Nitratos y Zonas Vulnerables

Mapa de les Zonas Vulnerables por nitratos en Cataluña. Autor: Rcomellas

El pasado 31 de octubre asistí a una jornada organizada por la Agencia Catalana del Agua sobre la problemática de la contaminación por nitratos. Esta jornada se basaba en un interesante y completo estudio hecho de forma colaborativa por el Catalan Water Partnership, las empresas Geoservei y CECAM, los grupos de investigación MAIMA y MARS y el IRTA (el cual se encargó de los estudios agronómicos), los ponentes de los cuales explicaron el procedimiento que habían seguido para elaborar el informe final que, en breve será colgado en la web de la ACA.

Antoni Munné, Jefe del Departamento de Control y Calidad de las Aguas de la ACA, hizo una breve introducción hablando de la necesidad de actualizar la información que tenemos sobre el estado de las aguas subterráneas y superficiales en Cataluña, con la mirada puesta en la revisión de las zonas vulnerables por contaminación de nitratos para el año 2019. Este hecho coincide con la necesidad de dar respuesta a la Comisión Europea sobre la necesidad de ampliar las zonas tipificadas hacia zonas de transición, donde hay concentraciones por encima del límite (50 o 25 mg/L, en función de si las aguas son de origen subterráneo o superficial).

Munné, remarcó que, de las 37 masas de agua subterráneas un 46% están en mal estado, representando más del 20% de la superficie del territorio catalán. En el caso de las masas superficiales, el 22% de estas se encuentran afectadas por nitratos. En conjunto, la superficie vulnerable a lo largo del territorio representa un 45% del total, y desgraciadamente ha ido aumentando a lo largo de los últimos años.

Para terminar su intervención, Munné valoró la utilidad del estudio para tener criterios objetivos en el caso de incluir nuevas zonas vulnerables que a día de hoy son de dudosa clasificación.

UNA APLICACIÓN MUY INTERESANTE

El CWP nos explicó como los entes locales podrán decidir cuál es la mejor opción para enfrentarse al problema de la contaminación por nitratos a través de un aplicativo de apoyo a la toma de decisiones que en breve estará disponible en el web del ACA. En la creación de esta herramienta han participado varias empresas que aportan tecnología, tanto preventiva como correctora, y que permite en función de varios parámetros locales gestionar de la mejor manera posible esta problemática.

Inicio de la ponencia del CWP

CONTROL Y CALIDAD DE LAS AGUAS

El estudio se fundamenta básicamente en tres grupos de datos:

  • De tipo hidrogeológico y presiones sobre el medio.
  • De tipo microbiológico.
  • De tipo isotópico.

El primer grupo de datos lo aportaba la empresa Geoservei Projectes i Gestió Ambiental, la cual se planteó diferentes áreas de trabajo como son el estudio de las aguas superficiales, las subterráneas y las provenientes de EDAR urbanas. En definitiva, se buscaba el origen de la contaminación por nitratos para poder determinar la causa y posibles actuaciones, así como establecer nuevas zonas vulnerables si se da el caso.

El segundo grupo de datos fue responsabilidad del MARS, grupo de investigación de la Universitat de Barcelona, el cual nos explicó las técnicas de determinación microbiológica que permiten trazar el origen de las bacterias relacionadas con la contaminación (ya sea humana, porcina, vacuna, de pollo, etc.).

En el tercer grupo se involucró el MAIMA, grupo de investigación también de la UB y que trabaja con varias formas isotópicas del Nitrógeno, Boro o Azufre. Esta fue una ponencia bastante técnica que en esencia vino a explicar que según el tipo de isótopo involucrado éste determina el origen humano o animal de las muestras.

