Introducción

La eutrofización y la hipoxia son procesos que se producen como consecuencia del aumento de la concentración de nutrientes nitrogenados y/o fosforados y materia orgánica en aguas superficiales. Este efecto provoca el crecimiento exacerbado de especies ventajistas que comprometen la biodiversidad del ecosistema que invaden. El incremento de la concentración de nutrientes en las masas de agua puede tener origen natural, sin embargo en muchos casos está relacionada directamente con la actividad humana (1). Pueden provenir, por ejemplo, de escorrentías de tierras agrícolas, con alto contenido en fertilizantes, o de la emisión al medio de aguas residuales urbanas e industriales. En las últimas décadas, las estaciones depuradoras consiguen eliminar gran parte de estos nutrientes, sin embargo, tratamientos obsoletos o poco eficaces hacen que incluso el efluente de salida de estas depuradoras pueda seguir contribuyendo a la eutrofización y la hipoxia de las masas de agua superficiales.

Además de perjudicar la biodiversidad del lugar afectado por eutrofización e hipoxia, estos fenómenos pueden tener efectos directos sobre la salud humana. En muchos casos, la rápida multiplicación de organismos ventajistas que llevan asociada supone el crecimiento de cianobacterias y otras especies de algas microscópicas que generan toxinas con su metabolismo. Si las aguas afectadas por este bloom de algas son empleadas para la producción de agua potable, estas toxinas pueden pasar a las redes de distribución y provocar un problema de salud pública. Además, el exceso de materia orgánica en estas aguas dificulta técnicamente el proceso de potabilización, y puede llevar aparejado la generación de subproductos carcinogénicos producidos por la reacción entre la materia orgánica y los productos desinfectantes utilizados durante el proceso.

Por otro lado, centrando la vista de nuevo en España, la depuración de los 3.000 hm³/año de aguas residuales urbanas supone el 1% del consumo energético nacional (2), siendo la aireación de los reactores biológicos el proceso de mayor consumo energético, aproximadamente un 50 % del total. A pesar de que las plantas de mayor tamaño están concebidas con una filosofía de minimización energética, incluyendo los sistemas de aireación que les permite consumir entre 20-30 kWh/(h.e.año), se estima que la media para el parque de depuradoras en España está en torno a los 50 kWh/(h.e.año). Estos datos ponen de manifiesto que existe un gran número de depuradoras en las que el consumo energético no está optimizado (2). Es por este motivo que mientras que las tendencias tecnológicas de depuración del agua urbana apuntan a un incremento de la demanda energética, fruto de las mayores exigencias en la calidad del agua tratada, se impone el buscar dicho incremento mediante procesos que consuman menor energía, sean más eficientes y/o generen productos energéticamente valorizables.