BOLETÍN INFORMATIVO DE LA ASOCIACIÓN CIENTÍFICA GRUPO BIOINDICACIÓN SEVILLA.

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1 Boletín 8 BOLETÍN INFORMATIVO DE LA ASOCIACIÓN CIENTÍFICA GRUPO BIOINDICACIÓN SEVILLA. Septiembre 2009 Próxima edición Febrero 2010 PATROCINADO POR: EMASESA. CON LA COLABORACIÓN DE: IZASA, TECNOLOGÍA DEL AGUA, AGUA Y GESTIÓN, GRUPO AGUAS DE VALENCIA, ACCIONA AGUA Y COSELA. Grupo Bioindicación Sevilla. EDAR Ranilla AP. Sevilla gbs@asociaciongbs.com

2 SUMARIO EDITORIAL ACTUALIDAD EN EL SECTOR ARTÍCULOS DE LOS SOCIOS Y COLABORADORES FICHA BREVE BIBLIOGRAFÍA DE INTERÉS CONSULTAS AGENDA, PROYECTOS Y COMISIONES DE TRABAJO. EDITORIAL. Estimad@ soci@: El nivel de exigencia legal en nuestras EDAR, así como las necesidades cada vez más estrictas de calidad y medio ambiente, nos requieren técnicas cada vez más avanzadas, para optimizar nuestros procesos. La tradicional observación microscópica, se complementa con técnicas de viabilidad celular, respirometrías, identificación por FISH, que van tomando peso en el mercado. Sin embargo todas estas técnicas, no aportan información sustancial, si el trabajo de base que es la comprensión biológica de nuestro ecosistema, no es correcto. Para ello debemos tener una sólida formación a nivel de identificación de protistas y filamentos, así como conocimientos profundos de sus características ecológicas de desarrollo. La información recogida, debemos interpretarla en conjunto y definir las características operacionales y evolutivas de nuestro sistema. Trabajar con informaciones parciales, no nos permite integrar los datos y hacernos con una visión general. Es muy importante, por tanto, disponer de conocimientos y experiencias propias y ajenas, que nos aporten esa visión de conjunto. La formación personal y el contacto con otros profesionales, nos puede ayudar en este proceso. Por ello, actividades como las muestras ciegas, consultas, ejercicios interlaboratorios, jornadas ayudan a disponer de distintos enfoques que finalmente encuadren una visión de conjunto de nuestro reactor biológico. Es necesario el esfuerzo personal en la formación continua, que redundará en beneficios para nuestra explotación. Queremos agradecer desde aquí el respaldo realizado por los socios a las iniciativas propuestas, así como a las empresas que han confiado en las capacidades de GBS. Mención especial, a EMASESA (especialmente al personal de la EDAR Ranilla, por su colaboración en todo momento), Tecnología del Agua, ACCIONA agua, COSELA, IZASA y SURCIS. A todas ellas nuestro especial agradecimiento. Saludos cordiales. Junta Directiva de GBS. 1

3 ACTUALIDAD EN EL SECTOR La apuesta de las distintas comunidades por el I+D, ha generado un aumento de interacción entre las entidades públicas y las industrias, que ha permitido un aumento en los nuevos conocimientos disponibles de clara aplicación en la industrias, así como nuevas oportunidades de mercado, asociado a estas investigaciones aplicadas. El presente artículo que se reproduce parcialmente, valora el nivel de I+D conseguido en Andalucía así como los nuevos retos que se plantea la comunidad. Las Comunidades Autónomas frente a la I+D+i Carlos A. Benavides Velasco Cristina Quintana García Universidad de Málaga La ventaja competitiva y el crecimiento económico de las regiones se fundamentan cada vez más en la innovación tecnológica. Una cuestión crucial es comprender las condiciones que favorecen la innovación, es decir, los factores que dinamizan y garantizan las interconexiones entre el conocimiento científico y tecnológico, así como su difusión y explotación por el tejido industrial en forma de nuevos productos y procesos competitivos y de alto valor añadido. En este sentido, el desarrollo de las actitividades de I+D+i no sólo depende de la capacidad organizativa interna de las universidades, centros de investigación, empresas, y demás agentes implicados, sino también del entorno institucional y de los patrones científicos y tecnológicos en que se encuentran inmersos (Kaiser y Prange, 2004; Benavides y Quintana, 2008). La estructura de los sistemas de innovación ayuda a explicar por qué los procesos de innovación difieren de unas regiones a otras, dado que poseen características estructurales e institucionales propias y que son localizados e inmovilizados, de modo que son capaces de suministrar a las empresas y organizaciones de investigación recursos y un marco de apoyo no disponibles para los competidores ajenos a este entorno, incluso en las mejores condiciones de apertura de los mercados. Así, en la era de la globalización acelerada, los sistemas de