CONCLUSIONES

Al final, y a modo de conclusión de la jornada me quedó muy clara una idea: el estudio multidisciplinar permite obtener una información de mejor calidad y reduce la incertidumbre de forma significativa. En este sentido el debate posterior se centró, entre otras polémicas de tipo lobbista, en que a pesar de tener más acotada la información no podemos evitar la incertidumbre derivada de fenómenos hidrológicos y dinámicas naturales ajenas a nuestras observaciones. Aún así, el hecho de ser un trabajo pionero a nivel estatal (según Joan Solà, gerente de Geoservei), el estudio puede “sentar las bases para seguir comprendiendo la situación actual en materia de contaminación por nitratos, su origen, la causa y las posibles soluciones asociadas”. Al menos la Comisión Europea así lo espera!

Proyecto INNOQUA

Planta piloto del proyecto INNOQUA, situada en la EDAR de Quart (Girona).

Y si os dijera que hay un proyecto europeo dedicado a la depuración low cost de aguas residuales domésticas que quiere competir con los actuales sistemas de saneamiento autónomo disponibles?

Y si os dijera que hay 11 países involucrados de todo el mundo donde se probarán diferentes sistemas modulables basados en la sostenibilidad ambiental y económica y adaptables a cualquier clima?

Y si os dijera que uno de estos sistemas se está testando en la EDAR de Quart (Girona), con el liderazgo del LEQUIA y diferentes departamentos implicados de la UdG?

Pues bien, todo esto y mucho más lo engloba INNOQUA, y yo he aprovechado para pasar por Quart para que Narcís Pous, responsable de la planta piloto asociada, me explique algo más sobre este interesante proyecto.

“INNOQUA propone testear diferentes tecnologías por separado que son modulables y por lo tanto costumitzables según el interés del cliente”, indica Pous. Estas tecnologías son las siguientes:

  • Vermifiltro, que actúa de tratamiento primario y secundario.
  • Filtración mediante Daphnia, actuando como terciario.
  • Una unidad de control y supervisión online de bajo coste.
  • Bioreactor de algas, las cuales actúan por fotooxidación.
  • Desinfección por UV.

De estas cinco tecnologías, en la planta piloto hay montada la segunda, la filtración de partículas mediante Daphnia. “Son unos organismos muy sensibles, los cuales normalmente se utilizan para tests de toxicidad ambiental, por eso controlamos y supervisamos diferentes parámetros críticos: la temperatura (el agua tiene que estar entre 5ºC y 25ºC), los nutrientes, los metales como el cobre o el plomo y los contaminantes emergentes como el ibuprofeno o los retardantes de llama”. En las condiciones adecuadas, las daphnia eliminan las pequeñas partículas coloidales que los tratamientos secundarios no pueden eliminar. Pous también me explica que el tiempo de residencia del bioreactor ha puesto en evidencia un imprevisto interesante: “Hemos visto que el sistema evoluciona hacia la generación de biofilms que pueden ayudar a reducir la materia orgánica remanente…siguiendo el esquema evolutivo nos hemos planteado de introducir plantas para eliminar el nitrógeno!”.

Superfície del reactor donde crecen las daphnia. El biofilm se forma en la zona perimetral

Cuando se obtengan los resultados definitivos de la planta piloto, descartarán uno de los dos reactores y el que quede será acoplado a un vermifiltro, empezando una segunda fase de control, supervisión y verificación del sistema conjunto. “Irlanda trabaja con la tecnología de vermifiltros y estamos esperando sus resultados para diseñar uno que se adapte a las condiciones de nuestra planta piloto”, comenta Pous. Uno de los puntos fuertes de este proyecto, además de competir con el clásico saneamiento autónomo, es su versatilidad modular: “Esto facilita que el cliente pueda montar su propio sistema en función del tipo de agua a tratar y las condiciones climáticas propias de su zona”.

Finalmente, Pous justifica INNOQUA desde el punto de vista de su aplicabilidad real: Acabada la fase investigadora, pasaremos a las demostraciones prácticas. El proyecto tiene previsto validar la utilidad de estas tecnologías en aguas de diferentes tipos como son las de origen ganadero, las que provienen de la acuicultura o las asimilables a domésticas en hogares unifamiliares, siempre con un límite máximo de 10 H-e”.

