Eutrofización: Enriquecimiento Nutricional de los Cuerpos de Agua
Definición del Concepto de Eutrofización
La eutrofización es un proceso natural que ocurre en todos los cuerpos de agua. La acumulación gradual de nutrientes y biomasa orgánica, acompañada por el aumento en la fotosíntesis y un descenso en la profundidad promedio de la columna de agua (causado por la acumulación de sedimento), constituye el proceso de eutrofización natural.
Por otro lado, la eutrofización cultural es la aceleración del proceso de eutrofización natural por causas antropogénicas. Esta aceleración es usualmente causada por descargas de desperdicios orgánicos y/o nutrientes.
La eutrofización es un proceso dinámico que puede ser continuo. Dependiendo de su grado de contaminación, las aguas pueden clasificarse en:
- Oligotróficas: Aguas con bajos niveles de materia orgánica, buenos niveles de oxígeno disuelto y poca contaminación bacterial (Ej.: Laguna Laja).
- Mesotróficas: Aguas con un nivel medio de materia orgánica, bajos niveles de oxígeno disuelto, turbidez media y una creciente población bacteriana.
- Eutróficas o hipertróficas: Aguas oscuras extremadamente ricas en nutrientes, con bajísimos niveles de oxígeno y alta actividad microbial, que expiden fuertes olores (Ej.: hace 5 años, la Laguna Tres Pascualas).
Estas últimas aguas están tan contaminadas y degradadas que prácticamente no permiten el desarrollo de la vida acuática; ni siquiera muchas malezas pueden sobrevivir.
Causas Principales de la Eutrofización
Los principales nutrientes que producen los efectos de la eutrofización en los cuerpos de agua son:
- Fósforo (P): Presente en forma de fosfatos (PO₄³⁻), proviene de fertilizantes, industria de alimentos y química, detergentes y limpiadores.
- Nitrógeno (N): Presente en forma de nitratos (NO₃⁻), nitritos (NO₂⁻) y amonio (NH₄⁺), proviene de materia orgánica, lixiviados y Residuos Industriales Líquidos (RILES).
Estos provienen principalmente de actividades antrópicas, como las aguas residuales domésticas y las escorrentías que acarrean nutrientes utilizados en la fertilización de suelos agrícolas.
Contaminación por Detergentes
Uno de los agentes generadores de fosfatos (PO₄³⁻) son los detergentes. La mayoría de los detergentes sintéticos son contaminantes persistentes debido a que no son descompuestos fácilmente por la acción bacteriana. A los detergentes que no son biodegradables se les llama detergentes duros y a los degradables, detergentes blandos.
Los detergentes, después de ser utilizados en la limpieza doméstica e industrial, son arrojados a las alcantarillas de las aguas residuales y se convierten en una fuente de contaminación del agua. Contienen sustancias surfactantes que ayudan en la penetración, remojo, emulsificación y dispersión. El poder contaminante de los detergentes se manifiesta en los vegetales acuáticos, inhibiendo el proceso de la fotosíntesis y originando la muerte de la flora y la fauna. A los peces les produce lesiones en las branquias, dificultándoles la respiración y provocándoles la muerte.
El Proceso y sus Consecuencias
Las algas y las plantas almacenan energía mediante el proceso de fotosíntesis, por lo que requieren de la luz solar para consumir el dióxido de carbono y liberar oxígeno. Además, necesitan también de otros elementos químicos nutritivos inorgánicos como potasio, fósforo, azufre, nitrógeno y hierro.
Cuando la cantidad de elementos nutritivos es abundante, las algas y las plantas crecen rápidamente y pueden llegar a cubrir la superficie del agua con gruesas capas. A medida que algunas algas o plantas mueren, se convierten en alimento de las bacterias.
Como las bacterias consumen oxígeno para descomponerlas, provocan que la disminución de oxígeno llegue a un nivel que es incapaz de soportar otras formas de vida, lo cual es indispensable para que no desaparezca el ecosistema. Si el exceso de nutrientes sigue fluyendo a los lagos, las bacterias anaerobias predominan en ellos y los cuerpos de agua quedan putrefactos debido a la producción del ácido sulfhídrico (H₂S) y metano (CH₄) durante la descomposición de la materia orgánica.
Control de la Eutrofización
Como con otras formas de contaminación, los métodos de prevención son los más efectivos y los más baratos a largo plazo.