innovación juegan un papel crucial para preservar la heterogeneidad entre los espacios (Lundvall y Maskell, 2000). El presente artículo tiene como objetivo, a partir del análisis de las dimensiones y elementos que caracterizan a dichos sistemas, comprender la evolución y estado actual de la competitividad y el progreso tecnológico de Andalucía. Con tal finalidad, en primer lugar, realizamos una delimitación conceptual de los sistemas de innovación. A continuación, describimos el Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i), haciendo especial referencia al vigente Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI) y al Contrato-Programa suscrito entre la Junta de Andalucía y las universidades de esta Comunidad Autónoma, como instrumentos dinamizadores de dicho Sistema. Posteriormente, se expone la evolución de una selección de indicadores inputs y outputs sobre investigación e innovación que muestran el progreso de la capacidad investigadora e innovadora de Andalucía. El trabajo finaliza con un apartado de conclusiones. Por ello, desde mediados de los años ochenta se vienen adoptando iniciativas y medidas enfocadas a organizar el Sistema Regional de I+D+i. Una de las primeras la constituyó el establecimiento de un marco inicial de coordinación de las actuaciones de Política Científica de la Junta de Andalucía mediante el cual se convocaron becas, ayudas a la investigación, proyectos y programas de investigación científica y técnica (Decreto 206/1984), con el fin de conseguir el mayor aprovechamiento de los recursos existentes; adicionalmente, se aprueban líneas prioritarias de investigación para Andalucía. Con posterioridad al Programa de Política Científica, se han ido sucediendo sucesivos Planes Andaluces de Investigación gestionados por la extinta Consejería de Educación y Ciencia. El I Plan Andaluz de Investigación (PAI) (Decreto 278/1987) nació como un sistema que carecía de varios aspectos fundamentales tales como coherencia interna, tradición en relaciones con el sistema productivo, competitividad, homogeneidad e infraestructura suficiente (CICE, 2008). Los ejes de actuación de este primer plan se basaron en la coordinación entre Administraciones, la priorización temática y la potenciación de los recursos humanos. Con la aprobación del II Plan Andaluz de Investigación (Decreto 384/1994) se inició el fomento del desarrollo y la innovación tecnológica, y se estableció un Programa de Articulación de la Transferencia de los Resultados de la Investigación. La elaboración del III Plan Andaluz de Investigación (Decreto 88/2000) supuso un esfuerzo colectivo en el que participaron las empresas, los agentes sociales, las universidades y los organismos públicos de investigación (OPIs), con el objetivo de promover una cultura de la calidad de la investigación y del acercamiento de la ciencia, la tecnología y la industria, para así potenciar la generación de innovaciones competitivas. En el año 2001 se aprobó el Plan Director de Innovación y Desarrollo Tecnológico (PLADIT) como marco global de coordinación de los distintos instrumentos y agentes involucrados en los procesos de innovación en Andalucía, que pretendía proporcionar un adecuado equilibrio entre los ámbitos científicos y tecnológicos de la región. Este Plan era gestionado por la Consejería de Empleo y Desarrollo Tecnológico. De este modo, coexistían en paralelo el III PAI y el PLADIT que en definitiva estaban coordinando separadamente las actividades de investigación y las de desarrollo tecnológico e innovación. Esto representaba una fragmentación del proceso completo de I+D+i y la dificultad de cooperación entre los agentes implicados en dicho proceso (universidades, OPIs y empresas). Esta realidad, junto a otras razones como la de incorporar Andalucía a la Sociedad del Conocimiento, condujo al diseño del Plan de Segunda Modernización para Andalucía (Junta de Andalucía, 2003) aprobado en 2003 por el Consejo de Gobierno de la Junta de Andalucía, marco político para desarrollar, entre otras cuestiones, iniciativas tendentes a corregir los desequilibrios del sistema de innovación mediante el incremento del potencial de la investigación que produce el conocimiento así como la puesta en valor del conocimiento generado. Al amparo 2

