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.
