Agua de biofiltros para riego y ganado

Los biofiltros están transformando la lucha contra la contaminación del aire y del agua, ofreciendo una alternativa sostenible y eficiente para purificar nuestro entorno urbano.

El ingeniero agrónomo y ambiental Rodrigo Arenas trabaja en la Provincia de Mendoza con el desarrollo sostenible de los biofiltros a base de lombrices para purificar el agua residual.

Entrevista Judith Scheyer

Redacción Iván Naciff

Hoy hay varias empresas que se dedican a liberar la atmósfera de gases tóxicos, pero poco se habla sobre la purificación del agua por medio de los biofiltros de lombrices. En Mendoza se observa mucho el avance de la protección y la purificación del agua sobre todo en una provincia que es agro-exportadora, vitivinicultora, petrolera y minera.

El ingeniero Rodrigo Arena introduce el tema «Al hablar de biofiltros se debe tener en cuenta que es una palabra muy amplia y que hay que mirarla con detenimiento mediante una lupa. Este en particular opera con lombrices especiales y esta técnica de purificación del agua con lombrices se acuñó en Chile en la década de los 70´ con un médico cirujano que inició una investigación sobre el lodo en las plantas de tratamiento de efluentes. Descubrió una particular interacción entre la flora bacteriana intestinal con las lombrices para degradar los lodos»

El sistema es tecnología chilena desarrollada por el médico cirujano José Tohá, quien trabajaba en el laboratorio de Biofísica de la Facultad de Física y Matemáticas de la Universidad de Chile. A mediados de los años 90, Tohá desarrolló el principio de un filtro percolador con lombrices para tratar aguas servidas. Se construyó una planta piloto en el año 1994 para 1000 personas en Melipilla, convirtiendo así el proyecto de laboratorio en realidad. Después, se mejoraron el sistema de riego y el diseño, se experimentó con los estratos filtrantes. Finalmente la viruta de madera, quedó como la más eficiente para este uso.

Descubrió que las plantas de tratamiento de efluentes generaba muchos residuos y contaminación, debido en gran parte al caudal que superaba la capacidad de analizar la purificación del agua. Al principio, se centró en el análisis de los residuos y posteriormente a los lodos en las plantas de tratamiento.

El sistema Tohá, una innovación chilena que permite limpiar y reutilizar aguas servidas con ayuda de lombrices, tiene varias ventajas frente a los tratamientos tradicionales. Consiste en probar las aguas cloacales e industriales que pasaban por este biofiltro, desarrollado a mediados de los años 90′. Las pruebas también alcanzaron aguas provenientes de hogares, escuelas y hospitales. Esta investigación alcanzó otros países incluyendo México, Estados Unidos y países limítrofes a Chile .

¿Cuándo comenzó con este proyecto?

-Inicié un cultivo de humus de lombriz hace aproximadamente 6 años, y desde entonces empecé este camino tan innovador para el ecosistema y para la purificación del agua. Es fundamental para una provincia tan seca, como lo es Mendoza. Me enorgullece este trabajo y lo que logramos con ello.

¿Cómo funciona el sistema?

En términos generales, dentro de los sistemas de tratamiento de aguas servidas tenemos tres módulos: El pre-tratamiento es la separación de sólidos con filtros parabólicos o rotatorios que separan lo grueso. En el tratamiento biológico tenemos un abanico de alternativas: En nuestro sistema están las lombrices, otros trabajan con lodo activado, con plantas, etc. Finalmente, en el tratamiento avanzado se elimina la parte micro-biológica de las fecas (entre otros), usando cloro, luz UV u ozono, todas alternativas desinfectantes. Compartimos muchos puntos con tecnologías similares en el primer y último paso, nuestra diferencia está en el paso medio donde usamos las lombrices dentro de un filtro.

Luego continúa el Secundario o biológico En el lombrifiltro, las aguas residuales fluyen a través de un lecho filtrante compuesto por materiales orgánicos, como hojas, restos de poda, compost o lodo de depuradora. Este lecho proporciona un medio rico en nutrientes y alimento para las lombrices y los microorganismos.

