¿La depuración con lagunaje de aguas residuales como solución a la escasez de agua en ecosistemas lenticos? Caso de la Mancha Húmeda

INTRODUCCIÓN

Es bien sabido desde hace tiempo que una de las técnicas más eficientes para el tratamiento de aguas residuales es el lagunaje y otras técnicas que pasan por recurrir a procesos ecológicos más o menos naturales, dejando a la naturaleza “hacer”, con una baja inversión económica. Estos procesos complejos actúan a nivel físico, químico y, fundamentalmente, biológico, a través de las relaciones tróficas que se establecen entre los nutrientes y materia orgánica a depurar y los microorganismos y plantas macrófitas, como el carrizo o eneas, que en estos ambientes crecen.

Estas técnicas se han venido utilizando para el tratamiento de aguas procedentes de pequeños núcleos urbanos o rurales, dada la baja inversión que requieren estas instalaciones y la necesidad de una superficie considerable de espacio para su funcionamiento. Además, los núcleos de menor población tienen menores exigencias en cuanto a la calidad del agua depurada.

Como decíamos, el ahorro de dinero en estos sistemas de depuración es considerable ya que, en ellos, la fuente de energía principal es la energía solar. Esta energía se encarga de hacer crecer organismos autótrofos que absorberán nutrientes existentes en el agua, como los nitratos y fosfatos, e introducirán oxígeno al sistema.

Este sistema actúa, entonces, sin la energía que se requiere en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR de aquí en adelante) convencionales, necesaria para, entre otras cosas, la oxigenación del agua requerida para la depuración con lodos activados, fase típica del tratamiento secundario de las aguas residuales.

Esta depuración mediante lagunaje se puede emplear vertiendo los efluentes a un humedal artificial expresamente creado para ello o vertiéndolo en un humedal natural. Esta última técnica es la que se utiliza de forma generalizada en Castilla la Mancha, en la comarca de La Mancha, generalmente tras el tratamiento primario y secundario de las aguas en EDARs, actuando el lagunaje, por tanto, como un postratamiento.

Algunos de los procesos de depuración que tienen lugar en estos sistemas son la sedimentación de sólidos en suspensión, adsorción de nutrientes en los sedimentos y el consumo de materia orgánica por los microorganismos, disminuyendo así el valor de uno de los parámetros más importantes a reducir en la depuración, la DBO (demanda bioquímica de oxígeno).

Se ha estimado que, en el año 2010, la depuración natural de aguas residuales que tiene lugar en los humedales de Castilla la Mancha supuso un ahorro de hasta 1.500 euros por hectárea de humedal en la reducción de nitrógeno, más de 300 euros por hectárea y año en la reducción de materia orgánica, y unos 250 euros por hectárea y año en la reducción de fósforo (Florín et al, 2018).

En total, en toda la región, supuso un ahorro de 10 millones de euros tan solo en lo que concierne a la reducción del contenido en materia orgánica, nitrógeno y fósforo.

.

¿POR QUÉ PREOCUPARSE POR LOS HUMEDALES?

Como decíamos, existe una cierta tendencia a utilizar los humedales naturales para el vertido de los efluentes de las EDARs. Para comprender los efectos que esta actuación puede tener sobre aquellos, hemos primero de preocuparnos por entender el funcionamiento y composición de estos ecosistemas.

Las lagunas españolas son, probablemente, las mas valiosas de toda Europa, en parte por su variabilidad temporal y espacial pero, además, por otros dos motivos (Florín et al, 1999):

.

• El ritmo de pérdida de estos hábitats en España ha sido menor debido a su menor desarrollo económico y menor densidad de población

• La privilegiada situación de España en mitad de varias rutas migratorias de distintos organismos

.

