Por: Dr. José Luis Marín-Muñiz
Sin embargo, el crecimiento poblacional ha demandado un uso excesivo del recurso líquido, que a su vez es descargado en su mayor parte a otras fuentes de agua, sin ningún tratamiento previo. Tan solo en México, y de acuerdo a la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA, 2022), de las aguas colectadas solo el 67.5% y el 25.3% de las aguas residuales rurales y urbanas, respectivamente, son tratadas. Quedando fuera de estos porcentajes las aguas no colectadas, es decir aquellas que descargan a cielo abierto o a otras fuentes como lagos, lagunas, ríos u océanos, de manera ilegal. Tan solo respecto a coliformes o DQO (demanda química de oxigeno), que son ejemplo de parámetros para medir la calidad del agua, la misma CONAGUA ha reportado que solo alrededor del 50% de 550 ríos monitoreados en el país, presentan una calidad aceptable.
Ante lo descrito, resulta pertinente la búsqueda de alternativas ecológica y económicamente viables, dado que los sistemas convencionales de tratamiento son pocos en el país por los altos costos que estos requieren para construcción, operación y mantenimiento, al requerir altos consumos de energía y profesionistas especializados para su operación; situaciones por las que muchas veces estos son abandonados. Una estrategia sustentable para mitigar los problemas de contaminación del agua es mediante humedales de tratamiento, también anteriormente llamados humedales artificiales o construidos.
La palabra humedal, ha sido referido a términos como ciénaga, charquera o pantano, lo cual inicialmente aludía a una connotación negativa, un lugar donde difícilmente podrías quedar atrapado. Actualmente, colocar el término “humedal” en los principales buscadores de internet, como imágenes nos muestra una amplia variedad de espacios verdes con amplia biodiversidad y ricos de agua, donde además a través de la ciencia, se ha rectificado la importancia de tales ecosistemas en cuanto a servicios ambientales o ecosistémicos y con ello la relevancia de conservar, proteger y restaurar o hasta crear y construir nuevos humedales.
Como definición, los humedales son descritos como ecosistemas que combinan tanto características de ambientes terrestres y acuáticos, que albergan una gran variedad de flora y fauna y que entre sus servicios ambientales están la función de ser centinelas del planeta, al ser barreras naturales ante tormentas y huracanes, suelos de esponjas ante inundaciones y piscinas de carbono que ayudan a mitigar el calentamiento global. Además de mejorar la calidad del agua gracias a los procesos naturales que en tales ambientes se desarrollan.
Considerando que el agua es un recurso importante. Los humedales naturales además de otros servicios ambientales que proveen, han demostrado ser importantes reservorios de agua, y filtros naturales, que mediante procesos físicos, químicos y biológicos, depuran los contaminantes del agua.
Como parte de los avances científicos, a través de la ingeniería se ha imitado la función de limpieza del agua de los humedales naturales, diseñando ahora los humedales construidos, los cuales han sido considerados desde hace varias décadas como una opción sustentable para el tratamiento de las aguas residuales, gracias a que son sistemas amigables con el ambiente, económicos en construcción y operación comparados con los sistemas convencionales. Así mismo, estas alternativas o eco-tecnologías son consideradas soluciones basadas en la naturaleza, ya que se basan en los procesos naturales que realizan los ecosistemas (humedales naturales), pero diseñados ingenierilmente para resolver volúmenes o tipos de agua específicos.
Los humedales construidos son descritos como celdas o canales poco profundos (0.6-1.0 m) que de acuerdo al tipo de flujo pueden ser humedales de flujo superficial o subsuperficial. En los primeros, hay un sustrato, comúnmente suelo o material fino y donde se hace pasar el agua a tratar. Por tales condiciones puede haber plantas arraigadas al suelo (emergentes), sumergidas (arraigadas al suelo, pero que no salen de la superficie del agua) o flotantes (cuyas raíces toman los nutrientes del recurso líquido, pero sus hojas flotan sobre la columna del agua). Los primeros diseños de este tipo de humedales se han descrito en Estados Unidos en los años 70´s.
Por otro lado, están los humedales de flujo subsuperficial, los cuales son canales o celdas poco profundas, rellenas de un material o sustrato rugoso o poroso (comúnmente grava, tezontle, tepezyl, arenas y hasta residuos plásticos rugosos o con dobleces), el cual permite la formación de familias microbianas, que favorecerán la remoción de contaminantes del agua que se hará pasar por tales celdas. Tal sustrato también servirá de anclaje de las raíces de las plantas emergentes que allí se siembren y que servirán también para absorber/adsorber contaminantes, a tal función de las plantas se le conoce como fitorremediación.
