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Tratamiento Pasivo de Aguas Residuales Dómesticas

  • 22 marzo 2022
  • Por Edgardo Villegas García

Para hablar de este tema, comenzaremos por señalar lo que consideramos como agua residual: “Son las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamientos, y en general de cualquier otros uso, así como la mezclas de ellas”. Así mismo lo que consideramos como aguas residuales domésticas: Son las aguas originas en las viviendas o instalaciones comerciales y/o públicas, que están compuestas principalmente por aguas fecales y aguas procedentes de la actividad humana.

Para dimensionar la magnitud del problema de la generación de las aguas residuales y su tratamiento podemos señalar que de acuerdo a datos de la Comisión Nacional del Agua, en México aproximadamente se tratan el 52% de las aguas residuales municipales que se generan, por lo que podemos decir que el 48% restantes son descargadas directamente y sin tratamiento previo a cuerpos de agua, impactando negativamente a los ecosistemas acuáticos y transformándolos en sitios de riesgo potencial de salud pública. Por otra parte y particularmente en el Estado de Jalisco de acuerdo a datos de la Comisión Estatal del Agua del total de las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales (PTAR) que existen en el Estado de Jalisco aproximadamente el 75% se encuentran fuera de servicio, en su mayoría por los altos costos de operación y mantenimiento de las mismas. Bajo este contexto, el planteamiento de alternativas viables para el tratamiento de aguas residuales a bajo costo de operación y mantenimiento es una necesidad creciente.

Comercialmente existen diferentes tecnologías para sistemas o PTAR domésticas y municipales, algunos ejemplos de ellos son los sistemas físico-químicos como la flotación por aire disuelto (DAF) o la coagulación-floculación, los cuales presentan desventajas por el alto costo de los productos químicos que estos requieren durante su operación. También estan los procesos biológicos tradicionales como el de lodos activados, bio-discos o lagunas aireadas, que también poseen desventajas por los altos costos de construcción y operación, generalmente por el consumo elevado de energía eléctrica.

Sin embargo existen otras tecnologías para enfrentar el problema de tratamiento de las aguas residuales domésticas, tal es el caso de los “Tratamientos Pasivos”; estos sistemas han sido ampliamente usados en todo el mundo durante las últimas décadas y son aquellos que logran la eliminación de las sustancias contaminantes de las aguas residuales a través de mecanismos y procesos naturales, con mínimo o nulo consumo de energía eléctrica.

Algunos de estos tipos de tratamientos pasivos utiliza microorganismos (principalmente bacterias) anaerobios (que no requieren de oxígeno para sobrevivir); por ejemplo los filtros anaerobios o los tanques anaerobios, pudiendo ser empacados (rellenos con algún material de soporte como rocas o plastico), sobre los cuales se fijan o adhieren los microorganismos anaerobios, quienes son los encargados de limpiar el agua, al alimentarse de la materia orgánica que está en el agua residual. Los microorganismos al ser anaerobios y no requerir de oxigeno para sobrevivir hace que disminuya mucho el costo de estos sistemas en comparación con los sistemas biológicos tradicionales que emplean microorganismos aerobios (requieren de oxígeno para sobrevivir), en los cuales se necesita estar generando e inyectando oxígeno a los tanques a través de equipos que consumen altas cantidades de energía eléctrica y por ende altos costos económicos.

Otros sistemas pasivos son los que utilizan vegetación, como los humedales artificiales de los cuales existen los superficiales o subsuperficiales, de flujo vertical o horizontal, estos sistemas emplean plantas en su interior como el tule o el carrizo, entre otros. Estos humedales pueden ser rellenos con algún material como rocas o plastico, que sirven de soporte para las plantas, en estos sistemas las plantas a través de sus raices son las encargadas de limpiar el agua al absorber los nutrientes (fósforo, nitrógeno, etc.) que vienen en el agua residual, además de que en sus raices se adhieren microorganismos anaerobios que contribuyen a la limpieza del agua al alimentarse de compuestos orgánicos que vienen en el agua residual, por lo que debido a que las plantas  se desarrollan y sobreviven solo con los elementos que absorven del agua contaminada  y que los microorganismos son anaerobios; el costo de operación y mantenimiento de estos sistemas es mucho menor comparado con otros sistemas que requieren de energía eléctrica para su funcionamiento.

Estos sistemas pueden ser utilizados por separado o combinados y cumplen mejor la función de ser pasivos cuando desde su diseño e implemenación se toma en cuenta la topografía del terreno, para que por gravedad promueva el flujo del agua residual y sea nulo o mínimo el bombeo.

En el Centro de Investigación de Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco A. C. (CIATEJ), fue diseñado y patentado un sistema pasivo de tipo biológico para el tratamiento de aguas residuales domésticas en donde se combinan tanto tratamientos primarios como secundarios, el cual se denomina “Sistema y Proceso Modular para el Tratamiento Pasivo de Aguas Residuales Domésticas, con título de patente No. 342095, expediente MX/a/2010/014332, otorgada en el año 2016, siendo los inventores el Dr. Alberto López López (finado) y el Dr. José de Anda Sánchez. El sistema patentado por el CIATEJ consta de tres etapas: un separador multifasico, un filtro anáerobio de flujo ascendente (FAFA) y un humedal artificial subsuperficial de flujo horizontal, utilizando plantas ornamentales en su interior. Este sistema se ha instalado en el mismo CIATEJ (subsede Zapopan), algunas localidades con poblaciones pequeñas y fraccionamientos, y ha tenido muy buenos resultados.

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