La primera consideración a tener en cuenta es que los humedales castellano manchegos son considerados como “hot-spots” para la biodiversidad (Florín & Montes, 1999). En la Mancha Húmeda se resguardan algunas comunidades de flora de extremo interés como la flora de humedales salinos, con varios hábitats de interés incluidos en la Directiva de Hábitats. Entre otras, destacan especies raras como la hierba acuática Althenia orientalis, acompañada a veces de la Ruppia drepanensis. Estas dos plantas se adaptan a los estiajes produciendo gran cantidad de semillas que quedan conservadas en los sedimentos del humedal esperando un nuevo periodo de inundación.

En cuanto a la entomofauna, destacan escarabajos carábidos como el endemismo ibérico Orthomus expansus, Cicindela maroccana y Harpalus microthorax, escarabajos habitantes de las orillas de estos humedales manchegos.

Algunas de estas comunidades se consideran por los especialistas como únicas en Europa Occidental y comparables sólo a las de otros complejos de humedales del mundo, situados en zonas tan lejanas como Asia central (Florín et al, 2018).

En este sentido, ya el famoso ecólogo Ramón Margalef apreció la rareza de algunas especies a mediados del siglo XX:

“Ahora resta ocuparnos de las aguas atalasohalinas continentales. Las que tienen mayor importancia en España son las existentes en las cuencas endorreicas de la meseta manchega, de Aragón, y, más cerca de nosotros, del Urgel. Conservo imborrables los recuerdos de una excursión solitaria que realicé por tierras de Don Quijote para estudiar estas aguas…. La presencia de grandes crustáceos branquiópodos, de hasta 22 mm de largo, que pululaban en las aguas saladas de las lagunas, y que sabía inéditos en España y reveladores de afinidades insospechadas con el Asia Central, mantenían mi ánimo en una tensión tal, que….”

Se refería a especies como los crustáceos Arctodiaptomus salinus, Branchinecta orientalis y Alona salina.

.

Imagen 1: Algunas lagunas manchegas con aportes de aguas residuales (señaladas las EDAR en azul)

Fuente: Google Maps

.

Si nos centramos más en los procesos ecológicos y comunidades, podremos apreciar raras comunidades de tapetes microbianos, formadas por cianobacterias como Coleofasciculus chthonoplastes.

Estos tapetes microbianos son unas comunidades formadas por microorganismos adaptados a ambientes extremos, de gran salinidad y/o de alternancia de periodos secos y húmedos. Los estromatolitos que hoy podemos observar en algunas partes del mundo se formaron por la actividad de tapetes microbianos como éstos hace miles de millones de años, lo que convierte a los tapetes actuales en comunidades incluso más valiosas.

Se dice que en las lagunas manchegas se albergan las últimas comunidades de tapetes microbianos bien conservadas, tras su desaparición de la Laguna Salada de Chiprana (Zaragoza) a causa de la eutrofización (Florín, 1999).

En cuanto a su régimen hídrico, decir que los humedales manchegos (exceptuando las Lagunas de Ruidera, cuyo origen e hidrogeología son diferentes) se caracterizan por la alternancia de periodos de inundación y periodos de estiaje, que pueden llegar incluso a secar por completo el vaso lagunar. Esto se debe al endorreismo característico de estos ecosistemas (los humedales cuya formación radica en el afloramiento de las aguas subterráneas han desaparecido en la zona, debido a la sobreexplotación de acuíferos). Esta característica, que a priori podría parecer que le resta interés ecológico, por el contrario, le confiere un valor incluso mayor, ya que las especies que en ellos habitan se habrán especializado para adaptarse a estas condiciones tan cambiantes.

.

UN EJEMPLO DE LA FRAGILIDAD DE ESTOS ECOSISTEMAS: LA LAGUNA DE ALCAHOZO

Un proceso muy sorprendente es el que aconteció en la Laguna de Alcahozo, en Pedro Muñoz (Ciudad Real). Es esta una laguna hipersalina con un régimen de inundación temporal. Se tenía constancia de la presencia de comunidades de tapetes microbianos caracterizados por la presencia de la cianobacteria Coleofasciculus chthonoplastes antes de 1993. Estos tapetes cubrían toda la superficie del vaso lagunar. Sin embargo, a partir de 1996, ya no queda ningún resquicio de esa comunidad, y han aparecido plantas de la especie Ruppia drepanensis y animales acuáticos antes ausentes, como aves.

