EL PAPEL DE LA BIOINDICACIÓN EN EL ESTUDIO DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS

El objetivo principal de una depuradora convencional de aguas residuales urbanas es la degradación de la materia orgánica presente en el influente. Ello se realiza por fases en las que normalmente existe un pretratamiento y un tratamiento de tipo físico, para posteriormente pasar por un proceso de depuración biológica llamado tratamiento secundario. En este tratamiento biológico se produce la asimilación de la materia orgánica a partir de un proceso de floculación y metabolización selectiva de nutrientes, en el que interviene un cultivo microbiológico constituido principalmente por bacterias.

Dentro de este sistema, en el que el oxígeno es el principal parámetro implicado en la disminución de los residuos orgánicos, las bacterias son las verdaderas responsables de la estabilización de la materia orgánica y de la floculación, pero no por ello es menos importante el papel desarrollado por los protozoos.

El ecosistema depurador y sus implicaciones prácticas

La estructura de un ecosistema se puede subdividir en dos apartados, por una parte el conjunto de factores ambientales de una determinada zona (llamada biotopo), compuesto por el O2,  recirculación y las características físico-químicas del agua residual de entrada. Por otra parte, está compuesto por la comunidad de los seres vivos que habitan en él (llamada biocenosis), compuesta en el caso de una depuradora por los descomponedores (bacterias, hongos y flagelados) y los consumidores (ciliados, flagelados, rizópodos y pequeños metazoos), que establecen relaciones de competencia intra- e interespecífica  por el alimento y la depredación.

El conjunto de las curvas de crecimiento de los estos organismos interaccionan evolucionando en el tiempo. Tomando como base la composición del agua residual y las condiciones operacionales y ambientales, se generan interacciones tróficas de número variable en función de las características de cada E.D.A.R.

Estructura del ecosistema

En el ecosistema de fangos activos, la producción de biomasa juega un papel fundamental en el proceso de flujos de energía y ciclado de nutrientes. La mayor parte de biomasa se corresponde con las bacterias, siendo los protozoos  aproximadamente el 5% del peso seco del licor mezcla jugando un papel muy importante.

Se trata de relaciones ecológicas, con las que se consigue la estabilización de la materia orgánica por oxidación biológica. El resultado neto de la sucesión es un incremento de la simbiosis entre las especies, la conservación de nutrientes, el aumento en la información contenida y un aumento de la estabilidad. Sin embargo, fenómenos como la tensión nutricional y otros, pueden impedir a una comunidad alcanzar el nivel máximo de madurez, manteniéndose el ecosistema en estados intermedios o incluso inferiores de desarrollo. Esta circunstancia es muy común en una E.D.A.R, ya que la concentración de materia orgánica siempre es elevada,  llegando incluso a computarse vertidos industriales, y en la que, en consecuencia, se desarrolla una microfauna de baja diversidad y alta densidad para esas pocas especies. En una depuradora siempre hay que tener en cuenta que las operaciones siempre van encaminadas al control de calidad y no a la producción de biomasa. Por lo tanto, en cada estación depuradora nos encontraremos con una diversidad distinta, entendida ésta como una expresión de la estructura que resulta de las formas de interacción entre los elementos de un sistema, que vendrá impuesta por las necesidades operacionales y depuradoras de cada E.D.A.R. Los grupos biológicos más influyentes en el tratamiento secundario de una depuradora son bacterias, protozoos y pequeños metazoos.

Estos grupos de organismos reaccionan, junto con la materia orgánica del medio, formando estructuras ecológicas de menor tamaño, con capacidad tanto depuradora, como diferenciadora de fases. Estas estructuras ecológicas mínimas se denominan flóculos. Un flóculo está compuesto por materia orgánica, bacterias filamentosas y formadoras de flóculo y constituye, en sí mismo, el núcleo de la depuración.

El estudio del flóculo (estructura, compactación, etc.) genera información sobre su desarrollo y sobre la población de bacterias filamentosas, lo que permite diagnosticar y prever el estado y rendimiento del proceso. La concentración de bacterias filamentosas que se encuentran en el flóculo es fundamental, ya que crea el entramado sobre el que se asientan el resto de componentes floculares. Un descenso excesivo en la concentración de filamentos, provoca un debilitamiento y rotura del flóculo, que al ser agitado en el reactor, se rompe y escapa con el efluente en forma de microflóculo. En el caso contrario, una concentración elevada provoca un aumento de la superficie flocular, lo que dificulta la decantación y promueve la liberación de sólidos con el efluente.

Los estudios de bioindicación

Los argumentos anteriores muestran por qué cada día cobran más importancia dentro de la analítica de las aguas residuales los estudios de bioindicación. Estos aportan una información muy importante y complementaria a la analítica fisico-química del agua sobre el propio proceso de la depuración.

El grado de madurez de un fango se puede apreciar observando la aparición o desaparición de los distintos grupos de bacterias, protozoos y macroinvertebrados presentes en él .

A nivel ecológico, el estudio de este ecosistema bajo condiciones de estrés, aporta una información valiosísima ante una situación de desequilibrio (ambiental, operacional o variaciones del influente).

Por lo tanto, para un buen control de las estaciones depuradoras, el estudio microscópico de los fangos activos supone una gran ayuda, ya que aporta una visión inmediata de las condiciones imperantes. El conocimiento de la estructura en especies de la microfauna puede resultar un instrumento diagnóstico que añadir al conjunto de eficiencia de la depuración biológica.

Las figuras siguientes muestran algunos ejemplos de análisis flocular en las aguas residuales.

Aspecto de la unidad básica de depuración, el flóculo. Muestra In vivo. 200x. Contraste de fases. Fuente GBS (Grupo Bioindicación Sevilla)

 

Distintos géneros de protistas, presentes en fangos activos con buenas calidades de depuración. Fuente: GBS (Grupo Bioindicación Sevilla)

 

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