Es
claro el significado de la palabra habitante para cualquier
persona: ya sea habitante de hecho (no permanente y no censado, por
ejemplo, los residentes durante los periodos vacacionales) o de
derecho (el habitante censado en el municipio, con derecho a voto en
el municipio), un habitante es una persona que reside de forma
permanente o temporal en un municipio y la población de un municipio
es el conjunto de sus habitantes. Ahora bien, residir en un municipio
implica obligatoriamente, generar algún tipo de residuo que,
evidentemente, debe ser tratado para poder vivir en una sociedad
higiénica con unas condiciones de vida saludables y, más aún en lo
concerniente al tratamiento de las aguas residuales que genera dicho
municipio. También hay que tener en cuenta que las empresas y
establecimientos de un municipio también generan residuos y aguas
residuales que, al igual que los generados por las personas de forma
individual, han de ser tratados convenientemente y es fundamental que
este tratamiento se produzca de forma ordenada e industrializada. Por
desgracia, la mayoría de los países del tercer mundo no poseen una
industria dedicada al tratamiento de residuos por lo que las
condiciones saludables para la población no se cumplen por diversos
factores en los que, obviamente, no entraré.
Surge,
por todo ello, un concepto que, en sí, es complejo, el
habitante-equivalente, por lo que se tendría una
población-equivalente como extensión, aunque en rigor no es
correcto, como mencionaré más adelante al plantear las definiciones
estrictas, e involucra otro concepto fundamental en todo proceso que
requiera un reciclaje o reutilización de ciertos residuos, ya sean
de empresas de un municipio o de sus habitantes como personas
individuales: me refiero a la DBO5.
Estos
conceptos se definen rigurosamente de la siguiente manera:
DBO5:
Es la Demanda Bioquímica de Oxígeno en 5 días. Es la cantidad
de oxígeno utilizado por una mezcla de población de microorganismos
heterótrofos (organismos que no pueden elaborar su propia materia
orgánica a partir de sustancias inorgánicas, por lo que debe
nutrirse de otros seres vivos, por ejemplo, los seres humanos) para
oxidar compuestos orgánicos en ausencia de luz a 20º C
durante 5 días. Como
aclaración, esto equivale a que cuanto más contaminación, más
DBO.
Habitante-equivalente:
1 HE = 60
gr DBO5 / día. Esta
es la definición que otorga la Directiva Europea 1991/271. Así,
nº HE
= volumen diario · [DBO5] / 60 gr
Población-equivalente
= K
· nº cabezas de ganado,
siendo K un factor de
conversión a habitantes-equivalentes. Esta población-equivalente se
debe calcular teniendo en cuenta el tipo de instalación ganadera,
según sea su tipo de ganado: K = 0,14
para pollos y conejos, K = 2,5 para
porcino y ovino, K = 8 para
vacuno y equino.
La
complejidad del concepto de habitante-equivalente reside en que
cualquier animal, industria o empresa representa cierto número de
habitantes-equivalentes, que son los que realmente se utilizan para
el tratamiento de las aguas residuales que generan, por lo que, para
una EDAR (Estación Depuradora de Aguas Residuales) un municipio no
tiene habitantes, personas, industrias o animales (domésticos o no),
tiene habitantes-equivalentes. La
importancia de conocer este valor para cada municipio es crucial en
el diseño de una EDAR (no así para una ETAP: estación de
tratamiento de agua potable) ya que, si la población del municipio
es mayor de 250
HE, entonces
el diseño de la EDAR requiere de infraestructuras adicionales para
el tratamiento biológico. Los
valores de DBO5 para aguas residuales una población están tabulados
y acotados,
así como los niveles de nitrógeno, los de sólidos en suspensión,
etc.