Para comprender cuales fueron las causas desencadenantes de este cambio ecológico, se llevaron a cabo estudios del sedimento de la laguna correspondiente a las últimas décadas y estudios químicos del agua que permitieron tener una idea del régimen hídrico de la misma en épocas pasadas.

Resultó que en los años 90, una combinación de cambios de uso del suelo y de episodios de lluvias torrenciales favorecieron la colmatación de los sedimentos (y de los tapetes microbianos) bajo una capa de suelo de varios centímetros.

Parece ser que la pérdida de aportes de agua de manantial (debido a la sobreexplotación de acuíferos) que recibía dicha laguna también dificultó la supervivencia de estas comunidades de cianobacterias.

.

¿CUÁLES SON LOS EFECTOS ECOLÓGICOS DE LOS VERTIDOS?

Vista la complejidad de estos ecosistemas, cabe preguntarse si el vertido de aguas residuales tiene algún efecto pernicioso sobre los mismos.

Uno de los argumentos que se suelen emplear para defender el vertido de efluentes de EDARs en humedales naturales es que permiten mantener una mayor lámina de agua en ellos, lo que mucha gente ve como sinónimo de biodiversidad. Pero lo cierto es que, lejos de la imagen de la naturaleza prístina y exuberante que podemos tener, en el régimen hídrico de buena parte de los humedales mediterráneos lo natural son los ciclos de llenado y secado anuales, a los que las distintas especies que los habitan, muchas de ellas endémicas (y, algunas de ellas, que nunca llegaremos a conocer) se han ido adaptando.

Llama la atención que cuando se estudia la dinámica natural de los humedales mediterráneos, a efectos ecológicos, no tiene más valor un humedal inundado que uno seco (entiéndase “seco” como un estado transitorio a lo largo del año, no como un humedal “desecado”).

Considerar que es el agua lo que aporta valor a estos ecosistemas nos lleva a actuar sobre ellos para mantener una mayor lámina de agua, con aportes artificiales, lo que no hará más que modificar la química de estas aguas, causando, en el mayor de los casos, eutrofización de las aguas y la llegada de especies más generalistas, como las anátidas.

En Casado et al, 1992, se afirma que “La mayoría de las poblaciones de aves acuáticas tienen un papel mucho menos importante, en términos funcionales (biomasa y flujo de energía) que las de otros organismos realmente acuáticos: plancton, bentos, microorganismos acuáticos o macrófitos acuáticos”.

De esta situación se han aprovechado aves como el flamenco común (Phoenicopterus roseus). Esta especie, de la cual hay citas en la región desde muy antiguo, ha comenzado a proliferar aquí más recientemente.
Pasan el invierno en grandes lagos africanos, habiendo migrado tradicionalmente hacia humedales como Doñana o la Camarga francesa para la estación estival. Estos y otros humedales tienen unas características muy diferentes a las de las lagunas de la Mancha en cuanto a su régimen hídrico.

Y a pesar de esto, desde los años 80 se viene observando un aumento de las poblaciones de esta ave. Parece que su hábitat invernal africano se está viendo degradado debido, en parte, al cambio climático. Pero lo curioso es que, en La Mancha, los flamencos eligen los humedales receptores de aguas residuales. Estos aportes favorecen la disponibilidad de unas condiciones (profundidad de agua, duración de la inundación y disponibilidad de alimento) más propicias para la especie, en detrimento de otras especies que se ven perjudicadas por la actividad y presencia del flamenco.

El estado de la vegetación también se verá modificado. Así, las plantas macrófitas sumergidas se ven favorecidas en lagunas con alternancia de periodos húmedos y secos. Esto es así porque en los momentos secos, la producción de sulfuros fruto de condiciones anaeróbias se ve paralizada. Además, las condiciones de anoxia favorecidas por una inundación permanente con aguas eutróficas tampoco son propicias para el crecimiento de aquellas plantas.

Se entiende entonces cómo los humedales que reciban aportes de aguas residuales tenderán a una sustitución de las macrófitas por fitoplancton, favorecido además por unas aguas que pasarán de un estado oligotrófico a uno eutrófico.

.

OTRO PROBLEMA MÁS: EL BOTULISMO

Otro de los problemas que está asociado a los humedales abastecidos con aguas residuales es el de los brotes de botulismo. El botulismo es una enfermedad producida por la ingestión de la toxina generada por la bacteria Clostridium botulinum. Esta bacteria se desarrolla en ambientes anaerobios, como lo son las lagunas con aportes de aguas residuales, cuyo contenido en materia orgánica en suspensión y nutrientes favorecen la proliferación de organismos (eutrofización) que, al morir y ser descompuestos, disminuyen el contenido en oxígeno del medio.

Estas condiciones, hemos dicho, son idóneas para la proliferación de la bacteria. Será en los meses más cálidos, mas propicios para el desarrollo de la bacteria, en los que aparecerán brotes.

El proceso es el siguiente. Un ave muere, por cualquier causa. Si el ave ha ingerido previamente esporas de C. botulinum, en el cadáver comenzarán a proliferar las bacterias, que producirán la conocida como toxina botulínica.

Las larvas de mosca y otros organismos que se alimenten del cadáver serán, a su vez, el alimento para otras especies, como las aves, que al ingerirlas lo harán junto con la toxina, que podrá producirles la muerte.

.

Imagen 2: ciclo del botulismo aviar

Fuente: El botulismo aviar. Notas de divulgación del IREC n.º 1.

.

Además, las aves pueden transportar las esporas de la bacteria de forma que la vayan dispersando con las heces.

Esta causa de mortalidad se ha visto que puede llegar a afectar a numerosas aves, algunas de las cuales se encuentran seriamente amenazadas, como la malvasía cabeciblanca (Oxyura leucocephala), en la que un solo brote de botulismo se ha visto que puede causar la muerte del 17% de las aves presentes en algunos humedales manchegos.

Se ha estudiado cómo afectan los aportes de aguas residuales a la mortalidad de las aves y la prevalencia de botulismo. Anza et al., 2014, estudiaron durante un año tres humedales, dos en los que había aportes de aguas residuales y un control. Las bacterias Clostridium perfringens y Escherichia coli resultaron ser significativamente más abundantes en las primeras. Estas bacterias pueden causar mortalidad en las aves, lo que realimenta el ciclo de C. botulinum.

También se ha comprobado que la salinidad disminuye la probabilidad de ocurrencia de brotes de botulismo, motivo por el cual las lagunas con aportes de aguas residuales, menos salinas, pueden tener más afección.

La laguna de Veguilla, una de las lagunas del complejo lagunar de Alcazar de San Juan, recibe aportes de la EDAR de la población de Alcazar de San Juan. En verano, esos efluentes son desviados a otro humedal, para evitar precisamente la ocurrencia de brotes de botulismo en la laguna.

Otro problema añadido es que estas lagunas eutróficas son muy atractivas para ciertas aves acuáticas, que se concentran para alimentarse del abundante fito y zooplancton.

.

SEDIMENTOS Y OBRAS

Resulta que en buena parte de los proyectos de recuperación de humedales (incluidas las obras en humedales receptores de efluentes de EDARs), se hace uso de maquinaria pesada que moviliza grandes cantidades de sedimentos y tienden a ampliar o modificar el tamaño de la cubeta, sin tener en cuenta que, precisamente, el sustrato sedimentario es vital para el correcto funcionamiento del humedal. Además, semillas, huevos, esporas,… son eliminados.

Todas estas especies raras y de distribución reducida han pervivido porque se han adaptado a distintos regímenes de inundación y condiciones fisicoquímicas del agua, de modo que han evolucionado para medrar en esas condiciones de inundación/desecación. Las semillas, esporas, huevos de las especies nativas que pueblan estos humedales se encuentran depositadas en los sedimentos, habiéndose considerado que la biodiversidad de estos ecosistemas va más allá de su composición en un momento dado y reside sobretodo en los sedimentos de las lagunas (Florín, 1999).

