Autodepuración de un río y sus factores
La autodepuración de un río es el conjunto de procesos naturales mediante los cuales un cuerpo de agua reduce o elimina contaminantes a través de mecanismos físicos, químicos y biológicos. Este proceso permite que un río recupere su calidad original después de recibir vertidos. La eficacia de este fenómeno depende de cuatro factores fundamentales:
- Caudal
- Velocidad del agua
- Cantidad de oxígeno disuelto (OD)
- Carga de contaminantes
Se define como la asimilación natural de la contaminación mediante mecanismos de dilución, dispersión y sedimentación de partículas. También involucra a microorganismos (bacterias, algas, etc.) que metabolizan la materia orgánica (MO) y la transforman en materia mineral.
Afectación de la temperatura a la autodepuración
Los vertidos, especialmente los de origen industrial, elevan considerablemente la temperatura del agua receptora, lo que genera las siguientes consecuencias:
- El agua caliente tiene menor densidad que la fría, lo que produce una estratificación en la columna de agua. Esto provoca que la mayor parte de los peces se retiren a las zonas más profundas de la corriente.
- La concentración de Oxígeno Disuelto (OD) disminuye con el aumento de la temperatura. Como consecuencia, la vida acuática sufre y se produce un incremento de la acción bacteriana, acelerando la disminución del OD en el río.
Parámetros de medición: DBO5 y DQO
Estos parámetros permiten medir el contenido de materia orgánica en las Aguas Residuales (AR):
- DBO5 (Demanda Biológica de Oxígeno): Mide la cantidad de oxígeno consumida en 5 días a 20 °C por los microorganismos vivos presentes en el agua residual. Representa la parte biodegradable de la materia orgánica (generalmente el 60-70% de un AR típica).
- DQO (Demanda Química de Oxígeno): Representa todos los compuestos susceptibles de consumir el oxígeno del agua, incluyendo sales minerales y compuestos orgánicos. Representa el conjunto de compuestos orgánicos oxidables.
La diferencia entre la DQO y la DBO5 representa la carga de materia orgánica poco o nada biodegradable. Por definición, la DQO del agua residual es siempre mayor o igual que la DBO5.
Lodo vs. Abono comercial
Los lodos generados en las estaciones depuradoras contienen materia orgánica y nutrientes como nitrógeno y fósforo, pero su composición es variable y depende de las características del agua residual tratada. A diferencia de los abonos comerciales, los lodos no están diseñados específicamente para aportar nutrientes equilibrados y pueden contener metales pesados u otros contaminantes. Por este motivo, aunque pueden utilizarse en agricultura, su aplicación está estrictamente regulada y controlada.
Tratamientos principales en una EDAR (Línea de Aguas)
En una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR), la línea de aguas se divide en cuatro etapas principales:
- Pretratamiento: Su objetivo es eliminar las materias groseras (Residuos Sólidos Urbanos, arenas, grasas) que, debido a su naturaleza o tamaño, pueden originar problemas en los tratamientos posteriores.
- Tratamiento primario: Se enfoca en eliminar fundamentalmente los sólidos en suspensión (también se elimina indirectamente una parte de la materia orgánica).
- Tratamiento secundario: Busca eliminar la materia orgánica y, en muchos casos, los nutrientes (Nitrógeno y Fósforo). Se realiza generalmente mediante microorganismos desarrollados en un medio adecuado y ambiente controlado.
- Tratamiento terciario:
- Permite obtener una mejora o «afino» del efluente depurado cuando el cauce receptor es exigente.
- Mejora el efluente para su posterior reutilización, denominándose en este caso Tratamiento de Regeneración.
Dinámica Atmosférica: Célula de Hadley
La Célula de Hadley es una célula de circulación cerrada de la atmósfera terrestre que domina la circulación global en las latitudes ecuatoriales y tropicales.
- Se extiende desde el Ecuador hasta latitudes de unos 30° en ambos hemisferios.
- Transporta aire caliente y húmedo generado en las zonas ecuatoriales.
- El aire caliente asciende por convección hacia las capas altas de la atmósfera.
- Durante el ascenso, el aire se enfría, formando nubes y precipitaciones tormentosas en la Zona de Convergencia Intertropical.
- A los 30° N y S, el aire desciende ya sin humedad, coincidiendo con zonas de altas presiones y áreas desérticas.
Gestión de residuos: Línea de fangos
El tratamiento de los lodos extraídos se realiza en tres fases:
- Espesado: Tiene como objetivo primordial lograr una reducción del volumen de los fangos mediante la eliminación parcial del agua libre.
- Digestión (Estabilización): Su función básica es la destrucción o transformación de la materia orgánica inestable para evitar problemas de olores o fermentación. Este proceso puede generar biogás, utilizable como fuente energética.
- Deshidratación: Consiste en eliminar la mayor cantidad de agua posible del fango estabilizado mediante medios físicos o mecánicos, facilitando el manejo del residuo final.
Comparativa: Fangos Activos vs. Lechos Bacterianos
Fangos Activos
En este sistema, las bacterias viven principalmente en flóculos (unidades ecológicas y estructurales del fango activo). Estos flóculos son sedimentables, lo que permite la eliminación de sólidos y materia orgánica.
Funcionamiento: El agua residual se introduce en un reactor con un cultivo bacteriano aerobio en suspensión. El uso de difusores o aireadores mecánicos permite:
- Mantener el ambiente aeróbico.
- Asegurar un régimen de mezcla completa.
- Tras la decantación, una parte de la biomasa se recircula al reactor.
Lechos Bacterianos
Proporcionan una gran superficie para que los microorganismos se desarrollen en forma de biopelícula. La biodegradación ocurre por la irrigación del agua residual sobre un soporte y la transferencia de oxígeno atmosférico.
Componentes y funcionamiento:
- Reactor biológico: Contiene un medio permeable al que se adhieren los microorganismos.
- Sistema de reparto: El agua residual se rocía mediante sistemas fijos (tuberías perforadas) o móviles (distribuidores giratorios).
- Ventilación: Se realiza por «efecto chimenea» (diferencia de temperatura entre el aire y el agua) o ventilación forzada.
- Decantador secundario: Para extraer el exceso de biomasa o biopelícula desprendida.
Diferencia Fundamental
Ambos son tratamientos biológicos para eliminar materia orgánica. La diferencia clave radica en el estado de la biomasa: en los fangos activos los microorganismos están en suspensión y requieren aireación mecánica, mientras que en los lechos bacterianos la biomasa está adherida a un soporte sólido.