4 de este Plan, una primera medida fue la creación de la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa (Decreto 11/2004 y Decreto 201/2004) encargada de articular y ejecutar las políticas de investigación, desarrollo tecnológico e innovación. Con posterioridad, el citado Consejo aprobó, por Acuerdo de 7 de junio de 2005, el Plan de Innovación y Modernización de Andalucía (PIMA) ( ), que da continuidad a las líneas estratégicas definidas por el Plan de Segunda Modernización. En este contexto, surge un nuevo concepto, el de Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i) que se concibe como un conjunto que integra a todos los agentes y organizaciones involucradas en los procesos de producción de conocimiento y tecnología, de transferencia de estos recursos a los sectores productivos, social y cultural, y de aplicación de los mismos para generar riqueza a través de la innovación. Como parte del desarrollo del PIMA, queremos destacar dos instrumentos dinamizadores del Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i): el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI) (Decreto 86/2007) y el Sistema de Contratos Programa como parte del Modelo de Financiación de las universidades públicas de Andalucía aprobado por Acuerdo de 10 de julio de Actualmente, el PAIDI constituye el principal instrumento de programación, coordinación, dinamización y evaluación de la política de desarrollo científico y tecnológico de la Junta de Andalucía, e integra el PAI y el PLADIT. Este Plan organiza y articula en forma de red operacional a los diferentes agentes implicados del Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i) que se agrupan en las siguientes categorías (PAIDI, 2007):. Espacios Tecnológicos y del Conocimiento: hacen referencia a los parques científico-tecnológicos, y con un objetivo más orientado a la proximidad geográfica, a los parques de innovación empresarial. Centros de Generación del Conocimiento: comprenden fundamentalmente a las universidades y organismos públicos de investigación a través de sus institutos, centros y grupos de investigación. Entidades orientadas a la aplicación y transferencia de tecnología y conocimiento: a esta categoría pertenecen aquellos agentes que ponen en valor el stock de conocimiento del sistema tales como los centros tecnológicos avanzados, las oficinas de transferencia de resultados de la investigación (OTRIs), los centros de creación y consolidación de empresas de base tecnológica, etc. Entidades de apoyo a la coordinación, gestión y divulgación del Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i): destacan por su importancia la Red de Espacios Tecnológicos de Andalucía (RETA), la Corporación Tecnológica de Andalucía, la Agencia de Innovación y Desarrollo de Andalucía e Invercaria. La organización en red de estos agentes se orienta a la consecución de cuatro objetivos básicos (véase tabla 1), para cuyo logro se han formulado una serie de líneas estratégicas y acciones. Cada una de las líneas estratégicas tiene asignada una previsión de recursos financieros desde 2007 a 2013, así como un conjunto de indicadores que permita el seguimiento y evaluación del PAIDI. Las últimas tendencias políticas en Andalucía apuestan por una decidida transferencia de conocimientos y tecnologías entre el sector público y el privado. Conclusiones Los sistemas de innovación tienen una gran capacidad explicativa para justificar las diferencias territoriales en la generación y transferencia de conocimiento que condicionan la tasa de aprendizaje tecnológico en las regiones y países. En el presente trabajo se ha descrito el Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i), comparando diversas dimensiones con el sistema nacional para determinar la posición científica y tecnológica que ostenta la región andaluza con respecto a España. Mediante el análisis de una selección de indicadores inputs y outputs, se puede comprobar como en general Andalucía ha experimento una evolución positiva especialmente en los últimos años, aunque con ciertas fluctuaciones e incluso retrocesos en determinados aspectos que limitan la consolidación definitiva de Andalucía como una región de referencia en investigación e innovación. Así, por lo que respecta a los indicadores inputs, se han producido avances en la última década en el gasto interno en I+D con respecto al PIB, en el gasto de innovación y en la representatividad del sector privado sobre el gasto y el personal en I+D. También ha mostrado una dinámica positiva el mercado de capital riesgo. Sin embargo, Andalucía se mantiene en estos aspectos bastante distante de la media nacional, e incluso ha sufrido en los últimos años un decrecimiento en la proporción de empleados en I+D en tanto por mil sobre la población ocupada y en la representatividad de las empresas andaluzas de alta y media-alta tecnología sobre el total nacional. Por otro lado, se está produciendo un importante esfuerzo para promover la