El papel de las Barreras Permeables Reactivas en la recarga de acuíferos con aguas residuales regeneradas

El Instituto IMDEA Agua, la Universidad Rey Juan Carlos y la Fundación Centro de las Nuevas Tecnologías del Agua están estudiando la aplicación de barreras permeables reactivas horizontales en la recarga de acuíferos con aguas residuales regeneradas como una posible medida para combatir la escasez hídrica.

María Leal Meca (Universidad Rey Juan Carlos e IMDEA Agua)

En España existen problemas de escasez hídirca que conllevan la aparición de grandes disputas territoriales, políticas y, sobre todo, sociales (MMA, 2000). Por ello, cada vez son más los organismos, instituciones, gestores, etc. que se plantean la pregunta ¿cómo afrontar un escenario de creciente escasez hídrica?

 En el ámbito científico-tecnológico han sido varias las soluciones propuestas, con costes económicos y ambientales muy diversos. Pero quizás una de las que está adquiriendo más importancia en los últimos años es la reutilización o regeneración de las aguas residuales. De esta manera,  lo que inicialmente era un residuo es convertido en un nuevo recurso de gran valor. Hochstrat et al. (2005) estimaron la capacidad potencial de reutilización en España en más de 1200 Mm3/año.

 Con este punto de partida y al amparo del R.D. 1620/2007 (B.O.E., 2007), la regeneración de aguas residuales mediante barreras permeables reactivas para la recarga de acuíferos es una de las líneas de investigación actualmente en desarrollo en IMDEA Agua, en colaboración con investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos y de la Fundación Centro de las Nuevas Tecnologías del Agua (CENTA).

 Las Barreras Permeables Reactivas (PRB – Permeable Reactive Barrier) son zonas de tratamientos “in situ” formadas por materiales reactivos que transforman o inmovilizan los contaminantes cuando el agua fluye a su través (US-EPA, 1998 & 1999; Ott, 2000). Esta tecnología se ha aplicado a un amplio espectro de contaminantes (Simon y Meggyes, 2000; Gibert et al, 2003; Tratnyek et al, 2003; Bozicco et al, 2004; di Natale et al, 2008), demostrándose su eficacia tanto en la descontaminación de compuestos orgánicos (p.e. organoclorados) como inorgánicos (p.e. metales pesados, nitratos y fosfatos).

 Es considerada como una de las alternativas más viables por su relación coste/resultados en la descontaminación y regeneración “in situ” tanto de suelos como de aguas subterráneas. Además, por un lado es una solución ambientalmente sostenible porque reduce la contaminación y tiene un bajo consumo energético, y por otro, es económicamente viable incluso para pequeñas poblaciones donde los recursos son mucho más limitados.

 Tradicionalmente las barreras han sido instaladas verticalmente en  el terreno para interceptar la pluma contaminante (Figura 1). Pero, ¿por qué no cambiar la instalación tradicional vertical por una horizontal (a modo de lecho reactivo) y en lugar de plumas contaminantes hacer que a su través pasen aguas residuales tratadas?

Figura 1. Esquema de una Barrera Permeable Reactiva (US-EPA, 1998)

El equipo investigador mencionado anteriormente está estudiando la viabilidad de la instalación de una PRB horizontal compuesta por diferentes materiales reactivos en el fondo de balsas de recarga de acuíferos. Así, a medida que el agua residual tratada atraviesa en primer lugar la barrera y a continuación el suelo, va disminuyendo su carga contaminante, alcanzando de esta manera una calidad adecuada.  Esto es posible gracias, fundamentalmente, a procesos de adsorción, formación de complejos de superficie, intercambio  iónico y coprecipitación. Así, mediante este tratamiento y con estos procesos físico-químicos, se conseguiría cumplir con el objetivo marcado en la Directiva Marco del Agua (D.O.C.E., 2000) de alcanzar el buen estado ecológico y químico de todas las masas de agua al no introducir sustancias contaminantes en el acuífero.

 Referencias bibliográficas

 B.O.E. (2007). Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. Boletín Oficial del Estado, 294 (8 de diciembre de 2007): 50639-50661.

Bolzicco, J., C. Ayora, T. Rötting, J. Carrera. (2004). Performance of the Aznalcóllar permeable reactive barrier. A: International Mine Water Association. IMWA: 287-299.

 D.O.C.E. (2000). Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de política de aguas. Diario Oficial de las Comunidades Europeas, 372 (22 de diciembre de 2000): 1 – 72.

 Di Natale, F.; Di Natale, M.; Greco, R.; Lancia, A.; Laudante, C.; Musmarra, D. (2008). Groundwater protection from cadmium contamination by permeable reactive barriers. Journal of Hazardous Materials,160: 428-434.

Gibert O., de Pablo J., Cortina J.L.; Ayora, C. 2003. Evaluation of municipal compost/limestone/iorn mixtures as filling material for permeable reactive barriers for in-situ acid mine drainage treatment. The Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 78: 489-496.

 Hochstrat, R.; Wintgens, T.; Melin, T.; Jeffrey, P. (2005). Wastewater reclamation and reuse in Europe: a model-based potential estimation. Water Supply, 5 (1): 67–75.

 MMA (2000). Libro Blanco del agua en España. Ministerio de Medio Ambiente, Madrid.

Ott, N. (2000). Permeable reactive barriers for inorganics. Informe para U.S. Environmental Protection Agency.

 Simon, F.; Meggyes, T. (2000). Removal of organic and inorganic pollutants from groundwater using permeable reactive barriers. Part 1. Treatment processes for pollutants. Land Contamination and Reclamation, 8: 103-116.

 Tratnyek, P. G.; Scherer, M. M.; Johnson, T. J.; Matheson, L. J. (2003). Permeable reactive barriers of iron and other zero-valent metals. In: Chemical Degradation Methods for Wastes and Pollutants: Environmental and Industrial Applications; Tarr, M. A., Ed.; Marcel Dekker: New York: 371-421.

 US-EPA (1998). Permeable reactive barrier technologies for contaminant remediation. U.S. Environmental Protection Agency. Informe EPA 600-R-98-125.

 US-EPA (1999). Field applications of in situ remediation technologies: Permeable reactive barriers. U.S. Environmental Protection Agency. Informe EPA 542-R-99-002.

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