Las aguas residuales son efluentes l\u00edquidos altamente contaminantes producto de diferentes procesos y actividades dom\u00e9sticas e industriales que causan impactos ambientales al recurso h\u00eddrico y suelo, en caso de no ser dispuestos adecuadamente. As\u00ed mismo, representan una amenaza para los seres vivos debido a su alta toxicidad. Las propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas del agua del cuerpo receptor, el cual es aprovechado para consumo humano y diferentes sistemas productivos, dependen de la naturaleza de las aguas residuales y los tratamientos utilizados para su depuraci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud \u2013 OMS (2020),<\/p>\n\n\n\n
La escasez cada vez mayor de las aguas dulces debido al crecimiento demogr\u00e1fico, a la urbanizaci\u00f3n y, probablemente, a los cambios clim\u00e1ticos, ha dado lugar al uso creciente de aguas residuales para la agricultura, la acuicultura, la recarga de aguas subterr\u00e1neas y otras \u00e1reas. (p\u00e1rr. 1)<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n
En este orden de ideas, se han desarrollado tecnolog\u00edas y tratamientos convencionales y no convencionales, los cuales poseen una efectividad particular, en funci\u00f3n de su origen y del sector que va a dar uso a las aguas residuales.<\/p>\n\n\n\n
Los tratamientos convencionales de aguas residuales como coagulaci\u00f3n, floculaci\u00f3n, desinfecci\u00f3n, filtraci\u00f3n y ozonizaci\u00f3n han sido empleados para evitar afectaci\u00f3n a las comunidades y a los ecosistemas y en un caso espec\u00edfico, para que el agua pueda ser reutilizada en el riego agr\u00edcola (Veliz et al., 2016). Para determinar la viabilidad de recirculaci\u00f3n de aguas en los sectores industriales, se han tenido en cuenta criterios de abastecimiento de agua, par\u00e1metros m\u00ednimos de calidad para procesos productivos y secundarios, los tratamientos de aguas residuales empleados y la caracterizaci\u00f3n de los efluentes (R\u00edos et al., 2011).<\/p>\n\n\n\n
Seg\u00fan S\u00e1nchez y Garc\u00eda (2018), en las zonas rurales de Am\u00e9rica Latina y el Caribe el tratamiento de las aguas residuales es del 34% (de acuerdo con la UNESCO en un informe del a\u00f1o 2017) utilizando las fosas s\u00e9pticas o pozos s\u00e9pticos como tratamiento primario. Frente a dicho tratamiento, dichos autores indican que es necesario realizar un proceso previo, en este caso la oxidaci\u00f3n avanzada, con el fin de aumentar el \u00edndice de biodegradabilidad de los efluentes que presentan una combinaci\u00f3n entre aguas residuales dom\u00e9sticas y aguas residuales industriales sin un tratamiento anterior, toda vez que las fosas s\u00e9pticas presentan inconvenientes al depurar altas cargas contaminantes. Por su parte, el Estudio Nacional del Agua del a\u00f1o 2018, tiene un reporte de 352 municipios en Colombia con plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) convencionales, 31 m\u00e1s que el a\u00f1o 2014, sin embargo, no reporta cu\u00e1ntos municipios cuentan con sistemas primarios, secundarios o terciarios espec\u00edficamente. En estos sistemas se trata los vertimientos y descargas puntuales y difusas de acuerdo con los diferentes usos del agua en las cuencas hidrogr\u00e1ficas (Ideam, 2019). Seg\u00fan el DNP (2020), en Colombia solo el 42 % de las aguas residuales urbanas son tratadas. Por esto, y de acuerdo con la Agenda 2030 sobre los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), se espera el 68 % de tratamiento bajo el enfoque de econom\u00eda circular a trav\u00e9s de una pol\u00edtica p\u00fablica.<\/p>\n\n\n\n
