Agua limpia con plantas
2008/01/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
La reutilización de las aguas residuales y la eliminación de vertidos a ríos y/o al mar son algunas de las ventajas que nos ofrece el sistema de fitoeliminación. En estos sistemas de depuración de agua sólo se utilizan plantas acuáticas --y comunidades asociadas -, sin necesidad de utilizar aditivos químicos.
Los sistemas de fitorregulación no son algo inventado por el hombre. Son ambientes acuáticos formados por imitaciones de ecosistemas que se generan en humedales naturales, es decir, en terrenos cubiertos por una lámina de agua de poca profundidad durante gran parte o todo el año. En los humedales el flujo de agua es muy lento y los seres vivos que crecen en ellos disponen de tiempo suficiente para limpiar los posibles residuos del agua que llega. De este modo, conservan en buena calidad las aguas subterráneas y superficiales que les rodean.
No sólo plantas
En un sistema de fitoaturado, -la propia palabra lo indica - las plantas son imprescindibles. Sin embargo, si ellos estuvieran solos, podrían hacer poco para limpiar correctamente el agua. Para eliminar correctamente todos los componentes que ensucian las aguas, necesitan la colaboración de varios seres vivos. Los trabajos que unos realizan son materias primas para otros y la interacción entre todos permite la limpieza del agua.
En la medida en que las plantas son seres vivos autótrofos, aprovechan el agua, el dióxido de carbono y la energía solar para producir los azúcares que necesitan para crecer y alimentarse. Pero las plantas no están formadas únicamente por azúcares, sino que tienen muchos otros ingredientes, como proteínas, material genético, pigmentos, etc. Y para conseguirlos necesitan otros elementos: nitrógeno, fósforo, calcio...
Las plantas acuáticas obtienen estos elementos de los compuestos presentes en el agua. Pero no pueden absorber cualquier compuesto. Por ejemplo, para obtener fósforo, absorben los fosfatos y para obtener nitrógeno, los iones de amonio o los nitratos. Si estos elementos están presentes en otros compuestos, son inaccesibles para las plantas.
En las aguas contaminadas muchas veces hay componentes orgánicos inaccesibles a las plantas, es decir, como restos de otros seres vivos: plantas muertas, estiércol, aguas negras, restos de comida, etc. Para eliminarlos del agua necesitan la participación de seres vivos heterótrofos. De hecho, los seres vivos heterótrofos no son capaces de producir su propia materia orgánica y comen lo que ya está sintetizado, es decir, comen a otros seres vivos.
Sin embargo, estos residuos acuáticos no pueden ser eliminados por cualquier heterótrofo, sino que sólo se alimenta de un grupo especial de seres vivos. Normalmente, los seres vivos que forman este grupo se denominan descomponedores y están formados por hongos y bacterias. El grupo de descomponedores es muy importante porque tiene una característica que no tienen el resto de heterótrofos: los demás asimilan la materia orgánica y eliminan como residuos compuestos formados por materia orgánica. Los descomponedores eliminan como residuos los iones inorgánicos que pueden ser absorbidos por las plantas. De este modo, las plantas dan el paso de eliminar definitivamente los residuos del agua.
También hay organismos que evitan el crecimiento indiscriminado de las poblaciones de bacterias descomponedores: los protozoos, que se alimentan de bacterias. Además, los residuos que los eliminan son compuestos nitrogenados y fosforados que pueden ser utilizados por las plantas.
Como se puede observar, en estos sistemas especiales de depuración de agua se forman comunidades muy complejas. A pesar de la diversidad de sus seres vivos, todos tienen una característica común: son aerobios, es decir, necesitan oxígeno para vivir. En el agua, en realidad hay oxígeno y el agua interioriza el oxígeno atmosférico a través de los intercambios de gases, pero la velocidad del intercambio de gases suele ser muy baja, y los organismos presentes en el agua consumen más oxígeno de lo que se introduce en este proceso.
¿Quién se encarga de suministrar el oxígeno necesario? Pues plantas acuáticas y algas que hasta ahora no hemos mencionado. Debido a que las algas viven sumergidas, durante la fotosíntesis eliminan al agua el oxígeno que producen como residuo. Las plantas acuáticas, por su parte, absorben el oxígeno atmosférico a través de sus partes en contacto con el aire y, gracias a un sistema de transporte de aire, lo llevan hasta las partes sumergidas y lo expulsan al agua.
