Hui dia, la preocupació mediambiental va en augment i la recerca de formes de reduir els residus i crear una economia circular està en auge. En aquest context, les solucions basades en la natura (SBN) juguen un paper molt important. Així ho afirma la pròpia Unió Europea (UE) en diverses línies estratègiques durant els últims anys.

Actualment, la normativa europea dicta que qualsevol municipi o nucli urbà superior a 2000 habitants equivalents haurà de tenir, com a mínim, un tractament secundari de les seves aigües residuals. A més, els municipis de menor grandària estan obligats a tenir un "tractament adequat", adaptat per a cada cas concret.

No obstant això, alhora que la preocupació mediambiental creix, també ho fa la normativa. Recentment, el consell de la UE ha arribat a un acord per rebaixar aquests límits fins als 1250 habitants equivalents. D'altra banda, també s'inclouran altres criteris de sostenibilitat, com instar les plantes depuradores a produir la seva pròpia energia.

Però tot i que l'aplicació de la normativa vigent està molt estesa, encara hi ha moltes zones de l'Espanya rural on no es compleix. Això ha suposat diverses sancions econòmiques per part de la UE. Segons el Congrés dels Diputats, aquestes sancions ascendeixen a més de 50 milions d'euros entre 2018 i 2020.

Els filtres verds, una possible solució

Els filtres verds són un tipus de solució basada en la natura en què les aigües residuals s'utilitzen per regar una plantació forestal, tractant l'aigua i produint biomassa. La depuració es produeix gràcies a l'acció conjunta dels arbres de la plantació, del sòl i dels microorganismes que hi habiten. Així, els contaminants s'eliminen de l'aigua per retenció i adsorció al sòl, biodegradació i absorció per part de les plantes.

Aquesta tecnologia és una bona solució com a sistema de tractament d'aigües residuals, especialment per a poblacions disperses o edificis aïllats que manquen de connexió a sistemes d'alcantarillat. No obstant això, també serveix com un sistema terciari addicional a qualsevol depuradora, afinant el tractament i com a manera de reutilització de l'aigua.

Els filtres verds presenten uns costos d'instal·lació i manteniment relativament baixos en comparació amb un sistema de depuració convencional. A més, també aporten nombrosos serveis ecosistèmics, tots ells alineats amb diversos Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS). Destaquen la producció de biomassa, el seqüestrament de carboni, l'aportació de biodiversitat i la generació de diversos nínxols ecològics al medi on s'instal·len, juntament amb el sanejament i la recuperació de l'aigua.

Perquè aquest sistema pugui desenvolupar la seva funció de manera satisfactòria i eficient, és necessari un bon disseny prèvia. També és vital mantenir un rigorós (encara que simple) manteniment posterior, tenint en compte tots els factors que influeixen en el resultat final.

Identificant les claus de l'èxit

En un dels nostres treballs recents, publicat a la revista Journal of Environmental Management, vam realitzar una exhaustiva revisió bibliogràfica sobre l'ús dels filtres verds al món. Vam avaluar la seva capacitat de depuració i vam identificar els principals factors per assegurar el seu èxit.

La presència de sòls amb textura fina, amb una estructura ben desenvolupada i amb alts continguts en matèria orgànica és un dels factors clau. Els sòls argilosos frenen l'avanç de l'aigua a través del terreny, augmentant el temps durant el qual es donen els processos d'atenuació natural dels contaminants. Això també afavoreix la retenció d'aquests mitjançant processos electrostàtics com l'adsorció o l'intercanvi catiònic.

Una bona i madura estructura del sòl, així com la presència de matèria orgànica, afavoreixen al seu torn el desenvolupament dels microorganismes, la qual cosa també afavoreix la biodegradació dels contaminants de l'aigua residual.

D'altra banda, també és important realitzar una correcta selecció de la vegetació a plantar. D'altres espècies poden presentar millor resposta que altres en funció de cada cas particular. Poden fins i tot desenvolupar-se híbrids específics per a fins concrets mitjançant selecció artificial.

En general, espècies com els xops o els salzes són bons candidats, ja que suporten molt bé les condicions d'inundació al ser vegetació de ribera. A més, presenten altes velocitats de creixement, captant així més nutrients de l'aigua residual i produint més biomassa.

També és important tenir en compte altres factors de disseny, com el tractament prèvia de l'aigua, que pot ajudar-nos a eliminar elements que posin en perill l'eficiència del sistema. Un programa de reg que afavoreixi els cicles d'humectació i assecat del sòl, adaptat a la climatologia de la zona, també és vital. Aquest reg, a més, influirà sobre el tipus de vegetació a plantar i la quantitat d'aigua que podrem aplicar al terreny.

Finalment, cal destacar que a mesura que passa el temps, l'eficiència dels filtres verds tendeix a augmentar conforme el sòl i les arrels es desenvolupen i evolucionen.

El nostre treball també ha conclòs que els filtres verds són capaços de reduir, de mitjana, un 85 % de la matèria orgànica de l'aigua, així com un 78 % del nitrogen total i un 80 % del fòsfor total presents en la mateixa, arribant en alguns casos a ser capaços d'eliminar el 100 % de cadascun d'aquests contaminants, quan tots els factors anteriorment esmentats són favorables i es realitzen els deguts controls i manteniments.

Pròxims passos

Encara queden per estudiar diversos aspectes sobre la utilitat dels filtres verds. Per exemple, la seva aplicació en diferents escenaris, com la depuració d'aigües residuals en entorns industrials.

A més, sempre hi ha marge de millora per a aquests sistemes. Concretament, els estudis de selecció d'espècies o genotips de plantes en funció del tipus d'aigua poden millorar la capacitat de tractament. D'altra banda, també es pot estudiar l'aplicació de diversos materials amb els quals esmenar el sòl segons les necessitats, millorant les seves característiques i, amb això, l'eficiència del sistema.

Per acabar, i tornant a l'augment de les preocupacions mediambientals, s'obre la possibilitat de realitzar estudis que permetin quantificar els beneficis addicionals que els filtres verds ofereixen. Així, es poden realitzar estudis comparatius de biodiversitat a l'entorn de la plantació, quantificacions de la quantitat de carboni seqüestrat pels arbres o caracteritzacions de la biomassa obtinguda, a més d'estudiar la seva possible transformació en diversos bioproductes sostenibles.

Raúl Jerónimo Pradana Yuste, Investigador Vinculat al Grup de Qualitat d'Aigua i Sòl, IMDEA AIGUA i Irene De Bustamante Gutiérrez, Hidrogeologia - Qualitat i Aigua i Sòl en el Medi Ambient, IMDEA AIGUA

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation.