¿Qué pasa con el agua que se va por el desagüe?

Depuradora de Soto de Quiñones, en San Sebastián de los Reyes, Madrid (Fuente: Divulga_medioambiente)

Autor: Sergio Martínez-Campos Gutiérrez

Con frecuencia no somos conscientes, pero el agua resulta un recurso muy limitado. Se sabe que, aunque tres cuartas partes del planeta están cubiertas por agua, solo un 0,025% del total es potable. A pesar de este hecho, nos resulta muy sencillo en nuestra sociedad acceder a ella únicamente abriendo la llave del grifo, pero ¿qué pasa con el agua que se va por el desagüe una vez usada?

Una vez que esta entra a nuestra tubería de desagüe (denominamos aguas domésticas a las que salen de nuestros hogares), se mezcla con otras aguas de orígenes muy diversos, como el industrial (cuyas características varían dependiendo de la industria que las generan, y que muchas veces requieren tratamientos desde la propia empresa) o de procedencia hospitalaria. Toda esta mezcla se conoce con el nombre de aguas residuales.

Esta mezcla está contaminada, principalmente por materia orgánica, y no puede  liberarse directamente a un río o lago, ya que provocaría una rápida actividad biológica de los microorganismos que allí habitan, generando un elevado consumo de oxígeno que finalmente generarían unas condiciones anóxicas (con ausencia de oxígeno), produciendo la muerte de la fauna que habite en esa masa de agua. Además, las aguas residuales también presentan una elevada concentración de nutrientes, como el nitrógeno y el fósforo, y su liberación puede provocar eutrofización, por lo que también están regulados en la legislación para su eliminación.

Por todo ello, este caudal de aguas se recircula a una estación depuradora de aguas residuales (EDAR). Una EDAR se encuentra conformada por distintos tratamientos que, si bien presentan ciertas variaciones dependiendo de la estación, se pueden resumir en el siguiente GIF:

Esquema del funcionamiento de una EDAR clásica (Fuente: soclalluna.com)

En el momento en que las aguas residuales entran en la EDAR, comienza una fase de pretratamiento. Esta fase tiene un único objetivo, eliminar aquellos residuos de mayor tamaño para evitar que el sistema se bloquee y atasque en las fases siguientes. Para lograr esto existe:

• Un sistema de desbaste o criba. Este elimina todos aquellos materiales de gran tamaño, y existen diferentes modalidades para llevarlo a cabo. El primero de ellos es el uso de rejas, las cuales, colocadas de manera secuencial, pueden ir acumulando los residuos de mayor grosor. Debido a la gran acumulación de residuos, requieren una limpieza regular, ya sea automática o manual. Esto resulta muy recurrente en el caso de toallitas, las cuales con frecuencia bloquean estos sistemas. En última instancia, si los residuos son de gran tamaño, puede llegar a ser necesaria la utilización de cucharas bivalvas, que funcionan igual que si de un juego de gancho de recreativos se tratase, atrapando todos aquellos residuos de mayor tamaño.
• Desengrasado y desarenado. En el desarenado se eliminan todas aquellas partículas de tamaño no superior a 200 micras simplemente dejándolas sedimentar. Y en el desengrasado se eliminan todas aquellas sustancias flotantes (grasas, aceites, espumas…) que pueden afectar a la sedimentación en los siguientes procesos. Para eliminarlas, se recurre a la flotación, eliminando ambos compuestos de manera simultánea.

Sistema de desbaste mediante el uso de rejas (Fuente: Agua serena)

Una vez finalizada esta etapa, normalmente se incorpora un sistema de tornillo sin fin, el cual hace ganar altura al agua para facilitar su transporte por el resto del sistema, haciéndolo más eficiente en energéticamente hablando, al desplazarse el agua a favor de pendiente.

Después, le sigue un proceso de tratamiento primario. En esta fase se separa la materia en suspensión del agua. Para ello, se recurre a un sistema de decantación, el cual normalmente tiene forma circular, lo que favorece la sedimentación hacia el centro del sistema. En la mayoría de los casos, las partículas son demasiado pequeñas como para que sedimenten en poco tiempo, por lo que es necesario recurrir a un tratamiento conocido como floculación/coagulación. La floculación consigue forzar la precipitación al incorporar sales de hierro y aluminio cargadas positivamente al agua estática que se unen a la materia en suspensión cargada negativamente. Con esto, se anulan las cargas de las partículas de manera que se pueden unir coagulándose y, finalmente, sedimentan.