Como se puede observar, los componentes que intervienen en un sistema de fito-fabricación están estrechamente unidos entre sí, proporcionando todos los elementos necesarios para vivir. ¿Qué pasaría si se mantuviera este sistema? De alguna manera, el ciclo se cerraría: matarían las plantas, las bacterias y los hongos descomponerían esas plantas muertas y por detrás crecerían las plantas que utilizarían estos nutrientes. Es decir, los mismos componentes funcionarían a vueltas.
Para que esto no ocurra, es decir, para que el agua depurada salga limpia del sistema, es fácil hacerlo: de vez en cuando las plantas cultivadas se sacan del agua. De esta manera no dejan cerrar el ciclo, sino que incorporan más agua residual para el cultivo de nuevas plantas y las sacan del sistema antes de morir las plantas cultivadas. Las plantas producidas por el sistema pueden ser utilizadas como forraje para el ganado o fertilización en zonas rurales.
Por otra parte, el agua depurada por las plantas es muy limpia, no lo suficiente como para ser potable, pero puede utilizarse para regar zonas agrícolas, jardines, etc., o para limpiar las calles.
Mejor zonas húmedas artificiales
En principio, podrían utilizarse humedales naturales para la limpieza de las aguas contaminadas, pero no conviene hacerlo ya que pueden tener efectos muy adversos y contaminar los acuíferos y otros ecosistemas que rodean el humedal.
En lugar de usarlos, el hombre ha creado humedales artificiales con características similares a los humedales naturales para el tratamiento de las aguas residuales. En la base, son lagunas o acequias de poca profundidad (normalmente no alcanzan un metro de profundidad) en las que se plantan plantas de humedales naturales.
La artificialidad ofrece una serie de ventajas, por un lado, la posibilidad de aislar la zona en la que se ubicará el humedal antes de su inundación para evitar que el agua que posteriormente se infiltre en los ecosistemas circundantes. Por otro lado, se puede controlar el caudal de agua que entra en el humedal, de forma que se puede conseguir que el nivel de agua no fluya de una época a otra y se determine el tiempo que el agua permanece en el humedal.
Uso indiscriminado
La depuración de las aguas residuales urbanas, industriales y agrícolas es uno de los grandes retos ecológicos y económicos de la sociedad actual. Y las ventajas que ofrecen los sistemas de fitoeliminación no son de todo tipo. En comparación con otros sistemas tecnológicos de depuración, los humedales artificiales son más baratos (un 85% más baratos que los sistemas convencionales de depuración, según la Universidad Politécnica de Madrid), son muy eficaces en la depuración de las aguas con contaminación orgánica (las plantas ocupan alrededor del 90% de los nutrientes del agua de entrada), requieren de un mantenimiento muy sencillo y las instalaciones no tienen impacto visual debido a su aspecto natural.
Estos sistemas son especialmente apropiados para la depuración de las aguas residuales generadas en las ciudades y en las actividades agrícolas. Tanto en una como en la otra, las aguas contaminadas presentan una elevada carga orgánica y una elevada cantidad de sustancias inorgánicas disponibles para las plantas.
Sin embargo, las aguas con otras características, como las aguas residuales generadas en diversas industrias, contienen compuestos inorgánicos inutilizados para las plantas, que no pueden ser depurados ni por medio de plantas ni por descomponedores. Este es el punto débil de los sistemas de fitoeliminación.
Dejando a un lado las ventajas y debilidades, hay que tener en cuenta que estos sistemas son sistemas vivos que deben ser vigilados en parte. Por un lado, no conviene utilizar directamente agua procedente de pueblos o ciudades. En estas aguas, además de los residuos mencionados, hay grandes sólidos, arenas, materiales flotantes y grasas que las comunidades de humedales no pueden retirar del agua. Por tanto, antes de introducirlos en el humedal es conveniente que estos componentes salgan del agua.
Por otra parte, el volumen de agua que entra en la depuradora también debe ser limitado, ya que las plantas tienen una capacidad limitada para recibir nutrientes del agua. Además, la implantación de un sistema de estas características requiere una gran superficie (4 plantas/m 2), y cuanto mayor es el volumen de agua a depurar, mayor es la superficie necesaria.
En los grandes núcleos urbanos es habitual que no existan grandes superficies disponibles. Por lo tanto, los sistemas de fitorregulación son especialmente adecuados para la depuración de las aguas residuales de los núcleos urbanos de escasa población, bien porque el volumen de agua generado es adecuado para que pueda ser limpiado por un sistema de fitorregulación, bien porque en los municipios pequeños no hay grandes problemas para encauzar los terrenos a este efecto.
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