Gusanos presentes en el vermifiltro. Fuente: INNOQUA

 

 

Las sinergias del agua regenerada

El agua de origen

La EDAR de Castell-Platja d'Aro dispone de un tratamiento terciario capaz de producir agua regenerada para potenciales usuarios interesados, ahorrando de forma diaria unos 6000 m3 que de otro modo serían captados del acuífero del río Ridaura.

Este terciario funciona desde el 1998, mejorando de forma significativa su gestión a partir de la automatización del control de parámetros en 2012. Jordi Muñoz, Jefe de Proceso de la depuradora, remarca la importancia de tener un agua de salida del tratamiento secundario de calidad: "Si tenemos unos buenos parámetros el tratamiento terciario no sufrirá y obtendremos una agua apta para su reutilización. Si no fuera así, podría darse un exceso de turbidez y colmataciones regulares de los filtros de arena". Debido a esta potencial problemática, si los lazos de control detectan un nivel de turbidez por encima del límite establecido se cierra la compuerta que deriva el agua depurada a estos filtros. Otro control fundamental es el redox presente en el agua después de ser clorada: "Estamos entre los 250 y 350 mV para asegurar la desinfección total y ausencia de E. coli".

El control de la instalación se hace por SCADA, así se ve de forma rápida si hay alguna desviación que afecte el rendimiento del terciario para poder actuar y avisar los usuarios afectados:

El esquema de tratamiento terciario del EDAR de Castell-Platja d'Aro es el siguiente: filtros de arena y desinfección mediante luz ultravioleta e hipoclorito sódico. "En nuestro caso, la presencia de sales de hierro en el agua provoca una disminución de la transmitancia causando una reducción en el rendimiento de desinfección de la luz UV", puntualiza Muñoz, "a pesar de que elimina bien los clostridios y huevos de nemátodos".

Tanto la depuradora como el tratamiento terciario de regeneración es explotado de forma integral por la misma empresa concesionaria, EMACBSA. Muñoz justifica una de las ventajas de que sea así: "Somos los primeros interesados en obtener un agua de calidad del decantador secundario para no tener problemas en el terciario. Si estuviese repartido en dos explotadores costaría más de coordinar, además de la falta de incentivos por una de las partes".

En 2017, el terciario ha aportado unos 800000 m3 desglosados de la siguiente manera:

  • 300000 m3 Golf d'Aro-Mas Nou.
  • 210000 m3 Golf Costa Brava.
  • 160000 m3 Regante principal (campos de maíz).
  • 100000 m3 Comunidad de regantes del entorno de la EDAR.
  • 30000 m3 Pitch & Putt Mas Torrellas.

El agua ya regenerada es bombeada y repartida en tres líneas principales para llegar a todos estos usuarios, los cuales pagan por la gestión diaria del tratamiento terciario: reposición de cloro, analíticas de control, componentes del sistema de desinfección por UV, etc.

Al final de la visita Muñoz reflexiona sobre el valor de este agua: "Gracias a la aportación de agua regenerada el acuífero puede respirar, sobre todo en la época de verano ya que esta zona es muy turística. Pensándolo bien, el terciario hace que el agua tenga un coste razonable que, en su ausencia y en épocas de sequía prolongada, podría llegar a ser mucho más elevado".

Golf Costa Brava

Después de la visita a la EDAR me he desplazado hasta el Golf Costa Brava, en Santa Cristina d'Aro, para hablar con Benjamí Ferrer, actual greenkeeper y responsable de la gestión hídrica: "El Golf Costa Brava fue de los primeros en plantearse la opción de regar con agua regenerada debido a la evolución de los campos hacia una imagen cuidada más extensiva, más allá del espacio de juego. A partir de este momento en que se amplía este espacio de riego nos encontramos con problemas durante los veranos... los pozos de la zona ya no daban para más". También menciona la figura clave de Xavier Millet en la puesta en marcha del proyecto: "Él lo inició, construyéndose los 2 km de tubería que van desde la depuradora de Castell d'Aro hasta este golf".