En estos tipos de humedales el agua puede entrar de manera horizontal o vertical. Estos sistemas están documentados desde los 50´s y 60´s en Alemania.
En México, se han reportado más de 60 estudios sobre esta
alternativa, pero la mayoría a escala de laboratorio o piloto.
Los primeros estudios reportados en México son investigaciones principalmente de 1998 y que con el paso del tiempo su aprovechamiento ha incrementado, solo cerca de 20 aplicaciones de humedales construidos con áreas de operación de 31 a 11600 m2 ya han sido reportadas, tratando aguas residuales comunitarias y municipales, funcionando como sistemas secundarios o terciarios, con separadores de sólidos como pre tratamiento. La falta de reproducibilidad de los humedales construidos, a pesar de su alta eficiencia en contaminantes tanto orgánicos como inorgánicos (50-90%) se debe en gran parte a la falta de conocimiento sobre la alternativa, falta de manuales de operación y la falta de trabajo en conjunto entre el gobierno, sector académico y las comunidades. Un caso en particular de éxito, es el generado a partir de la convocatoria “proyectos para el fomento ambiental 2022” promovido por la Secretaría de Medio Ambiente (SEDEMA), donde se apoyó a varias implementaciones de humedales para tratar aguas residuales, como el caso de la extensión de tratamiento con sistema de pre tratamiento en la comunidad Pastorías, Actopan, Ver. México.
En donde el apoyo de SEDEMA, sumado a la intervención académica y científica de investigadores de El Colegio de Veracruz y de la participación colaborativa de los habitantes de la comunidad, ha dado como resultado el tratamiento del 100% de las aguas residuales comunitarias de tal sitio.
El humedal construido de flujo subsuperficial horizontal descrito consta de 18 celdas de tratamiento, y un sistema de pre tratado que incluye tanque sedimentador circular, rejillas de separación de sólidos gruesos, y separador de grasas. En las celdas de humedales además crecen plantas ornamentales como las banderas (Canna hybrids), papiros (Cyperus papyrus), aves de paraíso (Strelitzia reginae), cunas de moisés (Spathiphyllum wallisii) o tules (Typha sp.) y heliconias, las cuales son plantas con aprovechamiento artesanal, además el agua tratada puede ya utilizarse para irrigación de cultivos y la vegetación seca podría también volver a ser utilizada para compostaje en conjunto con los residuos sólidos que se separan en el pretratamiento. Lo anterior demuestra como tal sistema de tratamiento es una alternativa sustentable multipropósitos.
Vale la pena resaltar como un sistema como los humedales construidos resultan ser eficientes en limpieza de agua y en cuanto a producción de plantas, pero poco utilizados aún en países como México con graves problemas de contaminación hídrica y de poca intervención de tratamiento, eso es parte de las vicisitudes sobre los humedales, es decir, los sucesos prósperos al diseñar sistemas para mejorar la calidad del agua de acuerdo al volumen de tratamiento, sus gastos energéticos, poca inversión económica y múltiples ventajas socio-ambientales, y la prueba de su efectividad en la depuración de contaminantes, pero a su vez, sucesos adversos al ser aún poco conocidos, después de más de 70 años de sus primeras creaciones, donde se les llamaba sistemas del método de raíces., o por el poco apoyo que aún existe para la implementación de los mismos. Vicisitudes ocurridas a partir de la creación de tecnología amigable con el ambiente, pero aún poco conocida y utilizada.
Ante lo descrito, no queda más que reflexionar en la necesidad de creación de políticas públicas para normalizar el uso de humedales construidos como sistemas de tratamiento de aguas residuales y de generar manuales operativos que favorezcan el replicar tal tecnología, tanto a nivel comunitario, domiciliario y también para áreas urbanas, fraccionamientos o para descargas industriales, pero como bien se sabe, no se puede amar, cuidar o querer difundir, algo que no se conoce, por ello, este texto aterriza en ser una opción de difusión sobre la tecnología de humedales, su importancia y el papel que la sociedad, academia y gobierno debe impulsar en tríada, para asegurar menos aguas contaminadas y menos escasez hídrica.
