Filtros plantados con juncos: cómo depuran las aguas residuales de la mayoría de las pequeñas comunidades de Francia

Rémy Gourdon, Mathieu Gautier, julio 2023

The Conversation

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La escasez de agua, cada vez más frecuente y grave, que nos alerta sobre la disponibilidad de los recursos hídricos, acentúa su vulnerabilidad a la contaminación industrial, agrícola y doméstica. Para proteger estos recursos indispensables, es necesario adaptar nuestros sistemas de producción a largo plazo, evitar el despilfarro y reducir en origen las emisiones de contaminantes (nitratos, fosfatos y residuos de medicamentos y cosméticos, entre otros).

Pero también es necesario, a corto plazo, tratar los efluentes generados por las actividades humanas, en particular las aguas residuales domésticas procedentes de nuestras cocinas, baños y aseos. Estos tratamientos están regulados por la legislación europea y nacional, acompañada de decretos que establecen los objetivos de tratamiento y los umbrales de vertido. Se llevan a cabo en estaciones depuradoras que, en función de las características del territorio, aplican procesos intensivos o más sobrios (también denominados «extensivos», pero cuyo principio de funcionamiento se basa esencialmente en la actividad de bacterias que ingieren numerosos contaminantes.

El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es reducir su contaminación, pero también regenerar los recursos: cuando la normativa lo permite, el agua tratada puede reutilizarse para usos domésticos o para el riego, por ejemplo. Se pueden extraer otros recursos de alto valor añadido, como los nitratos y los fosfatos, que pueden utilizarse como fertilizantes.

¿Filtros plantados con juncos o estaciones depuradoras intensivas?

Las zonas urbanas densamente pobladas utilizan estaciones depuradoras colectivas intensivas con una gran capacidad de tratamiento, adaptadas a los elevados volúmenes de aguas residuales que generan. Su eficacia se basa en un alto consumo de energía y reactivos, y en equipos compactos relativamente sofisticados.

Las zonas rurales o semirurales tienen menos limitaciones de espacio y optan por técnicas de saneamiento no colectivas (fosas sépticas, en particular) o por estaciones depuradoras colectivas con una capacidad de tratamiento reducida, adaptada al número de viviendas conectadas. Las estaciones depuradoras con una capacidad de tratamiento equivalente a 2000 habitantes o menos representan más del 80 % del número total de estaciones. De estas, más de la mitad (59 %) son estaciones intensivas basadas en los mismos principios que sus homólogas de las grandes ciudades. El resto son estaciones denominadas extensivas, menos sofisticadas que las intensivas y con menores costes de inversión y explotación, pero que garantizan un alto rendimiento de depuración. Los filtros plantados con juncos representan más del 50 % del número de estas estaciones extensivas, y el resto son lagunas u otros tipos de técnicas.

Ventajas de los filtros plantados con juncos

Los sistemas de depuración mediante filtros plantados con juncos son «soluciones basadas en la naturaleza», es decir, su principio de funcionamiento se inspira en el de los ecosistemas naturales: los pantanos. Presentan numerosas ventajas técnicas:

• Buen a muy buen rendimiento de depuración, especialmente en lo que respecta a las materias en suspensión, la carga orgánica y nitrogenada y, en menor medida, el fósforo.

• Un nivel técnico moderado, cuya implementación y mantenimiento son compatibles con los recursos humanos, técnicos y financieros de los pequeños municipios.

• Un consumo energético y de reactivos inferior al de las estaciones intensivas.

• Excelente integración paisajística.

Los filtros plantados con juncos pueden reproducir las funciones ecosistémicas de las zonas húmedas naturales que emulan: marismas, turberas, charcas, manglares. De hecho, gracias a su posición particular en la interfaz de los tres medios físicos del planeta (agua, tierra, aire), albergan una biodiversidad considerable, regulan las transferencias hídricas y la temperatura gracias al fenómeno de la evapotranspiración… y contribuyen a la depuración del agua.

¿Cómo funcionan los filtros plantados?

El sistema de tratamiento mediante filtros plantados de juncos consta de etapas sucesivas sencillas, pero cuya eficacia requiere una ingeniería avanzada.

El sistema consta de uno o varios filtros en serie, aislados del suelo por una «geomembrana» y rellenos de capas de materiales granulares a través de los cuales fluye el agua residual que se va a tratar; el tamaño de los granos aumenta con la profundidad. Los juncos se plantan en la superficie de los filtros. Estas plantas de rápido crecimiento desarrollan una densa red de raíces que facilita el flujo hidráulico y la transferencia de oxígeno, y crea condiciones favorables para la actividad de los microorganismos responsables de la depuración.

Las aguas residuales se someten primero a un simple «desbaste» para evitar la obstrucción de los filtros y proteger las bombas utilizadas.

A continuación, el tratamiento se realiza mediante filtración física en la superficie del macizo poroso, que retiene las materias en suspensión y algunos microcontaminantes, que quedan capturados en la superficie de las partículas.

En el medio filtrante se desarrolla una microflora muy rica, compuesta principalmente por bacterias aeróbicas, es decir, bacterias que utilizan el dióxido de carbono para oxidar las materias de las aguas residuales y mineralizarlas en dióxido de carbono y agua. Estas bacterias están presentes de forma natural en las aguas residuales; las más adaptadas a las condiciones del filtro predominan y consumen la carga orgánica y los contaminantes presentes en el agua para multiplicarse. De esta forma, la contaminación del agua se transforma en nuevas células microbianas que quedan retenidas en el medio filtrante mientras el agua depurada lo atraviesa.

Los sistemas denominados «de flujo vertical» son los más utilizados en Francia. Están compuestos clásicamente por dos etapas de filtración. Cada etapa del filtro está compuesta por varias celdas independientes. Se rocía regularmente la superficie de los filtros de la primera celda con un volumen determinado de aguas residuales durante unos días o una semana; a continuación, se alimenta la segunda celda y, por último, la tercera. La alternancia entre saturación y desaturación del agua es especialmente favorable para los microorganismos implicados en la depuración. El agua que sale de la primera etapa se recoge mediante drenajes situados en el fondo de las celdas y se trata en la segunda etapa siguiendo el mismo protocolo.

La eficacia depurativa de los filtros plantados con juncos, su moderado nivel de sofisticación técnica, su bajo coste de explotación e inversión y su excelente integración paisajística son las principales ventajas de este sistema de depuración extensiva, que además ofrece otras funciones ecosistémicas más allá de su función depurativa principal. Sin embargo, estos sistemas deberán evolucionar para adaptarse a la contaminación emergente y a las crecientes exigencias de depuración.

Referencias

Para ir más allá