El problema de los lodos

Desde una perspectiva global, las aguas residuales, por muy contaminadas que se encuentren, operan sobre ellas, de forma natural, fuerzas físicas, químicas y biológicas que tienden a limpiarlas. Lo único que hacemos es encauzar dichos procesos para obtener un efluente con una calidad determinada. Así pues, los problemas de la depuración de las aguas comienzan cuando aparecen los subproductos de esa depuración, es decir, cuando los lodos comienzan a ser generados. Cada gránulo de lodo esta compuesto por una mezcla muy heterogénea de diferentes especies de

bacterias, materia orgánica en forma de gel, agua atrapada y materiales inorgánicos como granos de sílice. Si bien es cierto que la cantidad de nutrientes (como nitratos y fosfatos) se encuentran en altas concentraciones, la acción de las bacterias lo convierte, en un lapso de tiempo muy breve, en una masa viscosa nauseabunda y en el caso mexicano, con una gran cantidad de patógenos y parásitos. En varios países, los lodos pueden ser dispuestos, sin ningún problema en los suelos agrícolas; en países de la Comunidad Europea se aplican en un 45 a un 56% (Lue Hing: 1996: p.

xxii) mientras que en Estados Unidos y Canadá, estos biosólidos se aplican en un 60 y 43% respectivamente gracias a que existen buenos sistemas de digestión (aerobia y anaerobia de lodos) así como un número muy pequeño de huevos de helmintos y quistes de protozoarios presentes. A este respecto (Aguilar Ortega 2006: p. 13) comenta que el gran inconveniente de aplicar los lodos que se producen en los drenajes y sistemas de depuración en territorio mexicano es la gran cantidad de huevos de helmintos que estos contienen Para el caso de los países subdesarrollados en general y México en particular, los números de huevos de helmintos y de quistes de protozoarios son muy elevados, no siempre existe la costosa infraestructura que permite digerir y disponer de forma adecuada dichos lodos, razón por la cual (por no hablar de la presencia de metales pesados y sustancias tóxicas presentes) no es prudente disponer de estos biosólidos en los suelos, aun cuando existen experiencias en algunos lugares de la república que reportan buenas aplicaciones de lodo como mejorador de suelos agrícolas. (Vaca, 2006, sesión 9 de julio).; sin embargo este tipo de procedimientos se debe de aplicar con precaución, porque como lo señalo un equipo mexicano-canadiense (Belmont 2006: p. 33) los noxifenoles y sus derivados pueden persistir en los biosólidos de las PTAR de lodos activados e incorporarse en consecuencia a la cadena alimenticia de los humanos

La ZMCM produce un volumen de 650 000 toneladas al año, de las cuales 23 430 de ellas provienen de las PTAR del DF, de las cuales la PTAR del cerro de la Estrella y de San Juan de Aragón son las que producen los mayores volúmenes (grafica 4.9) (Secretaria del Medio Ambiente GDF2005: p. 32),lo cual representa no solo el lodo generado por las 22 millones de personas que habitamos en esta cuenca y que en conjunto representa una fuerte erogación (gráfica 4.11) tanto por su costo implícito como por el gasto que debe de considerarse por confinarlo. Por añadidura, existe la prohibición expresa, por la NOM-004-ECOL, la cual señala que no se puede verter el lodo al drenaje ni disponerlo en el suelo si no se tiene ciertas normas mínimas, las cuales por lo general, no se cumplen.

Es aquí donde se pone a consideración el abandono del actual sistema depurativo basado en lodos activados y sustituirlo por el sistema anaerobio o en su defecto, por el sistema fisicoquímico conocido como Tratamiento Primario Avanzado (TPA). Como ya se había revisado anteriormente, el primero de ellos se distingue por producir una cantidad muy pequeña de lodos, mientras que el segundo, si bien genera una cantidad apreciable de lodos, puede depurar un volumen considerable de aguas de forma rápida. Si bien los sistemas anaerobios tienen la ventaja anteriormente señalada, además de producir biogás, es importante señalar que los consorcios bacterianos son sensibles, al igual que los consorcios aerobios, a las sustancias recalcitrantes. Algunas de estas sustancias, como los fenoles, pueden ser degradados por estos consorcios, después de un periodo (variable) de adaptación. Sin embargo, algunos compuestos cuya naturaleza es aromática (es decir, molecularmente sus cadenas se encuentran formando anillos muy ramificadas, son inatacables para el sistema enzimático de las bacterias anaerobias (Almendariz 2005: p. 393) como son los creosoles, los cuales al final llegan a inhibir la actividad de este grupo bacteriano, y en consecuencia, incorporando dichas sustancias recalcitrantes a los lodos.

Por otro lado, en cuanto al Tratamiento Primario Avanzado, si bien es un sistema joven que aún no ha mostrado todas sus bondades, ha sido propuesta para sustituir el sistema de lodos activados por el sistema Tratamiento Primario Avanzado (Hammerlan 1999: p. 77) como la mejor opción para las megaurbes del tercer Mundo.

