Autoría

Raúl Jerónimo Pradana Yuste. Investigador Vinculado al Grupo de Calidad de Agua y Suelo, IMDEA AGUA

Irene De Bustamante Gutiérrez. Hidrogeología - Calidad y Agua y Suelo en el Medio Ambiente, IMDEA AGUA

Hoy en día, la preocupación medioambiental va en aumento y la búsqueda de formas de reducir los residuos y crear una economía circular está en auge. En este contexto, las soluciones basadas en la naturaleza (SBN) desempeñan un papel muy importante. Así lo afirma la propia Unión Europea (UE) en diversas líneas estratégicas durante los últimos años.

Actualmente, la normativa europea dicta que cualquier municipio o núcleo urbano superior a 2000 habitantes equivalentes deberá tener, como mínimo, un tratamiento secundario de sus aguas residuales. Además, los municipios de menor tamaño están obligados a tener un “tratamiento adecuado”, adaptado para cada caso concreto.

No obstante, al tiempo que la preocupación medioambiental crece, también lo hace la normativa. Recientemente, el consejo de la UE ha alcanzado un acuerdo para rebajar estos límites hasta los 1250 habitantes equivalentes. Por otra parte, también se incluirán otros criterios de sostenibilidad, como instar a las plantas depuradoras a producir su propia energía.

Pero aunque la aplicación de la normativa vigente está muy extendida, aún hay muchas zonas de la España rural donde no se cumple. Esto ha supuesto diversas sanciones económicas por parte de la UE. Según el Congreso de los Diputados, estas sanciones ascienden a más de 50 millones de euros entre 2018 y 2020.

Los filtros verdes, una posible solución

Los filtros verdes son un tipo de solución basada en la naturaleza en la que las aguas residuales se utilizan para regar una plantación forestal, tratando el agua y produciendo biomasa. La depuración se produce gracias a la acción conjunta de los árboles de la plantación, del suelo y de los microorganismos que en él habitan. Así, los contaminantes son eliminados del agua por retención y adsorción al suelo, biodegradación y absorción por parte de las plantas.

Esta tecnología es una buena solución como sistema de tratamiento de aguas residuales, especialmente para poblaciones dispersas o edificios aislados que carecen de conexión a sistemas de alcantarillado. No obstante, también sirve como un sistema terciario adicional a cualquier depuradora, afinando el tratamiento y como modo de reutilización del agua.

Los filtros verdes presentan unos costes de instalación y mantenimiento relativamente bajos en comparación con un sistema de depuración convencional. Además, también aportan numerosos servicios ecosistémicos, todos ellos alineados con diversos Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Destacan la producción de biomasa, el secuestro de carbono, el aporte de biodiversidad y la generación de diversos nichos ecológicos al medio donde se instalan, junto al saneamiento y la recuperación del agua.

Para que este sistema pueda desarrollar su función de forma satisfactoria y eficiente, es necesario un buen diseño previo. También es vital mantener un riguroso (aunque simple) mantenimiento posterior, teniendo en cuenta todos los factores que influyen en el resultado final.

Identificando las claves del éxito

En uno de nuestros trabajos recientes, publicado en la revista Journal of Environmental Management, realizamos una exhaustiva revisión bibliográfica sobre el uso de los filtros verdes en el mundo. Evaluamos su capacidad de depuración e identificamos los principales factores para asegurar su éxito.

La presencia de suelos con textura fina, con una estructura bien desarrollada y con altos contenidos en materia orgánica es uno de los factores clave. Los suelos arcillosos ralentizan el avance del agua a través del terreno, aumentando el tiempo durante el cual se dan los procesos de atenuación natural de los contaminantes. Esto también favorece la retención de estos mediante procesos electrostáticos como la adsorción o el intercambio catiónico.

Una buena y madura estructura del suelo, así como la presencia de materia orgánica, favorecen a su vez el desarrollo de los microorganismos, lo que también favorece la biodegradación de los contaminantes del agua residual.

Por otro lado, también es importante realizar una correcta selección de la vegetación a plantar. Determinadas especies pueden presentar mejor respuesta que otras en función de cada caso particular. Pueden incluso desarrollarse híbridos específicos para fines concretos mediante selección artificial.

En general, especies como los chopos o los sauces son buenos candidatos, pues soportan muy bien las condiciones de inundación al ser vegetación de ribera. Además, presentan altas velocidades de crecimiento, captando así más nutrientes del agua residual y produciendo más biomasa.

También es importante tener en cuenta otros factores de diseño, como el tratamiento previo del agua, que puede ayudarnos a eliminar elementos que pongan en peligro la eficiencia del sistema. Un programa de riego que favorezca los ciclos de humectación y secado del suelo, adaptado a la climatología de la zona, también es vital. Este riego, además, influirá sobre el tipo de vegetación a plantar y la cantidad de agua que podremos aplicar al terreno.

Finalmente, hay que destacar que a medida que pasa el tiempo, la eficiencia de los filtros verdes tiende a aumentar conforme el suelo y las raíces se desarrollan y evolucionan.

Nuestro trabajo también ha concluido que los filtros verdes son capaces de reducir, de media, un 85 % de la materia orgánica del agua, así como un 78 % del nitrógeno total y un 80 % del fósforo total presentes en la misma, llegando en algunos casos a ser capaces de eliminar el 100 % de cada uno de estos contaminantes, cuando todos los factores anteriormente mencionados son favorables y se realizan los debidos controles y mantenimientos.

Próximos pasos

Aún quedan por estudiar diversos aspectos sobre la utilidad de los filtros verdes. Por ejemplo, su aplicación en diferentes escenarios, como la depuración de aguas residuales en entornos industriales.

Además, siempre hay margen de mejora para estos sistemas. En concreto, los estudios de selección de especies o genotipos de plantas en función del tipo de agua pueden mejorar la capacidad de tratamiento. Por otro lado, también puede estudiarse la aplicación de diversos materiales con los que enmendar el suelo según las necesidades, mejorando sus características y, con ello, la eficiencia del sistema.

Para terminar, y volviendo al aumento en las preocupaciones medioambientales, se abre la posibilidad de realizar estudios que permitan cuantificar los beneficios adicionales que los filtros verdes brindan. Así, pueden realizarse estudios comparativos de biodiversidad en el entorno de la plantación, cuantificaciones de la cantidad de carbono secuestrado por los árboles o caracterizaciones de la biomasa obtenida, además de estudiar su posible transformación en diversos bioproductos sostenibles.