transferencia de conocimiento tecnológico entre el ámbito público y privado mediante diversas modalidades de contratos y convenios, así como con la creación de empresas de base tecnológica. En cuanto a los indicadores relacionados con las patentes, se observa que aunque las solicitudes han incrementado de forma sostenida, las concesiones presentan una evolución irregular. Estos hechos ponen de manifiesto una tendencia favorable en la capacidad de investigación e innovación tecnológica de Andalucía, así como la necesidad aún de lograr avances en diversas dimensiones relacionadas con el Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i). Las recientes políticas científicas y tecnológicas están orientadas en esta dirección, y se esperan den resultados en un futuro próximo. Estas políticas se enmarcan en la Estrategia para la Competitividad de Andalucía en el período (Consejería de Economía y Hacienda, 2007), la cual pretende lograr los objetivos del Consejo Europeo de Lisboa. La citada Estrategia se articula mediante unos ejes de actuación, donde cabe destacar el relacionado con el desarrollo de la sociedad del conocimiento, y el desarrollo e innovación empresarial. Ambos ejes persiguen, entre otras cuestiones, incrementar la transferencia del conocimiento entre los agentes ejecutores de I+D+i, impulsar la creación de empresas de base tecnológica, fomentar la investigación de calidad, apoyar a los sectores industriales estratégicos, etc. Este amplio proyecto pretende producir cambios en ideas, estructuras y métodos que permitan convertir a Andalucía en una región próspera e innovadora. Paralelamente, estos procesos de cambio han hecho aconsejable dotar al Sistema Andaluz del Conocimiento (I+D+i) de un nuevo marco normativo que consolide los avances que se han producido y lo prepare para hacer frente a los nuevos retos. Así, la Ley Andaluza de la Ciencia y el Conocimiento (Ley 16/2007) se aprobó con el objetivo de reforzar y mejorar la calidad del sistema y movilizar con más eficacia los recursos disponibles para que contribuyan a la mejora tecnológica de las empresas, las Administraciones Públicas y la sociedad en su conjunto, con lo que ello significa de inversión en nvestigación y desarrollo y de definición de unas metas en el marco del entorno nacional y europeo, para ser más competitivos. Con esta Ley se pretende configurar un Sistema Andaluz del Conocimiento que favorezca la interacción entre sus diferentes agentes, para alcanzar una eficacia que redunde en beneficio de la ciudadanía, la sociedad y el desarrollo económico. 3

5 ALGUNAS NOTICIAS DEL MUNDO DEL AGUA: Aprobado el primer trasvase del Tajo a Las Tablas de Daimiel desde 2007 FUENTE La Razón digit@l La decisión del Gobierno de llevar agua a Las Tablas de Daimiel ayudará a solventar una situación de emergencia. En la actualidad, según fuentes del Parque, de las hectáreas inundables que tiene el área protegida, sólo hay entre 10 y 12 que cuentan con agua. Será este trasvase a Daimiel el primero que aprueba Medio Ambiente desde junio de 2007, el anterior es de enero de PELIGRO DE COMBUSTIÓN Las Tablas han llegado a tal grado de escasez hídrica que en diciembre de 2008 el Patronato Rector del Parque declaró que existía un «grave riesgo» de combustión. Una situación cuando menos peculiar para un área considerada un humedal. «La situación es peor de lo que cualquiera pueda imaginar», dijo entonces Luis Arroyo, presidente del Patronato. No ha sido la única crítica dura que ha recibido la situación del Parque en los últimos tiempos. A principios de 2008 se supo que las principales ONG ambientales españolas mandaron un escrito a la UNESCO solicitando que se revisara la catalogación de Las Tablas como Reserva de la Biosfera. Éstos son sólo algunos ejemplos, pero para entender el deterioro ecológico de Daimiel sólo hay que acercarse hasta allí a contemplar cómo un humedal se ha convertido en un secarral. «Hasta ahora sobrevivimos de la sobreexplotación del agua de los pozos», dicen en el Parque. El Gobierno, por su parte, ha decidido intentar salvar el área protegida y anunció la construcción de la conocida como «tubería manchega», que sacará agua del Tajo para la llanura de la Mancha, en la que se encuentra el Parque Nacional. Además, se pretende con esta nueva aportación cerrar la cuantiosa extracción de los acuíferos. Eso sí, ahora queda por conocer la postura de los regantes de la cabecera del Tajo, que verán mermadas de nuevo sus reservas hídricas. Aquí el problema será doble. Medio Ambiente anunciará en plena Semana Santa que aprueba un nuevo trasvase del Tajo-Segura. Con toda