La contaminación por aguas residuales es uno de los principales problemas a los que se enfrenta la humanidad. En México, la centralización de los sistemas de tratamiento lo hace aún más complejo. Afortunadamente, en la naturaleza existe un ecosistema que limpia el agua de forma natural y puede ser imitado: el humedal.
Los humedales se describen como los ecosistemas que tienen una superficie que se inunda de agua de forma permanente o intermitente.
“A veces las soluciones más sencillas están ante nuestros ojos, si observamos a la naturaleza y entendemos los principios que la rigen, podemos proponer mejores soluciones”, dice Sebastián Gradilla, profesor investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec de Monterrey, Campus Guadalajara, y líder nacional del eje de investigación del proyecto Ruta Azul.
Muchas actividades humanas, incluyendo bañarnos, lavar los trastes y la ropa o ir al baño genera aguas residuales. También lo hacen industrias como la agrícola, la ganadera, la textilera y la farmacéutica.
Estas aguas, dependiendo de donde vengan, pueden estar contaminadas con microorganismos patógenos, metales pesados, fertilizantes, pesticidas o derivados de los combustibles. A estos se añaden los contaminantes emergentes, como residuos de productos de belleza y medicamentos.
Para limpiar estas aguas, a nivel global, se utilizan plantas de tratamiento que cuentan procesos específicos para eliminar cada tipo de contaminante. Sin embargo, en México solo el 57% de las aguas residuales municipales son tratadas.
El resto, son usadas sin ningún tratamiento para regar las plantas que nos comemos o alimentan al ganado y son vertidas en ecosistemas como ríos, lagos y mares.
Sistemas centralizados: la raíz del problema
Una de las razones por las que es tan complejo limpiarlas es que los sistemas de tratamiento en el país suelen ser centralizados, con una planta grande que recibe todos los efluentes de un municipio.
Su magnitud, aunado a la falta de presupuesto para darles mantenimiento y modernizarlas, ha ocasionado que más del 50% de estas tengan una calificación de mal a pésimo funcionamiento.
“Estos sistemas requieren de alcantarillado, aparatos para bombeo y mucha energía para su operación”, cuenta Gradilla.
En respuesta a este problema, existe un paradigma que propone generar plantas pequeñas que recolecten y limpien el agua de localidades o colonias de menor tamaño, conocidos como sistemas descentralizados.
Algunos investigadores, como Gradilla, proponen añadir a esta idea tratamientos basados en la naturaleza, específicamente los humedales.
Generalmente, están conformados por una gran diversidad de organismos acuáticos, como lirios, peces o moluscos que tienen una capacidad natural de eliminar contaminantes.
“Pueden filtrar materia orgánica, nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, porque además hay microorganismos que transforman estos compuestos en biomasa”, explica Gradilla.
Humedales artificiales
Incorporando estas ideas, investigadores alrededor del mundo crean humedales artificiales o construidos, que al acoplarse a otros pasos de tratamiento, como los tanques sépticos, permiten limpiar aguas residuales conjuntando procesos físicos, químicos y biológicos.
“Estos sistemas son de bajo costo y pueden operar casi sin energía, su mantenimiento a veces se reduce a solo podar las plantas”, dice el investigador.
En diversos estudios, él y su grupo han demostrado que en estos sistemas existen comunidades de microorganismos, como algas o bacterias, que son benéficos para el tratamiento de agua al desintegrar distintos contaminantes.
Usando modelos matemáticos para estudiar la dinámica de eliminación de contaminantes han encontrado que estos sistemas son eficientes, en ocasiones más que los centralizados.
Si se controlan factores como la temperatura, el pH, la profundidad, el sustrato y el tipo de plantas que se usan en los humedales construidos, los resultados pueden ser aún mejores.
Además, pueden incluirse plantas ornamentales, o incorporar la acuicultura para cultivar peces o camarones en los humedales, generando productos que puedan venderse y propicien economías circulares que involucren a la comunidad.
Para Gradilla, estos sistemas presentan una solución eficiente y asequible para el tratamiento de aguas residuales que está siendo desaprovechada. De acuerdo con él, cuanto más nos basemos en la naturaleza para resolver problemas, mejor. “La naturaleza es la más sabia y nuestro reto como humanidad es proponer cada vez más soluciones basadas en ella”, concluye.
