Un biofiltro es una cuenca o zanja excavada, en el que plantas, microorganismos y un material poroso, remueven los contaminantes en el agua. Para funcionar bien, los biofiltros deben tener buenas propiedades de filtrado, absorción de contaminantes y / o la capacidad de transformación de los contaminantes por parte de las plantas y microorganismos asociados (Ver figura 1) (Oversby, Payne, Fletcher, Byleveld, & Hatt, 2014). Los biofiltros permiten la remoción de materia orgánica, nitrógeno, metales, sedimentos, fósforo y patógenos (Payne et al., 2015).
El material poroso actúa como medio filtrante y medio de cultivo para la vegetación plantada.
En los biofiltros, los mecanismos involucrados en la remoción de contaminantes de aguas residuales son de tipo:
- Físicos: sedimentación, filtración, adsorción
- Químicos: precipitación, hidrólisis, reacciones de óxido-reducción o fotoquímicas
- Biológicos: resultado del metabolismo microbiano, del metabolismo de plantas, y de procesos de bioabsorción (Núñez López, Meas Vong, Ortega, & Olguín, 2004)(Payne et al., 2015).
Proceso biológico
Los microorganismos que viven sobre y alrededor de las raíces de las plantas, reducen significativamente el contenido de sólidos suspendidos en el agua, degradando la materia orgánica presente en ella.
Por su parte, las plantas, a través de las raíces, absorben estos productos de degradación, además de nitrógeno, fósforo y otros minerales en el agua o material poroso empleado como sustrato/lecho filtrante.
A su vez, los microorganismos usan como fuente alimenticia parte o todos los metabolitos desechados por las plantas a través de su raíz (Núñez López et al., 2004).
Las plantas y sus raíces
Allí, en las raíces de las plantas, ocurre un fenómeno de atracción electrostática con las partículas coloidales suspendidas en el agua, de manera que se adhieren a la superficie de la raíz para ser absorbidas y asimiladas por las plantas y los microorganismos.
Además, las plantas transfieren oxígeno desde las hojas hasta la raíz, permitiendo la aireación en sus alrededores, favoreciendo la actividad de los microorganismos (Ver figura 2) (Núñez López et al., 2004).
Las raíces de las plantas juegan un papel importante en el tratamiento de las aguas.
De manera general, las plantas también permiten la estabilización del medio filtrante evitando que se lave, ayudan a mantener la infiltración en el lecho previniendo la obstrucción o canalización del agua, contribuyen a la reducción de los volúmenes de salida a través de evapotranspiración, que brinda enfriamiento al ambiente local, y generan amenidad y estética (Oversby et al., 2014)(Payne et al., 2015).
Plantas aptas para biofiltros
Existe gran variedad de plantas aptas para biofiltros, para su selección se debe tener en cuenta los materiales contaminantes a remover, el clima en el que se cultivarán, las interacciones entre las diferentes especies y la estética para la aceptación de la comunidad.
Por ejemplo, algunas especies efectivas en la remoción de nitrógeno son: Carex appressa, Melaleuca incana, Juncus kraussii, Carex tereticaulis, Juncus pallidus (Ver figura 3) (Payne et al., 2015).
Mantenimiento
Finalmente, el mantenimiento de las plantas en el filtro es como el de un jardín normal. Las plantas se deben podar regularmente, pues, al podarlas, absorben más nutrientes para desarrollar nuevas ramas y hojas. Aunque se recomienda una frecuencia de poda de 1 o 2 veces al año, esta frecuencia puede variar dependiendo del tipo de planta empleada y las condiciones específicas del proceso (Payne et al., 2015). Además, su biomasa puede ser aprovechada como fuente de energía, forraje y fibra (Núñez López et al., 2004).