Las lombrices, generalmente de la especie Eisenia foetida o Lumbricus rubellus, se alimentan de la materia orgánica presente en el lecho filtrante y las aguas residuales. Durante su proceso de digestión, las lombrices descomponen los sólidos orgánicos en compuestos más simples y liberan nutrientes como nitrógeno y fósforo.

El tercer módulo es el Tratamiento avanzado. La desinfección es un proceso esencial para eliminar microorganismos patógenos presentes en las aguas residuales. Se utilizan agentes desinfectantes como el cloro, el ozono o la radiación ultravioleta (UV) para matar bacterias, virus y otros patógenos.

La desinfección asegura que el agua tratada sea segura para el consumo humano o la descarga en cuerpos de agua.

Los AOP son métodos que utilizan oxidantes fuertes, como el peróxido de hidrógeno o el ozono, junto con la radiación ultravioleta o la irradiación con luz visible para descomponer contaminantes orgánicos persistentes y compuestos químicos tóxicos en el agua. Estos procesos pueden degradar contaminantes emergentes, productos farmacéuticos y productos químicos recalcitrantes.

Los sistemas de tratamiento biológico avanzado incluyen procesos como la lodos activados de membrana (MBR) y la secuenciación en lote de reactores biológicos (SBR), permiten una mayor eficiencia en la eliminación de contaminantes y una mayor calidad del agua tratada en comparación con los sistemas convencionales.

¿Cuáles son las ventajas del sistema?

La tecnología ha sacado varios premios porque no genera lodos. Logramos un agua depurada, que cumple con las normas de riego. Además, después de un año el sistema nos entrega el humus que es un abono muy cotizado. El sistema se puede adaptar a diferentes climas, el tipo constructivo es muy flexible y se adapta al proyecto. Y cumplimos con las normas y legislaciones de la disposición de agua tratada. Otras ventajas son que el sistema es fácil de mantener y operar, se puede realizar de manera muy simple o tecnológica, se puede complementar con energía renovable, se puede ir ampliando si crece la población, etc.

¿Para qué se necesita energía?

La energía es para las bombas que impulsan el filtro, por lo general bien pequeñas. Para 100 personas necesitas una bomba de 1 HP que funciona 6 horas al día, o sea el consumo es mínimo. Además, al no usar sopladores o compresores como plantas tradicionales, esta no genera ruidos molestos.

¿Dónde lo han instalado?

Desde casas particulares pasando por colegios, industrias, comunidades medianas y grandes hasta los Residuos Industriales Líquidos (RILes), siempre que sean de origen orgánico. Hemos hecho experiencias sobre todo en Sudamérica, pero también en Francia y en algunos lugares de Asia.

Hemos instalado el sistema en un proyecto para la forestal Celco con 150 usuarios, también en la población Mina Caracoles, además del Aeródromo Manquehue en la IX región. En el área de turismo, lo hemos instalado en el Errante Ecolodge en Puerto Williams, además para las cabañas del Horcón Lodge en el Valle del Elqui. También tenemos varios colegios con el sistema, y comunidades residenciales donde ha operado por más de 10 años y donde es manejado por los propios vecinos. Los capacitamos para el uso, no es nada complejo.

Otro proyecto en la zona norte es Cachiyuyo, que ya lleva 3 años. Con el agua tratada, se riegan árboles en el entorno de la planta (olivos). También se aplicó en el extremo sur, como en Cerro Sombrero (Tierra del Fuego) en un campamento de ENAP, y otro en el año 2006 en la Antártida. Ahí tuvo que ser dentro de un galpón ya que las condiciones son muy extremas.

También, diseñamos sistemas para la minería, por ejemplo uno que funciona a 3200 metros de altura lo cual fue un hito.

Los biofiltros que se construyen pueden ser de hormigón, de madera, en un container con materiales reciclados que viene en muchos formatos y tamaños. Un biofiltro es una pileta que se rellena con distintas capas de material filtrante cuya función es retener los sedimentos contaminantes. En el caso de agua cloacal, serian los residuos de materia fecal .

En el caso del agua industrial se hace un filtrado previo de todos los residuos que contienen azúcar, restos orgánicos, restos del proceso de elaboración de vino. Por lo tanto, el resultado final es agua con un alto grado de nivel de carga orgánica pero sin residuos sólidos.

¿Cuál es la composición que tiene un biofiltro?