Es
evidente, por tanto, que las industrias o empresas “ligeras”
poseen menos HE que otras más “pesadas”: una guardería tiene
0,5 HE frente a 1 sola
vaca, que equivale a la impresionante cifra de 4
HE, exactamente el mismo valor que todo un hospital, por
citar algunos ejemplos. Es
claro pues, que todas las empresas, industrias o complejos que
generen residuos en general, y aguas residuales en particular, que es
el caso que nos ocupa, están tabulados en habitantes-equivalentes,
por lo que se deduce que nº HE ≥ Habitantes, ya que al número
de personas (habitantes) de un municipio hay que añadir, a efectos
contables de una EDAR, los “habitantes” que generan residuos en
general, y aguas residuales en particular, que
son los que hemos denominado como habitantes-equivalentes.
Propongo
ahora un ejercicio práctico para aclarar estos conceptos y dejar
caer que, para el diseño de
una EDAR, se tienen también en cuenta otros conceptos complejos que
no trataré aquí pero que, en mi opinión, son muy interesantes.
Supongamos
que el municipio A cuenta con una población de hecho de 200
habitantes, no habiendo cambios significativos estacionales
importantes. Por otra parte, el municipio cuenta con una fábrica de
pan que genera una caudal diario de agua residual de 1 m³
/ día con una concentración
de DBO5 = 1000 mg / litro
. La dotación de agua diaria
del municipio se estima en 90
litros / habitante.
Calcular:
a)
Caudal diario, caudal horario medio y caudales máximo y mínimo del
municipio.
b)
La concentración de las aguas residuales domésticas procedentes de
la población.
c)
El número de habitantes-equivalentes aportados por la fábrica.
d)
La carga total de DBO5 de las aguas residuales del municipio.
a)
El caudal total del municipio, Q, es la suma de los
caudales diarios de la población y de la fábrica.
QPOBLACIÓN
= 200 habitantes · 90
litros / habitante / día = 18000 litros / día = 18 m³ / día
. [la equivalencia es 1000
litros = 1 m³ ]
Q
FÁBRICA =
1 m³ / día
QMUNICIPIO
= Qd = QPOBLACIÓN + QFÁBRICA = 19
m³ / día
Los
caudales pedidos tienen sus correspondientes fórmulas:
Caudal
horario medio: QHM = Qd / 24 horas /
día ⇒ QHM
= 18/24 = 0,75 m³ / h
Caudal
máximo diario: QMAX = QHM · 2,4 ⇒
QMAX = 0,75 · 2,4 = 1,8 m³ / h
Caudal
mínimo
horario:
QMIN = QHM · 2/3 ⇒
QMIN = 0,75 · 2/3 = 0,5 m³ / h
b)
La concentración se obtiene dividiendo la carga diaria de DBO5 entre
el caudal diario obteniendo, previamente, la carga expresada en gr
de DBO5 teniendo en cuenta que 1 habitante (persona) = 1 HE:
Carga
diaria DBO5 = nº HE · 60 gr DBO5 / HE/ día = 200 · 60 = 12000 gr
DBO5 /día
Por
tanto, la concentración de DBO5 es |DBO5| = 12000 / 18 = 666,6 gr
/ m³ = 666,6 mg / litro. [Nota: este valor puede
considerarse como agua contaminada o muy contaminada, según las
tabulaciones referidas en la Directiva Europea 1991/271, lo cual es
debido a una escasa población con un gran aporte de aguas residuales
generadas por la fábrica de pan].
c)
Se calcula a partir de la concentración y el caudal:
Carga
diaria DBO5 = 1000 gr DBO5 /m³ · 1 m³ /día = 1000 gr DBO5
HE
= (1000 gr DBO5 / día) / (60 gr DBO5 / HE / día) = 16,7 HE
Así,
la fábrica aporta diariamente 16,7 habitantes-equivalentes a la EDAR
del municipio.
d)
Carga total (gr de DBO5) = 12000 + 1000 = 13000
Carga
total (HE) = 200 + 16,7 = 216,7
El
interesante mundo del reciclaje, tan de moda en estos días, trae
consigo la creación de infraestructuras para el adecuado tratamiento
de los residuos, industrializando así un proceso sencillo a priori,
y he querido traer en esta entrada una parte importante de ese
reciclaje, como es el tratamiento de las aguas residuales de un
municipio, que supone una parte fundamental del modo de vida de una
sociedad moderna y avanzada.