A está propuesta se han sumado varios investigadores en México, mejorándola sustancialmente (Jiménez 2001b: pp. 179-182)acompañándola con dispositivos tales como filtros de arena y placas inclinadas, destinadas para mejorar la retirada de partículas y sólidos e inclusive, como un elemento para retirar una gran cantidad de quistes y huevos de parásitos sin quitar el nitrógeno y fósforo tan apreciado por los agricultores; el equipo de Jiménez propone una variación de la propuesta de Harleman y Murcott (Chávez 2006: p. 47) ya que esta tiene, al parecer, un uso excesivo del sulfato de aluminio; sin embargo, parece ser que no existe problema con el aluminio, (Muñoz Nava 1999: p. 25) se puede inmovilizar en el suelo, sin problemas de bioacumulación como floculante de la materia orgánica, generando en consecuencia no solo un volumen muy alto de lodos, sino lo que es peor, con una gran cantidad de sulfatos., los cuales, en un ambiente reductor, forman sulfuro de hidrógeno (H₂S), el cual no solo es sumamente corrosivo, sino también tóxico. A este respecto (Jiménez 2004: p. 176) se muestra que en la actualidad existen mas de 780 000 m³ de lodos con exceso de sulfuro de hidrógeno, los cuales por su peligrosidad necesitan ser confinados; seguramente a un costo enorme, lo que significa que si se implementara el

sistema APT, se tendría que considerar un gasto por lo menos equivalente para confinar dicha cantidad de lodos. Sin embargo Jiménez y colaboradores proponen (Barrios 2001: pp. 85-87) la alternativa de que el lodo generado por las APT puede ser posteriormente tratado agregando ácido acético (aproximadamente 15 litros/1m³) con la finalidad de obtener biosólidos clase B, los cuales pueden ser aplicados como mejoradores del suelo,

La alternativa es pues, tratar los lodos generados Para este fin se puede degradarlos con digestores aeróbicos (lo cual requiere un costo energético considerable) mientras que la degradación anaerobia si bien es a un costo menor, prácticamente no puede hacer frente a la gran cantidad de lodos que se producen de forma diaria. Ejemplo de ello es el reactor UASB para digerir los lodos de la PTAR del Cerro de la Estrella (Pérez García 1999: p. 34), con una capacidad de 27.4 m³, utilizando una alimentación diaria de 5 a 5 m³ de lodo- cuando está planta produce 5000 m³ diarios de lodos—

produciendo de 7 a 10.5 m³ de metano, lo cual equivale a la producción de 52.92 a 75.6 KWH; sin embargo, no se puede reducir el número de huevos de helmintos, por lo que no se puede recomendar estos biosólidos como acondicionadores de suelos.

Quizás esto explique el por que las PTAR del Distrito Federal, aún teniendo digestores y espesadores de lodos, terminen vertiéndolos al drenaje, tal como lo señala Manrique (Op. Cit: p. 43) lo cual es un contrasentido y una abierta violación a la Norma Oficial Mexicana 004, pero que en vista de que estos biosólidos no se pueden almacenar ni distribuir (por los altos costos que genera) así como por tener un número elevado de huevos de helmintos, tampoco se considera viable aplicar estos biosolidos a los suelos. Sin embargo, existe la posibilidad (Rosas Urbina 2007: p. 32) de utilizar el exceso de lodos activados e incorporarlos a un sistema SBR, el cual si bien se piensa que ya está anticuado, puede producir lodo granular, el cual es susceptible de convertirse en lodo anaerobio, con alto valor en el mercado además de remover una carga orgánica interesante.

Acumular los lodos en la superficie o en el drenaje es un espinoso problema, ya que los sólidos orgánicos que se almacenan sufren de un proceso de licuafección, es decir, que generan lixiviados. Estos líquidos que se desprenden no solo de los lodos sino también de los vertederos municipales donde se acumula la basura, tienen una carga orgánica elevadísima (Qasim 1994: p. 21) de 10 000 a 40 000 mg de DQO en un litro (es decir, estos líquidos están hasta 100 veces mas contaminados que el agua residual mas polucionada del DF, aunque en el Bordo de Xochiaca, los valores

promedio varían alrededor de 307mg/L), así como cantidades muy altas de nitrógeno amoniacal, las cuales van de 56 a 482 mg/L; dichos lixiviados al escurrir llevan también metales pesados muy tóxicos como arsénico y cromo hexavalente, organoclorados con gran potencial cancerígeno, los cuales permean hacia los acuíferos, contaminándolos. El tiradero del bordo de Xochiaca es un buen ejemplo de ubicación desafortunada de tiraderos justo encima del acuífero donde se abastece al oriente de la capital del país (Londoño 2004: p. 12)

Como puede verse, la generación de lodos representa un problema colosal, sin embargo, desde otra perspectiva, puede ser también generador de soluciones. Por ejemplo, la comunidad bacteriana que forman los lodos se encuentran especies como Alcalígenes sp, Pseudomonas olovarans, Bacillus megaterium, Methylobacterium sp, Notocardia sp., Eutrophus sp., Protomonas sp., entre otros; dichos organismos en condiciones de falta de nutrientes pero con una alta cantidad de carbono (situación que se llega a dar en los lodos residuales) producen polihidroxialcanoatos, los cuales son poliesteres que pueden convertirse en en biopolímeros degradables, los cuales son muy cotizados en la industria. Estas moléculas fueron conocidas desde hace casi 100 años cuando Beinjerindk los describió (Simón 2008: pp. 23-24) obteniéndose en 1950 la primera patente para producir plásticos biodegradables mientras que en 1958 Wiliamson determina sus propiedades físcas y químicas. En la actualidad en Estados Unidos produce 800 toneladas. En la planta de tratamiento de Ciudad Universitaria produce, a nivel experimental, pequeñas cantidades de biopolímero. Por otro lado (Maciel 1997: pp. 56-60) nos muestra que los lodos producidos al tratar los efluentes de la industria del ensilado del Cempasuchitl, producen 216 kg de lodo diario, lo cual, cuando es separada y secada la proteina genera 12 650.02 Kg. de proteína al año, lo cual proporciona una ganancia de $ 437 927.00 M.N (pesos constantes 2002). El autor afirma que al final se puede recuperar la inversión en 4.51 años.