En el decantador, el agua sale a partir de pequeñas canalizaciones ubicadas en la parte superior, de manera que se evita arrastrar los flóculos al siguiente paso (Fuente: Divulga_medioambiente)

Tras esto, ya solo queda mayoritariamente la materia orgánica disuelta en agua, que requiere un tratamiento secundario para su eliminación. Esta fase se lleva a cabo mediante diferentes microorganismos que eliminan la mayor parte de la materia orgánica, así como una parte de los nutrientes que esta pueda contener. Los microorganismos que se utilizan no son introducidos, sino que están de manera natural en el agua y son las condiciones ambientales generadas en la depuradora las que favorecen el desarrollo de aquellos degradadores de la materia orgánica. Los microorganismos se desarrollan tanto que se manifiestan en forma de un “barro oscuro” denominado fango de depuradora. Existen modelos muy diferentes de este tipo de tratamiento dependiendo de los costes, el flujo de agua a tratar, la rapidez con la que queremos que se realice…, pero a grandes rasgos se dividen en dos grandes grupos:

• Tratamiento aerobio. Se realiza en tanques abiertos, en los que se utilizan bacterias aerobias (emplean oxígeno en su metabolismo) para el tratamiento. El proceso es relativamente rápido y más si los fangos se mezclan de manera continua con el agua a tratar y se inyecta aire desde el fondo.
• Tratamiento anaerobio. En este caso se recurre a bacterias anaerobias, las cuáles no usan oxígeno durante su metabolismo. Para ello se utilizan tanques cerrados, en los cuales no hace falta quitar el oxígeno porque este será consumido rápidamente del agua. Resulta mucho más caro, ya que en muchas ocasiones requiere que el sistema se caliente para favorecer la actividad microbiana, que de por si resulta mucho más lenta, lo cual la hace inviable en grandes ciudades. A cambio, como el proceso que domina durante la degradación de la materia orgánica es la fermentación, se genera un producto muy interesante, el biogás, que con los sistemas adecuados, permite obtener energía que puede utilizarse en la actividad de la depuradora, llegando en muchos casos a ser un proceso autosuficiente desde el punto de vista energético.

Con independencia del tipo de reactor secundario de la depuradora que se emplee, debe un sedimentador secundario, el cual decanta parte de los lodos, aunque una parte de estos se vuelve a recircular en el sistema para evitar que el proceso de degradación de materia orgánica llegue a detenerse.

Una vez sale el agua de este segundo decantador, puede someterse a un tratamiento terciario. Este no es necesario en la mayoría de los casos, ya que, o bien se realiza para favorecer una mayor eliminación de nutrientes, o bien se busca un afinamiento del agua para un determinado uso (como el agua de riego) para el cual se requiere una desinfección (cloración, ozonización…). Si el agua no requiere ningún uso y cumple las exigencias de calidad de un río o arroyo, se libera con un salto de agua artificial previo que permita oxigenarla.

Finalmente, los depósitos de residuos generados (menos los extraídos durante el desbaste) se mezclan, generando el lodo de depuradora, que constituyen un desecho al que se le debe dar un tratamiento determinado si se le quiere dar un uso posterior.

Como veis, cuando utilizamos el agua, aunque sea para el uso más cotidiano o trivial, debe recorrer todo este complejo proceso que consume recursos públicos, privados y energéticos, hasta ser devuelta al río. Esperamos que la próxima vez que abráis el grifo penséis en todo lo que conlleva su depuración.

Salida de la EDAR de Guadalix de la Sierra, Madrid. Se ha interpuesto "un salto de agua" para favorecer la oxigenación de la corriente de agua (Fuente: Divulga_medioambiente)

Fuentes de consulta:

• Cyclus: tratamiento primario. Recuperado de: http://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-primario/
• Wikibooks: Ingeniería de aguas residuales/pretratamiento. Recuperado de: https://es.wikibooks.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_de_aguas_residuales/Pretratamiento

"El agua y la tierra, los dos elementos esenciales de los que depende la vida, se han convertido en latas globales de basura"

Jacques Cousteau (1910-1997), oficial naval francés, explorador e investigador, que estudió el mar y la vida marina.