Para Ferrer, lo más importante de todo es que ahora disponen de agua los 365 días del año, no tienen que sufrir por la falta de ésta y el nivel freático de la zona lo agradece, pero también hay algún inconveniente: "Los niveles de nitrógeno amoniacal elevados nos perjudican. Al final hemos optado por montar un sistema de tratamiento mediante ozono previo al riego. No es óptimo para la remoción de nutrientes pero almenos elimina el biofilm que se forma en las paredes del colector y los malos olores derivados".

Campo del Golf Costa Brava

Riego de cultivo de maíz

Joan Pijoan es el responsable de una explotación ganadera de producción de leche al por mayor. También dispone de varios campos donde planta, entre otros cereales, maíz. Desde el 2004 es usuario del agua regenerada del terciario de Castell-Platja d'Aro: "Estoy bastante satisfecho, sobre todo cuando empezamos a ver de que en verano nos quedábamos cortos de agua a pesar de disponer de varios pozos propios. De las 50 Ha de campo productivo, la mitad la regamos con agua regenerada". También me comenta la agilidad en llevar a la práctica la conexión a la red: "Fue relativamente fácil, puesto que tan sólo tuvimos que alargar un poco más el colector que ya llegaba al Golf Costa Brava, unos 3 Km", explica Pijoan. De este modo, tanto el golf como la explotación ganadera forman una mini comunidad de regantes que puede ser una buena experiencia para iniciativas futuras.

Por lo que respecta a la presencia de nitrógeno, al contrario de Ferrer, él lo ve como una ventaja al reducir el uso de nutrientes externos: "Gasto mucho menos fertilizante que cuando capto agua de pozo". Sin embargo, Pijoan también ve algún inconveniente: "La administración es muy exigente con el hecho de no pasarnos de los límites recomendables de nitrogeno a nivel ambiental, en este sentido hay margen para la mejora".

Aigua regenerada
Campos de maíz regados con agua regenerada

 

II Foro LEQUIA: retos y oportunidades de la purificación del biogás

Creo recordar que fue Nicolás de Arescopachaga, investigador de CETAQUA, que dijo que la tercera línea (la primera es la del agua y la segunda la de lodos), la del biogás, es la gran olvidada cuando se presentan los esquemas generales de una EDAR. Y tiene razón, porque no todas las EDAR tienen esta línea. Que genere este biogás depende de la existencia de un proceso de digestión anaerobia de los lodos, y esto sólo pasa si el volumen a tratar es lo suficientemente grande para que valga la pena su  existencia.

Pero esto fue casi al final de la jornada. Empezamos.

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La segunda ponencia, sobre la aplicación de hidrocarburos, acabó con una dura crítica a la Administración

Las dos primeras ponencias, más allá de los diferentes temas tratados, tuvieron en común una fuerte crítica a la Administración. En el primer caso por la ausencia de incentivos al desarrollo de la gestión de residuos agroalimentarios ligados a la producción de biogás y en el segundo criticando la intromisión del gobierno central sobre la administración catalana y su torpe legislación al respecto.

La tercera ponencia fue una interesante aplicación sobre la digestión anaerobia centralizada en la comarca del Maresme. De momento la experiencia con la planta piloto ya es un éxito. Algunos números:

· Ahorro medio de 12000 €/mes.

· Reducción significativa de lodos a nivel global.

· Incremento de la producción de biogás en un 275%.

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Fernando Cabello, del Consell Comarcal del Maresme, explicando la situación de las EDAR implicadas en el proyecto

Después del break de media mañana, las siguientes ponencias se basaron en los adelantos hechos por varias universidades en purificación del biogás (aumento el % de metano, reducción del CO2 o eliminación de siloxanos). Diferentes ponentes de las universidades de Girona, Valladolid o Autónoma fueron desarrollando sus propuestas todavía incipientes, como la utilización de microalgas y comunidades bacterianas para aumentar mediante fotosíntesis la producción de metano, consiguiendo una pureza de hasta un 95%.

