fines posteriores. Por ello, el mejor control que se puede hacer del funcionamiento de una depuradora es el control del cauce receptor.

La parametrización de criterios ambientales del cauce receptor es difícil y todavía no es amplia la cultura del control en este sentido; no obstante, conviene empezar con estas prácticas para que en un futuro próximo este tipo de control sea habitual. La mera observación de la presencia de fangos en el cauce a la salida de planta y sus características, es una práctica incipiente que incomprensiblemente aún no se ha generalizado.

Productos elaborados, sin mercado y de difícil colocación

El agua tratada, subproducto de la depuradora como fábrica, se vierte al cauce receptor. Si los tratamientos son correctos no plantea problemas, y son frecuentes los casos en los que es un bien deseado y utilizado en riegos.

El fango producto de la depuración resulta incómodo de almacenar, voluminoso, y sólo en pocos casos deseado y utilizado como producto, y es esta falta de demanda la que lo convierte en “residuo”. Cualitativamente tiene los mismos componentes que el agua tratada deseada (recordemos la similitud de la contaminación con la cesta de la compra), pero el hecho de no tener mercado y su dificultosa adaptación medioambiental posterior lo convierten en un residuo.

La utilización del fango

La utilización más extendida del fango es la aplicación al terreno, ya sea posteriormente al compostaje, o directamente sin tratamiento previo alguno, pudiendo hacerse esta aplicación directa antes o después de su deshidratación.

El truco consiste en el aprovechamiento de toda la contaminación potencialmente reciclable, como materia orgánica –acondicionadora del terreno en lo que respecta a estructura y capacidad de retención de agua– y nutrientes, y simultáneamente, que su difusión sea tal que no provoque concentraciones no deseadas en escorrentías y aguas subterráneas, permitiéndose a la vez por esta difusión una oxigenación de los fangos que les permita evolucionar aerobiamente, sin generar consecuencias ambientales no deseadas.

Históricamente se han realizado digestiones anaerobias con el fango que no tienen mucho interés, y que cada vez están menos presentes en las nuevas realizaciones por no resolver de forma considerable la problemática de utilización posterior del fango.

No hay otras utilizaciones del fango. Quizás puedan aparecer en el futuro, pero aún así, lo anteriormente expuesto presenta enormes dificultades y las cantidades de fango utilizadas son ridículas en comparación con las cantidades de fango producidas. Los problemas de almacenamiento y transporte, los problemas de cruce de competencias (agricultura, medio ambiente y obras públicas), y conflictos territoriales de todo tipo, han sido y son auténticos muros insalvables para una mejor gestión.

Figs. 17 y 18. Partes superior e inferior de un horno de incineración de fangos en la depuradora de Zaragoza.

Los fangos como residuos

Una vez rota la posibilidad de utilización del fango como un bien, y únicamente por nuestras incapacidades en la gestión, el fango se convierte en un residuo.

¿Qué se puede hacer con los residuos? Llevarlos a un vertedero o incinerarlos. Curiosamente, grupos ecologistas y otros grupos políticos se oponen sistemáticamente a ambas opciones, seguramente con el buen criterio de que el fango no es un residuo y por tanto debe ser utilizado como producto valioso. Ahí está el reto, y su difícil solución radica principalmente en el enorme reparto de responsabilidades. No sé cómo lo tendremos que hacer, pero tenemos que aplicar el fango al territorio.

Las instalaciones y las previsiones de funcionamiento y actuación deben implantarse no solamente para cuando todo va bien, sino tener en cuenta además disfunciones o desviaciones de los objetivos previstos (los coches, que no tienen que chocar nunca, llevan parachoques). Por ello hay que contar con el fango como “falso residuo” y la duda se centra entre la utilización de vertederos o la incineración.

En pequeñas producciones no hay dudas, la utilización del fango como producto es más fácil y posible, y no sólo por su volumen, sino porque el entorno –destino final– de los núcleos que generan pequeñas producciones es más fácilmente accesible y gestionable. La previsión en estos casos de una incineración no tiene sentido, por su elevado coste, y el vertedero, que puede ser mixto, aunque no debe absorber los fangos puede hacerlo y, por lo tanto, la problemática no existe.

Otra historia son las depuradoras productoras de fangos de las grandes ciudades (con más de 500.000 habitantes equivalentes).

Apología de la incineración

En las grandes ciudades, excepto cuando esté muy resuelta la utilización del “producto fango”, es aconsejable disponer de una incineración –que ojalá no se necesite utilizar–, como zaguero que hace cómodas las cosas y obliga a incinerar antes que caer en la tentación de deshacerse de la patata caliente vertiendo fangos o depurando mal.

Imaginemos un metro cúbico de gasolina, ¿qué preferiríamos?, ¿qué es mejor ambientalmente?, ¿echarlo a un vertedero o incinerarlo? Tenemos toneladas y toneladas de fango en busca de destino.

Evidentemente, pretendo provocar e inducir a reflexión; pero hagamos comparaciones con el uso del transporte individual. Son 70 gramos por habitante y día lo que incineraríamos, en su inmensa mayoría carbono, y no se produciría más CO₂ que el estequiométrico, el mismo que la evolución del fango produciría en cualquier otro destino.

Acabo de recibir noticias según las cuales, a partir de 1997, en Francia se prohibirá el envío de fangos a vertedero. Supongo que será por razones ambientales.

Costes de saneamiento y de adecuación del territorio

La incineración de fangos de depuradora está tecnológicamente muy resuelta, y aunque parece no directamente relacionado, las mejoras en el agua tratada resultante pueden ser enormes. No hagamos coches sin parachoques, dotemos a las depuradoras de más de 500.000 habitantes equivalentes (orientativamente) de un sistema de incineración, y protestemos cuando se use sistemáticamente, porque algo en nuestra organización destinada a fines ambientales no funciona.

Preparemos también los vertederos, y las logísticas de transportes de fangos, pero algo estaremos haciendo mal mientras no los reciclemos.

Finalmente, tengamos en cuenta que el coste del saneamiento no acaba con el vertido del agua al cauce receptor, y que, por otra parte, el coste de este bien recibido, consistente en nuestros fangos situados en nuestras zonas agrícolas, desérticas, y bosques, debe ser compensado.