Métodos de Prevención:
- Usar un tratamiento avanzado de los desechos para remover los fosfatos provenientes de las plantas industriales y de tratamiento antes de que lleguen a un lago.
- Prohibir o establecer límites bajos de fosfatos para los detergentes.
- Pedir a los agricultores que planten árboles entre sus campos y las aguas superficiales.
Métodos de Limpieza:
- Dragar los sedimentos para remover el exceso de nutrientes.
- Retirar o eliminar el exceso de maleza.
- Bombear aire para oxigenar lagos y embalses.
Caso de Estudio: Esfuerzos Locales en Concepción
A partir de 1994, la Ilustre Municipalidad de Concepción creó el proyecto Ciudad Sustentable, que tenía por objetivo fundamental atacar los problemas ambientales locales bajo la perspectiva del concepto de Desarrollo Sustentable. En este sentido, comenzó un trabajo sistemático de recuperación de las lagunas urbanas de la comuna (en ese entonces 7: Tres Pascualas, Lo Galindo, Lo Méndez, Lo Custodio, Laguna Grande y Chica de San Pedro, y Laguna Redonda). A la fecha, se ha logrado recuperar parte del patrimonio existente en términos de calidad, llegando en muchos casos al estado de mesotrofía de dichos cuerpos de agua.
Diferencia entre Lago y Laguna
Desde un punto de vista científico, los lagos son cuerpos de agua de tamaño variable, fluctuando desde pequeños volúmenes hasta grandes masas de agua. Mientras que las lagunas corresponden a cuerpos de agua que tienen comunicación o interacción con el mar en forma permanente o temporal.
Sin embargo, por uso común se tiende a identificar a las lagunas como aquellas de pequeño tamaño (Laguna Grande de San Pedro, Laguna Redonda, Laguna Avendaño, etc.) y los lagos como los de mayor masa de agua (Lago Laja, Lago Lanalhue, Lago Lleu-Lleu).
Gestión del Agua y Residuos Industriales Líquidos (RILES)
El Agua como Recurso Esencial
El agua es un recurso natural, escaso, indispensable para la vida y para el ejercicio de la mayoría de las actividades económicas. Es irremplazable, no ampliable por la voluntad del hombre, irregular en su forma de presentarse en el tiempo y en el espacio, fácilmente vulnerable y susceptible de usos sucesivos.
El agua se utiliza en todas las actividades humanas:
- Recurso vital: 2-3 litros/persona/día.
- Usos domésticos: 0,2-0,4 m³/persona/día.
- Uso industrial: 0,2-400 m³/tonelada de producto.
- Uso agrícola y forestal.
- Recurso energético.
- Soporte de piscicultura y pesquería.
- Uso recreativo.
Estas actividades también generan residuos líquidos. Naciones Unidas declaró el período 2005-2015 como la Década Mundial del Agua.
Tipos de Derechos de Agua
El Código de Aguas de 1981 creó dos categorías de derechos de agua: los consuntivos y los no consuntivos. La diferencia entre ambos es de naturaleza legal y se refiere a la presencia o ausencia del compromiso del usuario de devolver el caudal utilizado al cuerpo de agua de donde lo extrajo.
Usos Consuntivos
Son usos que consumen o extraen el agua de su fuente de origen. Este uso puede ser medido cuantitativamente e impide que el agua esté disponible para su uso ulterior (por evaporación, contaminación extrema o filtración) a menos que el ciclo hidrológico la regrese en forma de lluvia. El derecho consuntivo se refiere al derecho de consumir las aguas sin que estas deban ser devueltas a la fuente para ser reutilizadas por otro usuario. Es el caso de los derechos solicitados para:
- Agricultura: Riego de cultivos, ganadería.
- Industria: Materia prima, refrigerante, solvente, agente de transporte, fuente de energía.
- Municipal: Uso público, comercial y residencial.
- Minería.
Usos No Consuntivos
Son usos que no pueden ser medidos cuantitativamente; el agua es usada, pero no es removida de su ambiente natural. Este uso deja el agua disponible (después de un tratamiento, si es necesario) para un nuevo uso sin pasar por el ciclo hidrológico. El derecho no consuntivo obliga a devolver el agua extraída a los mismos ríos de donde se extrajo, sin perjudicar a los usuarios existentes aguas abajo. Ejemplos:
- Generación de energía hidroeléctrica.