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Algas. Imagen de Renogalia

La propuesta de Jesús Colprim, del LEQUIA, sobre pilas bioelectroquímicas merece un capítulo aparte por su originalidad y potencial futuro.

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Pila bioelectroquímica. Imagen de LEQUIA

Finalmente, por la tarde se desarrollaron las ponencias relacionadas con el mundo empresarial. En la primera Pilar Icaran de AQUALIA nos explicó de forma amena el proyecto SMART Green Gas (no exento de polémica entre la ponente y un activo participante del público) relativo a la generación y aplicación de biocombustibles para coches.

A continuación Àngel Freixó, de CREATECH360, insistió en la necesidad de la rentabilidad económica para que los proyectos de codigestión y producción de biogás tengan credibilidad. Además, remarcó los dos factores clave para obtener un biogás de calidad: conseguir un enriquecimiento (pasar de CO2 a metano) y purificación (aumentar el % de metano en la mezcla final) óptimos.

El tercer ponente de la tarde, el Sr. Arescopachaga, explicó las diferentes líneas de actuación del incipiente proyecto COSIN. También nos habló de la necesidad de un estándar unificado europeo sobre la inyección de gas en la red.

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La explicación de diferentes proyectos hechos realidad en la industria cerró las ponencias empresariales de la mano de Joaquín Reina, de Energy & Waste S.L.

En definitiva, una jornada muy provechosa, bien organizada y dinámica. La tercera línea es la pieza que me faltaba a mi esquema global de procesos de depuración de aguas residuales. Un nuevo camino abierto para seguir aprendiendo y quien sabe si aplicarlo en un futuro…

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Tres acontecimientos de Diciembre: Tesis, Foro y Seminario

A partir de hoy hasta el viernes se llevan a cabo por parte del LEQUIA e ICRA una serie de actos en el marco de la depuración y potabilización.

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Miércoles 14

La tesis Decision-support for adaptive and sustainable urban wastewater system management in the face of uncertainty, de Antonia Hadjimichael y que se presentará en el Parc Científic i Tecnològic de la UdG.

Una oportunidad para aprender sobre cómo nos podemos adaptar a la hora de tomar decisiones en contextos de incertidumbre. La creciente irregularidad de las precipitaciones en nuestro país así como el periodo de sequía hidrológica actual, obligan a actuar en este sentido. Las herramientas de apoyo a la toma de decisiones por una mejor gestión de los sistemas de saneamiento son un buen ejemplo.

Jueves 15

El II Foro LEQUIA de transferencia tecnológica en el campo del agua, donde se presentarán los nuevos avances en purificación de biogás, con casos prácticos, potencial de aprovechamiento energético, etc.

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Ante el ahorro energético que proporcionan los sistemas anaerobios de depuración ligados a la producción de biogás, es de sentido común potenciar su aprovechamiento. En este foro se presentarán las principales novedades.

Viernes 16

El seminario Determinación de los rendimientos de eliminación de microcontaminantes en el proceso de EDR en la ETAP del Llobregat, del Dr. Wolfgang Gernjak en la sala de actos del ICRA.

Los microcontaminantes son sustancias tóxicas a muy bajas concentraciones, persistentes en el tiempo y con una alta capacidad de acumulación en los seres vivos. Gracias a los mayores niveles de detección de los aparatos de medición y análisis, es un campo donde se está empezando a dedicar amplios esfuerzos para su detección y eliminación del agua.

Hay tres grandes grupos de microcontaminantes:

· Los farmacéuticos y de higiene personal (antibióticos, hormonas, medicamentos, etc.)

· Los de origen agropecuario (pesticidas, fertilitzantes, etc.)

· Los industriales o domésticos (detergentes, pinturas, lubricantes, etc.)

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Carbón activo para la eliminación de microcontaminantes

Actualmente hay una directiva europea relativa a estos contaminantes emergentes. Ser un concepto de desarrollo incipiente unido a la creciente preocupación social lo convierte en uno de los campos con mayor potencial futuro.

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