probabilidad, el martes se dará a conocer una medida que se toma de forma trimestral. No sólo se destinará agua para el consumo humano, sino que también habrá una aportación para regadío a la mancomunidad de Canales de Taibilla. La Comisión de Explotación del Tajo-Segura debe decidir ahora cuál es la cantidad de hectómetros que se enviarán a Levante. La cabecera, por encima de los 550 hectómetros Los embalses de cabecera del Tajo tienen en la actualidad unas reservas superiores a los 551 hectómetros cúbicos de agua. El mínimo fijado para que se impidan trasvases está fijado en 240 hectómetros cúbicos, por lo que la Comisión que debe decidir si se aprueba una nueva transferencia hídrica a Levante puede aprobarlo sin quebrantar la norma. El Consejo de Ministros no tendrá que pronunciarse al respecto, ya que los embalses no están por debajo de los 450 hectómetros, considerado límite estratégico. Autor: Javier Brandoli El secuestro de CO2 en agua es seguro y estable La captura y almacenamiento geológico de dióxido de carbono es una de las alternativas tecnológicas más de moda para reducir las emisiones a la atmósfera y atenuar el calentamiento global. Pero la incertidumbre sobre el futuro de esos depósitos pesa como una losa sobre esta opción: Es seguro ese almacén de CO2 o se liberaría de nuevo? FUENTE El País Digital 02/04/2009 Se ha estudiado la cuestión con simulaciones, pero sin obtener respuestas suficientemente convincentes. Ahora un equipo internacional ha investigado directamente la estabilidad de depósitos naturales en el subsuelo, asociados a nueve yacimientos de gas en Estados Unidos, China y Europa, y concluyen que el CO2, sobre todo disuelto en agua, permanece en los depósitos subterráneos a largo plazo. "Hemos identificado exactamente, por primera vez, dónde se almacena el CO2. Nuestro estudio demuestra claramente que se ha almacenado naturalmente y de modo seguro en aguas subterráneas en los yacimientos de gas y petróleo", explica Stuart Gilfillan, geoquímico de la Universidad de Edimburgo y líder de la investigación. Las conclusiones de la misma se presentan en la revista Nature. FIJACIÓN GEOLÓGICA Ellos han estudiado los mecanismos de fijación geológica y geoquímica del carbono en el subsuelo utilizando gases nobles e isótopos como trazas. Han descubierto que las aguas subterráneas son el principal sumidero de CO2 en los yacimientos estudiados, y que lo han sido durante millones de años. El trabajo es un paso importante en el camino que debe despejar las dudas acerca del secuestro de carbono. "Este enfoque será también esencial para vigilar y hacer el seguimiento de CO2 capturado e inyectado en el subsuelo", afirman. Muchos expertos consideran que sería más estable la captura subterránea de carbono por su fijación en minerales carbonatados. Esto evitaría fugas, por ejemplo en forma de géiseres. Pero Gilfillan y sus colegas han constatado que ese proceso de mineralización desempeña un papel menor en la fijación natural del dióxido de carbono, mientras que el almacenamiento soluble retira hasta el 90% de ese compuesto. A la vista de esta investigación, la estrategia de producir agua con gas bajo tierra parece la más esperanzadora para el secuestro de carbono. Autor: Alicia Rivera 4

6 ARTÍCULOS DE LOS SOCIOS Y COLABORADORES En la última reunión de AEAS, el Sr. Carlos Ferrer, en representación de la empresa FACSA, presentó una nueva herramienta de trabajo que en opinión de los asistentes, va a representar un avance muy importante en la aplicación de los análisis microbiológicos en las EDAR. Gracias a la colaboración del autor, reproducimos en este boletín dicha presentación: Herramienta de autoformación para el análisis del fango activo. BIOFAC vs. 1.0 Carlos Ferrer Torregrosa, FACSA (Responsable del Departamento de I+D+i) Juan Antonio Llopis Nicolau, FACSA (Director Área Saneamiento y Depuración) José Claramonte Santarrufina, FACSA (Subdirector Área Saneamiento y Depuración) Sergio Alonso Hernández, FACSA (Jefe del Departamento de Explotaciones) 1.