Para que los tratamientos como la oxidaci\u00f3n avanzada o la filtraci\u00f3n por membranas sean m\u00e1s efectivos, Rubio et al. (2013) proponen que sean empleados en conjunto con tratamientos biol\u00f3gicos. Sin embargo, reconocen que son insuficientes para depurar contaminantes org\u00e1nicos emergentes (COE), tales como las sustancias bioacumulables, persistentes y t\u00f3xicas, debido a su complejidad y alto riesgo para los seres vivos. En Colombia se han llevado a cabo estudios alrededor de los COE o microcontaminantes que llegan a las fuentes h\u00eddricas por diversas razones. Jim\u00e9nez-Bambague et al. (2020) realizaron una investigaci\u00f3n denominada \u201cEliminaci\u00f3n de compuestos farmac\u00e9uticos presentes en el agua residual dom\u00e9stica mediante un tratamiento primario avanzado\u201d en la PTAR que tiene como fuente receptora el R\u00edo Cauca en Cali (Colombia). En los resultados se evidenci\u00f3 una eficiencia de eliminaci\u00f3n inferior a 30 % en la mayor\u00eda de los compuestos analizados, dentro de los cuales los analg\u00e9sicos y los antiinflamatorios ostentaron mejor eficiencia. Dos a\u00f1os antes tambi\u00e9n se realiz\u00f3 una investigaci\u00f3n similar en la misma zona de estudio, en la cual se identific\u00f3 que los compuestos \u201cCBZ-Diol, ibuprofeno, gemfibrozilo, naproxeno, paracetamol, sulfametoxazol, las estronas, 4-INF y BPA, son prioritarios por su presencia y concentraci\u00f3n\u201d en el r\u00edo Cauca (Madera-Parra et at., 2018, p. 484).<\/p>\n\n\n\n
Debido a las limitaciones para tratar contaminantes, se han propuesto tratamientos no convencionales para depurar las aguas residuales dom\u00e9sticas e industriales. Un ejemplo son los tratamientos biol\u00f3gicos, los cuales, en un inicio, eran empleados para eliminar la materia org\u00e1nica de las aguas residuales; sin embargo, migraron a la oxidaci\u00f3n de nitr\u00f3geno amoniacal y a la eliminaci\u00f3n de f\u00f3sforo (Ferrer et al., 2018).<\/p>\n\n\n\n
Otro tratamiento es realizado con las macr\u00f3fitas flotantes, las cuales han sido ampliamente utilizadas para la remoci\u00f3n de contaminantes provenientes de aguas residuales tanto dom\u00e9sticas como industriales, conoci\u00e9ndose este proceso como fitorremediaci\u00f3n. Se ha facilitado su uso en zonas rurales debido al bajo costo de instalaci\u00f3n y al bajo consumo energ\u00e9tico, en comparaci\u00f3n con otros sistemas de tratamiento (Martelo y Lara, 2012). Por otro lado, las microalgas son de gran inter\u00e9s biotecnol\u00f3gico y comercial toda vez que son un sistema que, por su capacidad de habitar diferentes ambientes acu\u00e1ticos y latitudinales, se convierten en la soluci\u00f3n en t\u00e9rminos de alimento, producci\u00f3n de biocombustible y depuraci\u00f3n de aguas residuales, entre otros (Colorado et al., 2013).<\/p>\n\n\n\n
Recientemente, las soluciones con base en la naturaleza (NBS por sus siglas en ingl\u00e9s) han tomado mucha fuerza para dar frente a problem\u00e1ticas ecol\u00f3gicas, sociales y econ\u00f3micas. De acuerdo a la Uni\u00f3n Internacional para la Conservaci\u00f3n de la Naturaleza (IUCN por sus iniciales en ingl\u00e9s) definen las NBS como \u201cacciones para proteger, manejar sosteniblemente y restaurar ecosistemas naturales o modificados, que abordan retos sociales efectiva y adaptadamente, simult\u00e1neamente proporcionando beneficios para los seres humanos y la biodiversidad\u201d (IUCN, s.f. p. 1).<\/p>\n\n\n\n
De acuerdo con lo anterior, ciudades de Europa han abordado el manejo de las aguas residuales urbanas desde las NBS, a partir de tres enfoques: manejo de aguas lluvias, nexo agua-alimento-energ\u00eda y el control de la contaminaci\u00f3n h\u00eddrica. Teniendo como base la revisi\u00f3n de diferentes estudios y proyectos, se han construido humedales artificiales para manejo de aguas provenientes del sector residencial, energ\u00e9tico, agr\u00edcola y forestal con el fin de remover nutrientes y contaminantes a trav\u00e9s de las ra\u00edces de las plantas (Oral et al., 2020).<\/p>\n\n\n\n
El grupo de investigaci\u00f3n de la Universidad Cat\u00f3lica de Manizales encargado de liderar esta compilaci\u00f3n ha contribuido a la discusi\u00f3n de los tratamientos de aguas residuales dom\u00e9sticas e industriales, tanto convencionales como no convencionales. En este caso, este libro tiene como finalidad compilar resultados de diferentes procesos investigativos de los docentes realizados a partir de tratamientos no convencionales.<\/p>\n\n\n\n
