Desde hace unos años, para el tratamiento de aguas residuales en núcleos rurales, se emplean en diferentes países Europa (incluida España) humedales artificiales. Estos sistemas intentan imitar a la naturaleza para depurar las aguas de forma respetuosa con el medio ambiente. Un grupo de investigadores de la Universidad de León, con el apoyo de expertos del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua del CSIC, de Barcelona, han analizado diferentes combinaciones de los elementos que pueden formar parte de un humedal construido para mejorar el rendimiento de futuras instalaciones. El experimento se llevó a cabo en la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de León.

La principal conclusión del estudio es que "la configuración del humedal condiciona la eliminación de determinados contaminantes", explica a DiCYT la principal autora del trabajo científico, María Hijosa. Por este motivo, la investigadora, del Departamento de Física y Química Aplicadas de la Universidad de León, recomienda la combinación "en serie" de diferentes diseños de humedales. El equipo científico ha comprobado que humedales construidos con los que han trabajado eliminaba cada uno un perfil de contaminantes diferentes, por lo que los sistemas mixtos que incorporen diversos tipos de humedales serían más eficaces, a priori.

El trabajo perseguía conocer "qué tipo de configuración era más efectiva para el diseño de sistemas de tratamiento". Para ello, los investigadores, que pertenecen a los departamentos de Física y Química Aplicadas y de Biodiversidad y Gestión Ambiental, trabajaron de forma experimental con los principales tipos de humedales artificiales. Para ello, diseñaron un experimento con el que comprobaron, a través de cubetas de un metro cuadrado cada una, las capacidades de cada sistema. Las cubetas fueron instaladas dentro de la planta de tratamiento de León y se les administró agua residual urbana procedente del decantador primario, esto es, sin depurar. El trabajo se llevó a cabo entre el verano de 2007 y el invieron de 2008 y los autores han publicado recientemente los resultados en la revista científica Water Research.

Según explica María Hijosa, existen tres formas para diferenciar los humedales construidos. Una se centra en la presencia o ausencia de substrato. Otra analiza la incorporación de una capa de grava (o arena) por debajo de la de agua, que la capa de grava sea libre, o que se sitúe en la parte superior, haciendo fluir el agua de forma subsuperficial. La tercera y última se refiere a la forma administración del agua: horizontal, con una entrada y salida convencional, o vertical, en la que, como si se regara, se distribuyen gotas de agua en la superficie del humedal. Para el experimento, los investigadores combinaron la presencia de dos plantas y el substrato y mantuvieron un único sistema de administración de agua, el horizontal. Las plantas empleadas fueron la espadaña (Typha angustifolia) y el carrizo (Phragmites australis), autóctonas de zonas húmedas de la provincia de León.

Resultados

Los humedales experimentales mostraron un buen comportamiento para eliminar "con relativa facilidad" algunos de los compuestos analizados, fundamentalmente fármacos y productos de higiene personal. Los productos más asimilables por estos sistemas fueron el ácido salicílico y el ibuprofeno, dos de los fármacos más comunes; la cafeína; el naproxeno (otro fármaco) y el dihidrojasmonato, una fragancia presente en colonias, champús o detergentes. Mostraron un grado de eliminación más bajo con el diclofenaco y el ketoporfeno, dos analgésicos, y con las fragancias galaxomida y tonalida. Un último compuesto, la carbamazepina, un antihepiléptico, presentó los peores resultados "y desconocemos los motivos", apostilla Hijosa. En todo caso, los humedales se mostraron más eficaces que los tratamientos de agua convencionales, de carácter químico, en substancias como el diclofenaco, la galaxomida y la tonalida, lo que los convierte en sistemas "idóneos" para poblaciones pequeñas. "Aunque presentan estas ventajas, los humedales también tienen inconvenientes: no pueden asimilar grandes cantidades de agua, como los de una ciudad del tamaño de León".

Los expertos observaron que cada tipo de humedal construido presentaba unos rendimientos mejores en un tipo diferente de residuo, por lo que optan por sistemas mixtos que incorporen diferentes perfiles. En la actualidad, dos humedales de la provincia de León, los de Bustillo de Cea y Cubillas de los Oteros), responden a esta filosofía. Además de esta conclusión, los autores del estudio indican que "la eficacia del humedal construido depende de la temperatura y el potencia redox [medida fisicoquímica sobre la capacidad de los microorganismos presentes en el sistema según el potencial eléctrico del medio] y la concentración de oxígeno", resume María Hijosa.

El trabajo forma parte de la tesis doctoral de Hijosa, defendida en junio, y en él han colaborado dos profesores del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua del CSIC, Víctor Matamoros y Josep Maria Bayona, considerados "pioneros en el estudio de la eficacia de los humedales construidos".