- INTRODUCCIÓN Es posible considerar las plantas depuradoras de aguas residuales con tratamiento biológico, como un modelo experimental útil de un ecosistema artificial en condiciones extremas (Madoni y Ghetti, 1981). En el ecosistema artificial creado en el reactor biológico podemos distinguir un biotopo o conjunto de características ambientales propias de la instalación (oxígeno disuelto, grado de homogeneización, características del agua residual bruta,...) y una biocenosis o comunidad de seres vivos. Dentro de la biocenosis cabe diferenciar entre organismos descomponedores entre los que encontraremos bacterias, hongos y flagelados y organismos consumidores entre los que se encuentran ciliados, flagelados, micrometazoos y rizópodos (los protozoos son el 5% del peso seco del licor mezcla según Curds 1973) y entre los que se establecen relaciones de competencia por el alimento y depredación. Las plantas depuradoras de aguas residuales, enmarcadas dentro del campo de la biotecnología medioambiental, conllevan una complejidad intrínseca al proceso biológico en el que se basan. Los notables avances que el campo de la ingeniería ha experimentado dentro de la depuración de aguas residuales no se han visto acompañados por un desarrollo equivalente del conocimiento de la faceta biológica del proceso. Muy lentamente se va dando luz a la caja negra que el proceso biológico suponía en el sistema de depuración, pero queda mucho por desvelar al respecto y muchas las ramas de la biología implicadas (ecología, microbiología, biología molecular, etc.). La microfauna sintetiza todos los aspectos ambientales y de operación que influyen en el tratamiento de las aguas residuales por los procesos de fangos activados. Las características y composición del agua tienen un efecto sobre la cantidad y composición de las comunidades microbianas, y estas a su vez influyen sobre la composición y abundancia de las comunidades que de ellas se alimentan. El análisis microbiológico aporta una gran información al controlador de proceso de una EDAR. La información obtenida en el análisis microscópico del fango activo no puede reemplazar a la obtenida de los análisis fisicoquímicos o cálculo de parámetros operacionales sino que complementa la aportada por estos. Sin embargo, la información obtenida de las observaciones microscópicas es difícil de interpretar y en muchas ocasiones no se disponen de la metodología y/o formación que permita extraerla. Por otro lado, en contraposición con la necesidad e inquietud del personal técnico por formarse en este campo encontramos que esta actividad exige un importante esfuerzo autodidacta y que la información es escasa, muy específica y en general tiene un nivel científico excesivo para neófitos. Los medios materiales, en materia de microscopía, en las estaciones depuradoras de aguas residuales en la mayoría de los casos son básicos y no disponen de la tecnología existente en centros tecnológicos y universidades. El material gráfico que documenta la mayoría de trabajos en este campo se aleja de la realidad de la observación microscópica a pié de planta incrementando con ello la confusión y el desaliento del observador novel. La optimización del proceso depurador no puede prescindir de esta información, que a diferencia del resto de parámetros operacionales analizados, nos permite, con ciertas garantías, prever la tendencia del sistema y por tanto adelantarnos a posibles problemas. Hechos puntuales que pueden pasar inadvertidos inicialmente en la calidad del efluente, son reflejados por cambios en la estructura poblacional de la microfauna. Vertidos tóxicos nocturnos, daños en la red de saneamiento (infiltración de aguas blancas), avería de ciertos equipos, etc. producen alteraciones en las condiciones ambientales del proceso que pueden ser imperceptibles para el operador de planta pero que si son reflejadas en las modificaciones que sufre la estructura poblacional del sistema (abundancias y biodiversidad) dando la alarma y permitiendo tomar las medidas para minimizar el deterioro de la calidad del efluente. El análisis microscópico del fango activo precisa de personal altamente cualificado, capaz de obtener toda la información que la observación aporta y que, al mismo tiempo, sepa integrar ésta con el resto de información (fisicoquímica, parámetros de proceso, etc.) e interpretar el conjunto de ésta dando lugar así a una correcta toma de decisiones. Cada instalación tiene una dinámica poblacional propia, fruto de la conjunción de factores bióticos y abióticos del sistema. En ninguna instalación se conjugan los mismos factores dando lugar por tanto, a ecosistemas distintos, por ello, comparar las poblaciones entre EDARs distintas debe interpretarse con cierto escepticismo. El análisis microscópico de una instalación y el estudio de la evolución de la población y característica macro y microscópicas del fango activo revelan un gran volumen de información de relevante significatividad. Existen pautas generales o interpretaciones de la evolución de la población microfaunística aplicables a todas la instalaciones, pero en el seno de cada sistema, esta generalización tendrá un mayor o menor valor específico. El análisis microscópico continuado de una instalación es el que ponderará el peso específico de estas generalizaciones recogidas en la bibliografía. Se debe tener presente que el máximo partido de la información obtenida del análisis microbiológico se obtiene cuando este no es un hecho aislado, sino un proceso rutinario. La integración del análisis microbiológico en una dinámica de trabajo habitual en la explotación de la instalación y el manejo de la información aportada en la toma de decisiones permite maximizar las ventajas de este análisis. 5