En cada cap\u00edtulo se presenta un m\u00e9todo diferente de tratamiento: utilizaci\u00f3n de pasto Vetiver, humedales artificiales subsuperficiales, tratamientos de lixiviados y tratamientos con microalga-bacteria, en los que se hace una descripci\u00f3n general del m\u00e9todo, as\u00ed como una descripci\u00f3n del proceso metodol\u00f3gico, los resultados y las conclusiones.<\/p>\n\n\n\n
En el primer cap\u00edtulo se hace referencia al desempe\u00f1o versus remoci\u00f3n de carga org\u00e1nica en humedales artificiales subsuperficiales horizontales y verticales para agua residual dom\u00e9stica en el que se parte de un contexto te\u00f3rico para profundizar en algunos casos de tratamientos en el departamento de Risaralda, en este se tienen en cuenta tratamientos con humedales de flujo subsuperficial tanto horizontal como vertical.<\/p>\n\n\n\n
En el segundo cap\u00edtulo se realiza una descripci\u00f3n del efecto del pasto Vetiver y la Typha latifolia para la depuraci\u00f3n de aguas residuales dom\u00e9sticas en humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical en condiciones tropicales. Se hace un recorrido te\u00f3rico de la utilizaci\u00f3n de diferentes macr\u00f3fitas para el tratamiento del agua residual; as\u00ed mismo, se plantea un caso de estudio realizado en la Fundaci\u00f3n Ni\u00f1os de los Andes, ubicada en el municipio de Manizales, donde los investigadores realizaron un an\u00e1lisis de la respuesta de este tipo de humedales.<\/p>\n\n\n\n
El tercer cap\u00edtulo ilustra el dise\u00f1o de prototipos para humedales construidos de flujo subsuperficial, igualmente se hace un recorrido te\u00f3rico de los tipos de humedales y los diferentes prototipos para culminar en un dise\u00f1o propio de los investigadores, basados en la toma de datos de una situaci\u00f3n real.<\/p>\n\n\n\n
El cuarto cap\u00edtulo habla sobre tratamientos de lixiviados en rellenos sanitarios, en el que se hace inicialmente un recorrido te\u00f3rico, para posteriormente entrar a un estudio de caso del relleno sanitario La Esmeralda, ubicado en el municipio de Chinchin\u00e1, Caldas. En este cap\u00edtulo se hizo una b\u00fasqueda minuciosa de las ventajas y desventajas de los diferentes tipos de tratamientos de lixiviados y posteriormente se describe el trabajo propio realizado por los investigadores.<\/p>\n\n\n\n
El quinto cap\u00edtulo est\u00e1 relacionado con el sistema microalga-bacteria, en el que a partir de un an\u00e1lisis te\u00f3rico se plantea un estudio de caso experimental para el tratamiento de agua residual de la Universidad Cat\u00f3lica de Manizales.<\/p>\n\n\n\n
Dentro de las principales conclusiones se hall\u00f3 que los m\u00e9todos avanzados para el tratamiento de agua residual han ido evolucionando. Las macr\u00f3fitas han generado un gran aporte a dichos tratamientos, siendo el pasto Vetiver uno de los m\u00e1s estudiados en los \u00faltimos tiempos. La construcci\u00f3n de humedales artificiales genera remoci\u00f3n significativa de contaminantes y su eficiencia depende del tipo de humedal superficial vertical u horizontal, y tambi\u00e9n del \u00e1rea de construcci\u00f3n, generando una mayor eficiencia en aquellos cuya \u00e1rea es mayor. Frente a los lixiviados se concluye que, en general, los procesos biol\u00f3gicos tienen mejor respuesta para el tratamiento de DBO\/DQO; los procesos f\u00edsicoqu\u00edmicos tienen sobresaliente tendencia en la aplicaci\u00f3n de lixiviados estandarizados, sin embargo, el m\u00e9todo de microalga-bacteria se consider\u00f3 muy eficiente logrando una remoci\u00f3n de m\u00e1s del 90 %.<\/p>\n\n\n\n
Gloria Yaneth Fl\u00f3rez Yepes
Alejandro Rinc\u00f3n Santamar\u00eda
Vladimir Henao C\u00e9spedes<\/em><\/p>\n\n\n\n<\/p>\n\n\n
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