En Colombia apenas el 14% de los hogares rurales cuenta con servicio de alcantarillado. Los pozos sépticos son la principal opción para manejar las aguas residuales. Investigadores de Uninorte proponen una solución más ecológica, fácil de implementar, económica y eficiente.

Responsive Image
Responsive Image

Quien se acerque por los linderos del Parqueadero 12 de la Universidad del Norte se encontrará con una serie de cinco tanques negros dispuestos en forma escalonada, que dan la impresión de una huerta orgánica hippie o de algún experimento de estudiantes de biología. Tres de los tanques están “adornados” con plantas y todos se interconectan a través de tubos de PVC. Se trata, en realidad, de un prototipo para el tratamiento de aguas grises que podría convertirse en una solución barata y eficiente para miles de hogares rurales colombianos.

Andrea Monroy-Licht, profesora del Departamento de Química y Biología de Uninorte e investigadora en el Doctorado en Toxicología Ambiental, es una de las creadoras de este prototipo. En 2008, cuenta, “en Colombia apenas un 10% de las aguas residuales recibían un adecuado tratamiento. Diversas políticas y esfuerzos a todo nivel lograron que para 2020 esa cifra ascendiera a 48%”. Ese es un buen logro para los que ven el vaso medio lleno. Pero para los que ven el vaso medio vacío, como ella, significa que el 52% de las aguas que contaminamos los colombianos día tras día, millones de litros, fluyen hacia nuestros ríos, ciénagas, caños o se filtran en el suelo.

Y un problema adicional que no se puede dejar fuera de esta ecuación: “existe una brutal brecha entre las zonas rurales y las ciudades”. En Atlántico, por ejemplo, un 85% de las zonas urbanas cuentan con sistemas de tratamientos de aguas residuales, pero sólo el 14% de las zonas rurales. Un fenómeno que se replica en todos los departamentos.
Este problema o brecha llamó la atención de Andrea Monroy y del profesor e ingeniero Carlos Pacheco Bustos. Ambos tenían claro que es imposible pensar en resolver este problema construyendo por todos lados Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales o PTAR. Aunque útiles para limpiar agua contaminada, las PTAR implican una gran inversión de dinero en la construcción de obras bastante voluminosas y en la implementación de procesos biológicos y químicos complejos.

Para una población dispersa, como las que habitan zonas rurales de Colombia, las PTAR son simplemente una fantasía. Por otro lado, los tanques sépticos, cajas de cemento o de concreto, pueden costar unos dos millones de pesos mientras los tanques “Imhoff”, que combinan dos cámaras de tratamiento, rondan los 4 a 5 millones. Ambos casos exceden las posibilidades de miles de campesinos.
Responsive Image

Número de municipios por rango en cálculo de coberturas incluyendo soluciones alternativas acueducto a nivel rural - 2020.
Fuente: elaboración propia, datos SUI 2020.

La dupla de investigadores concentró la búsqueda de soluciones en sistemas alternativos como los humedales artificiales. Sabían muy bien que desde hace más de tres décadas se ha experimentado con modelos que incluyen plantas y bacterias que hacen el trabajo de “barrenderos” hasta dejar el agua libre de sustancias contaminantes. Por ejemplo, en 1997 en Los Ángeles, California, el ecólogo Barry Antonio Costa-Pierce propuso tratar aguas residuales usando sistemas de acuicultura con plantas como jacintos de agua y espinacas de agua china, energía solar y humedales.

Siguiendo esta misma tradición, Andrea Monroy investigó, para su tesis, sobre plantas macrófitas para descontaminar
tanto elementos orgánicos como inorgánicos. Varias especies de plantas tienen la capacidad de remover metales pesados como mercurio, plomo, cadmio, metaloides como arsénico, y también nitratos, fosfatos y sulfatos, cuyo exceso en aguas pueden llevar a procesos de eutrofización.

Por su parte, Carlos Pacheco exploró posibilidades con materiales de bajo costo o reciclados de los procesos agrícolas, que están al alcance de los hogares rurales colombianos como grava, arena, tubos de PVC y tanques. Combinando los hallazgos de ambos, surgió el bio-prototipo para tratar aguas grises de un hogar (estas no incluyen las provenientes de sanitarios).
“El diseño empleado simula los procesos físico-químicos y microbiológicos de cualquier planta de tratamiento de aguas residuales, pero a un costo mínimo”, resalta el profesor Pacheco.

El prototipo está conformado por un tanque inicial donde se realiza un primer proceso básico de filtración de un 30% de la materia orgánica. A este le siguen otros dos tanques donde se potencia la interacción de plantas y microorganismos y se remueve un 60% de la materia orgánica. En un cuarto tanque se remueve la materia inorgánica a través de plantas macrófitas. En el quinto y último tanque ocurre un proceso de desinfección y cloración permitiendo que el agua que llega a este punto pueda ser usada para riego
Responsive Image

Esquema de la metodología a seguir en cada paso del tratamiento y ubicación de los puntos de muestreo (identificados con la letra M) seleccionados para la toma de muestras para análisis de laboratorio del agua de tratamiento.

Al comparar parámetros como turbiedad, color aparente, oxígeno, sólidos suspendidos y parámetros microbiológicos entre el agua de ingreso al sistema versus el agua a la salida, los investigadores han detectado una eficiencia alrededor del 90%. En ese nivel de purificación, que cumple con la normatividad actual, el agua puede ser usada para riego.
Responsive Image
Responsive Image
Responsive Image

Profesores trabajando en el prototipo para el tratamiento de aguas grises.

 “El proyecto se inspira en los procesos biológicos 

que suceden en los humedales naturales, en donde se combinan las habilidades de las bacterias y de las plantas macrófitas. Estamos aprovechando la capacidad metabólica de estos organismos de transformar materiales orgánicos que para nosotros son desechos, pero para ellos son fuente de energía. Este es uno de los ejemplos de tratamientos biológicos conocidos como Biorremediación, los cuales se potencian como alternativas verdes a problemas complejos”, anota Andrea Monroy.

Alexandra Cerón, profesora e investigadora del Departamento de Ingeniería Ambiental de la Universidad Pontificia Bolivariana de Bucaramanga, cree que sus colegas “han presentado una buena alternativa para solucionar el manejo de aguas residuales en el campo colombiano” pero considera que no se pueden perder de perspectiva algunos obstáculos en este tipo de propuestas. En primer lugar, dice, “hay que tener en cuenta en qué casos aplicaría y en cuáles no”. Por ejemplo, la aparición de mosquitos en los tanques abiertos y con plantas acuáticas son un riesgo para muchas zonas del país.
Frente a esta preocupación, Monroy responde que en las pruebas iniciales en Barranquilla no han detectado un aumento significativo de mosquitos pero piensan que en zonas de mayor concentración se podría integrar el uso de repelentes naturales.

Pero quizás la mayor barrera que anticipa la profesora Cerón es cultural: “Hay que ver si una comunidad rural está dispuesta a implementar esto. Convencer a la gente que cambie algo que ya tiene por algo nuevo no es tan fácil. Además, para muchas personas en el campo el manejo de esas aguas grises ni siquiera representa un problema”.

Por lo pronto y antes los buenos resultados obtenidos, el reto siguiente, dicen los investigadores, será implementar más pilotos y lograr el interés de personas dispuestas a construir sus propios prototipos, poner a prueba la tecnología y ayudar a expandirla, inicialmente en la región Caribe.