7 2.- OBJETIVOS Al efectuar el análisis microscópico del fango activo, el personal técnico se enfrenta a dificultades tales como, la falta de formación específica (en ocasiones, básica en materia de biología), la inaccesibilidad material científico específico, a material gráfico poco representativo (para los medios materiales manejados en las EDAR), que prácticamente todo el material consultado estaba dirigido a personal científico/investigador y por último, que existía un gran desconocimiento de metodologías de análisis e interpretación de resultados. El objeto del presente trabajo es facilitar el acceso a formación específica en materia de análisis y control microbiológico de sistemas de depuración mediante fangos activos. Dirigido a todo el personal técnico cuya actividad profesional esté relacionada con el mundo de la depuración, el DVD interactivo será una herramienta con la que se dotará al usuario de toda la información y formación necesaria para acometer con criterio el control microbiológico del proceso de fangos activos. El primer fruto del estudio en materia de bioindicación efectuado por Facsa se materializa en el desarrollo de una herramienta de autoformación en formato de DVD interactivo que pretende dar solución a todos los problemas encontrados y que sienta las bases para la ejecución de un análisis estandarizado. 3.- MATERIAL Y METODO El DVD interactivo se ha confeccionado a partir de las filmaciones que se han realizado con equipos de microscopía de varias plantas depuradoras. Se muestrearon y observaron más de 500 muestras de 53 depuradoras distintas. De entre más de vídeos y fotografías obtenidas de estas observaciones, el DVD interactivo recoge las más representativas y de mayor calidad. Las observaciones se han efectuado con microscopios de gama media, empleando técnicas de campo claro y contraste de fases. El objetivo de emplear este equipamiento fue que la calidad del mismo fuese similar al material que pueden obtener la mayor parte de los usuarios del DVD con los medios habitualmente disponibles en las EDAR. La toma, transporte y conservación de muestras, se realizó siguiendo un metódico protocolo establecido con el fin de garantizar tanto la representatividad de las mismas como la idónea conservación de estas hasta su procesado. La identificación de especies de protozoos se realizó basándose en las siguientes obras de referencia general: Foissner et al. (1991, 1992, 1994), Curds (1969), Curds (1986), Corliss (1979). La identificación de rotíferos se realizó empleando las obras de Donner (1965) y Koste (1978). La identificación de microorganismos filamentosos se ha efectuado de acuerdo al manual de Eikelboom revisado y actualizado posteriormente por Jenkins, Richard y Daiger. 4.- Contenidos Las áreas en las que está dividido el DVD son 4: Análisis del fango activo, atlas interactivo de microbiota, atlas interactivo de microorganismos filamentosos y una guía interactiva para el cálculo de índices bióticos y formularios de identificación de microorganismos filamentosos. El DVD interactivo contiene más de fotografía y cerca de 900 vídeos editados digitalmente que muestran de forma clara orgánulos celulares y características diferenciales de cada uno de los microorganismos descritos. Mediante un menú sencillo se accede a diferentes áreas de conocimiento relacionadas con el control y análisis de los procesos de fangos activos y la microbiota en ellos presente Análisis del fango activo En este apartado se desarrolla y explica pormenorizadamente el procedimiento a seguir para la toma y conservación de muestras así como la metodología para caracterizar tanto macroscópica como microscópicamente el fango activo. Los análisis macroscópico y microscópico del fango activo aportan información de gran valor para un adecuado control y optimización del proceso de depuración. La suma de la información obtenida mediante técnicas microscópicas y la obtenida de la observación de visu de la muestra tienen un efecto sinérgico, siendo fundamental abordar ambos aspectos para evitar sesgos de información y efectuar