El material idóneo que compone un biofiltro debe ser la madera, precisamente madera de chip que tiene el tamaño de una arveja. En las capas superiores se encuentran láminas muy pequeñas que contienen virutas que vendrían siendo de carácter con granulometría intermedia. También, está el aserrín en las capas del biofiltro que se usan para generar una cámara de aire.

Utilizamos un palet de madera, de plástico o un ripio filtro para que todos los elevadores garanticen una limpieza óptima. Entonces, todo esto constituye el sistema de madera de chip que tiene un diámetro de 5 cm. Está ultra comprimida, pero a la vez tiene espacios de aire para que el agua que va cayendo vaya percolando sin los residuos en las capas filtrantes.

¿Las lombrices funcionan entonces en diversas zonas climáticas y alturas?

Sí. A gran altura hay que contar con los nevazones, pero como las lombrices no viven en la superficie sino en los primeros 20-30 cm, están protegidas ante estos cambios, y la viruta funciona como aislante natural. Además, la actividad microbiológica dentro del filtro hace que la temperatura suba.

¿Cómo se separa el humus?

Como el filtro funciona con riego sectorizado, uno comienza a humedecer solo una parte y las lombrices migran. Así uno puede sacar los 15 primeros centímetros de humus, cada 15 meses.

¿Hay entonces una amplia gama de dónde se puede implementar el sistema de biofiltro?

Sí, y le hemos agregado innovaciones: Hoy tenemos distintos tipos constructivos, como la albañilería, el hormigón, los estanques australianos, las plantas móviles, contenedores y combinaciones con humedales artificiales. Además, podemos trabajar con energías renovables, como en el proyecto Putre, lo cual lo hace altamente sustentable.

Cada cierto tiempo hay que retirar el humus de lombriz que se formó porque la madera ya fue digerida con las lombrices, así como nosotros nos comemos por ahí una tostada con mermelada las lombrices comen la del contaminante. La tierra no utiliza lombrices pero la madera que implementamos sí, por ende aproximadamente entre los 12 y los 15 meses desaparece la madera porque las lombrices se han estado alimentando de ella todo este periodo. Es donde ya empezamos a ver una primera gran ventaja del sistema .

Estamos transformando lo que es un residuo, que puede ser como el peor de los residuos, la materia fecal, como lo estamos retirando para que vuelva a la tierra como un fertilizante. Exactamente, la materia fecal de la lombriz al pasar por su tracto intestinal empieza a formar moléculas que son de gran utilidad para el reino vegetal.

Son moléculas muy fértiles de una gran riqueza nutricional que lo podemos ver hoy en día, lo venden en los supermercados. Nosotros normalmente hacemos una separación de lombrices de manera que no vayan lombrices en el humus de lombriz, pero sí van lo que llaman los «cocones»que son los huevos de las lombrices.

Muchas veces en la bolsa los huevos eclosionan y generan lombrices que después cuando uno lo lleva a una maceta, a un cantero o a un cultivo esas lombrices se desarrollan. Nosotros hacemos una inoculación inicial y a partir de ahí las lombrices tienen un periodo de aclimatación, de ambientación.

¿Cuál es el proceso de reproducción de las lombrices?

Empecé a estudiar las lombrices y me encontré con un mundo sumamente fascinante y una de las sorpresas fue la capacidad de reproducción que tienen las adultas. Pueden poner alrededor de 4 o 5 huevos cada 10 días y cada huevo puede llegar a tener hasta 20 lombrices y es impresionante cuando uno ve todas esas lombrices hijas que nacieron.

Mendoza tiene una agro-industria de la reproducción de lombrices muy importante. Durante el periodo de cosecha esta reproducción nos va a permitir enfrentar la temporada de manera que las lombrices empiezan a recibir agua cargada con materia orgánica y empieza a dispararse esta postura de huevos y desarrollo.

A medida que la conciencia sobre la importancia de conservar nuestros recursos hídricos y preservar el medio ambiente sigue creciendo, los biofiltros se presentan como una opción efectiva para mejorar la calidad del agua, reducir la dependencia de productos químicos y disminuir los impactos negativos en los ecosistemas acuáticos. Sin embargo, es esencial continuar investigando, desarrollando tecnologías y adaptando los biofiltros a diferentes contextos y tipos de contaminantes.