- Transporte.
- Pesca.
- Vida silvestre (uso ambiental).
- Recreación.
- Aceptación de residuos (no reconocido legalmente).
Problemáticas Derivadas del Uso del Agua
- Contaminación de las aguas: Un problema cualitativo en regiones industrializadas y de alta densidad poblacional, debido a aguas residuales sin depurar y escorrentía agrícola con pesticidas.
- Sobreexplotación de acuíferos: Explotación a un ritmo mayor que la recarga, provocando aumento de salinidad y costos de bombeo.
- Reducción de caudales naturales: Con graves repercusiones ecológicas.
- Salinización y encharcamiento de zonas regables.
¿Qué son los RILES?
Los Residuos Industriales Líquidos (RILES) son aguas de desecho generadas en establecimientos industriales como resultado de un proceso, actividad o servicio. Se caracterizan por contener elevadas concentraciones de elementos contaminantes.
Efectos de la Descarga de RILES
En el sistema de alcantarillado:
- Corrosión, incrustación y obstrucción de las redes.
- Generación de gases tóxicos o inflamables.
- Interferencias en el proceso biológico de las plantas de tratamiento.
En cuerpos de aguas superficiales:
- Graves efectos en el medio ambiente y en la flora y fauna acuática.
- Trastornos en la agricultura por riego con aguas contaminadas.
Tipos de RILES
- Con constituyentes minerales: Contienen metales, compuestos halogenados y sustancias inorgánicas tóxicas (industria metalúrgica, minería).
- Con constituyentes orgánicos: La carga orgánica varía según la industria. Sustancias como celulosa o compuestos clorados son difíciles de biodegradar (industria farmacéutica, alimentaria).
- Con constituyentes de naturaleza radiactiva: De elevada peligrosidad y persistencia (reactores nucleares, laboratorios).
- Que producen contaminación térmica: Vertidos que alteran la temperatura del cuerpo receptor, afectando el ecosistema.
Clasificación y Composición de las Aguas Residuales
Definición de Agua Residual o Servida
Se denomina aguas servidas o aguas residuales a aquellas que resultan del uso doméstico o industrial del agua. También se les llama aguas negras o aguas cloacales. Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo. Algunos autores diferencian entre aguas servidas (uso doméstico) y aguas residuales (mezcla de aguas domésticas e industriales).
Aguas Negras
El término aguas negras define un tipo de agua que está contaminada con sustancias fecales y orina, procedentes de desechos orgánicos humanos o animales. Su tratamiento nulo o indebido genera graves problemas de contaminación.
Aguas Grises
Las aguas grises son las generadas por procesos de un hogar tales como el lavado de utensilios, ropa y el baño de las personas. Se distinguen de las aguas negras porque no contienen, en principio, bacterias como Escherichia coli. Pueden ser de mucha utilidad en el campo del regadío ecológico, ya que generalmente se descomponen más rápido y tienen mucho menos nitrógeno y fósforo. Sin embargo, pueden contener algún porcentaje de patógenos.
Agua Potable
Se denomina agua potable al agua que puede ser consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades. Es agua que ha sido tratada para su consumo humano según normas de calidad. Las causas de la no potabilidad del agua incluyen:
- Bacterias y virus.
- Minerales y productos tóxicos.
- Depósitos o partículas en suspensión.
Composición de las Aguas Residuales
Las aguas residuales se componen, básicamente, de un 99,9% de agua y un 0,1% por peso de sólidos, ya sean disueltos o suspendidos. Este 0,1% es el que requiere ser removido para que el agua pueda ser reutilizada.
¿Por qué es Necesario Tratar las Aguas Residuales?
Con el desarrollo de la urbanización y la industria, un sinnúmero de elementos químicos y materia orgánica son dispuestos en los cursos de agua. La Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) aumenta y el limitado oxígeno disuelto no es suficiente para posibilitar la recuperación. La naturaleza no es capaz por sí sola de realizar el proceso de autopurificación.
Un importante efecto de la contaminación orgánica es el peligro para la salud. Las aguas servidas sin tratamiento pueden propagar microorganismos que causan enfermedades como el cólera, la tifoidea y la hepatitis, adquiridas por beber agua contaminada o consumir alimentos regados con ella.