De acuerdo a esto, cualquier alteración de los sedimentos de estos ambientes alterará por completo su biodiversidad y singularidad.

De este modo, acciones que dicen tener como finalidad la restauración de los humedales han de ser miradas con lupa. Muchas veces estas acciones no se llevan a cabo con criterios ecológicos, sino que ocultan otros fines. Otras veces, el desconocimiento hace su labor. Se podría ejemplificar esto recordando algunas actuaciones que tenían como objetivo restaurar el humedal de Las Tablas de Daimiel. Para ello se llevo a cabo la canalización del rio Cigüela para que toda el agua que a el llegase desembocase en el Parque Nacional. Sin embargo, esto tuvo como consecuencia la eliminación de aportes hídricos a humedales de las tablas del Cigüela (por la profundización y encajonamiento del cauce), así como el aumento de la permeabilidad del cauce, con la consiguiente infiltración del agua que por el discurre.

En el caso de la laguna de Alcahozo, antes mencionado, se ha comprobado como los tapetes microbianos sepultados bajo tierra pueden llegar a proliferar si se les retira dicha capa de material y se dan las condiciones para que prosperen. En este sentido, como se comenta en Florín et al, 2018:

“los propios sedimentos de la laguna conservan el germen necesario para la reversión de dichos cambios, mediante actuaciones mínimas sobre sus causas directas”.

.

.

BIBLIOGRAFÍA

Anza I., Vidal D., Laguna C., Díaz-Sánchez S., Chicote A., Florín M., Mateo R. (2014). Eutrophication and Bacterial Pathogens as Risk Factors for Avian Botulism Outbreaks in Wetlands Receiving Effluents from Urban Wastewater Treatment Plants

Casado S., Florín M., Montes C. (1992). La falsa restauración de humedales. Quercus 77: 16-18

Florín M. (1999). Funciones y valores de los humedales manchegos. Quercus 163: 10-18.

Florín M. & Montes C. (1999). Functional analysis and restoration of Mediterranean lagunas in the Mancha Húmeda Biosphere Reserve (Central Spain). Aquatic Conserv.: Mar. Freshw. Ecosyst. 9: 97–109.

Florín, M., Ubaldo, R., Velasco, A., Laguna, C,. Falomir, J.P., Chicote, A., Muñoz, E.M. Los humedales y el cambio climático en Castilla La Mancha. In Jonathan Gómez Cantero, Rodríguez-Torres A, Bustillo Holgado E. y Rodríguez Bustamante P. (2018). Estudio sobre Efectos Constatados y Percepción del Cambio Climático en el Medio Rural de Castilla-La Mancha. Propuestas de Medidas de Adaptación. Junta de Comunidades de Catilla-La Mancha.

Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos. El botulismo aviar. Notas de divulgación del IREC n.º 1.

Mateo R. El botulismo aviar: una amenaza añadida para los humedales castellano-manchegos ante el cambio climático. In Jonathan Gómez Cantero, Rodríguez-Torres A, Bustillo Holgado E. y Rodríguez Bustamante P. (2018). Estudio sobre Efectos Constatados y Percepción del Cambio Climático en el Medio Rural de Castilla-La Mancha. Propuestas de Medidas de Adaptación. Junta de Comunidades de Catilla-La Mancha

Sánchez-Ramos, D., Sánchez, G., Florín, M. Humedales de tratamiento y reutilización de aguas residuales. In Jonathan Gómez Cantero, Rodríguez-Torres A, Bustillo Holgado E. y Rodríguez Bustamante P. (2018). Estudio sobre Efectos Constatados y Percepción del Cambio Climático en el Medio Rural de Castilla-La Mancha. Propuestas de Medidas de Adaptación. Junta de Comunidades de Catilla-La Mancha.