un correcto diagnóstico. Consideraremos variables macroscópicas a todas aquellas características del proceso que podemos describir sin emplear un microscopio. En este apartado también se abordan y documentan alteraciones en el reactor biológico y/o decantador secundario que de una manera u otra afectan a la calidad de la explotación (generación de olores, proliferación de insectos), incluso a la calidad del agua depurada. Estas patologías (bulking, foaming, pin point floc, etc.) pueden tener su origen en múltiples causas. Aquí se describen las principales alteraciones que pueden observarse, como identificarlas correctamente, cuales son las principales causas que las originan y algunas medidas correctoras. La información obtenida de la observación macroscópica del fango activo debe completarse con la obtenida de la información microscópica del mismo. Son muchas las variables microscópicas a analizar (Eikelboom et al. 1981, GBS 2005), en este apartado, se desglosan pormenorizadamente los detalles a observar y valorar a fin de obtener un análisis del fango activo completo. Las características cualitativas y cuantitativas que definen el análisis microscópico del fango activo las dividimos en tres grandes grupos: caracterización estructural del flóculo, análisis cualitativo/ cuantitativo de la microfauna y análisis cualitativo/cuantitativo de microorganismos filamentosos. En este apartado se describen e ilustra pormenorizadamente las técnicas habitualmente empleadas. Por último, también se documentan e ilustran las partes y funcionamiento de un microscopio óptico con contraste de fases. 6

8 Figura 1 Pantallas con vídeos ilustrativos Atlas de Microfauna En el presente apartado se documenta gráficamente la microfauna que habitualmente encontramos en sistemas de fangos activos. El material gráfico se ha obtenido con medios existentes habitualmente en una EDAR, huyendo de sistemas de microscopía limitados a centros de investigación y de técnicas en las que la inversión en tiempo no se ve compensada con el valor de la información obtenida para un análisis rutinario del fango activo. La interactividad de este apartado facilitará al usuario el reconocimiento de estructuras características de cada individuo y por tanto la correcta identificación de estos. En este apartado, mediante abundante material gráfico, también de definen e ilustran los principales orgánulos y estructuras, tanto de protozoos como de micrometazoos, que ayudarán al observador en la identificación de la microbiota. En ocasiones, el contraste que el material biológico ofrece es insuficiente para apreciar ciertos detalles de los microorganismos, por ello, se han desarrollado técnicas que permiten teñir de forma diferencial determinadas estructuras de estos. Podemos distinguir entre tinciones vitales y tinciones sobre muestra fijadas. La tinciones vitales permiten teñir ciertas estructuras del microorganismo in vivo (se observa al microorganismo vivo). Las tinciones sobre muestras fijadas destacan estructuras del organismo muerto. Mediante vídeos se ilustra el protocolo de ejecución las principales técnicas. La capacidad bioindicadora de algunas de las especies presentes en el licor mezcla hacen necesario el identificarlos correctamente para obtener un diagnóstico fiable y representativo del estado y/o tendencia del proceso. La identificación de la microfauna es una de las tareas más complicadas en el proceso de análisis del fango activo. Exige del observador un elevado grado de formación y experiencia. Figura 2 Algunas pantallas de la sección de Microfauna. Textos emergentes con comentarios en cada ficha de protozoos acerca de la ecología y taxonomía de los mismos (izquierda). Galería de fotografías comentadas (derecha) Atlas de Microorganismos filamentosos Los microorganismos filamentosos juegan un papel fundamental en el complejo ecosistema existente en el reactor biológico. El flóculo, unidad estructural y funcional del fango activo, precisa de la concentración adecuada de microorganismos filamentosos para incrementar su tamaño y adquirir la correcta resistencia a los esfuerzos mecánicos inherentes a la agitación y oxigenación del reactor. Un exceso o defecto de concentración de microorganismos filamentosos conlleva problemas operacionales que afectan directamente al correcto funcionamiento del proceso de separación sólido/líquido de la EDAR. La identificación de bacterias filamentosas es fundamental para el adecuado control de su población. Actualmente se conocen que condiciones ambientales son óptimas para el desarrollo de uno u otro organismo filamentosos. Conociendo qué se desarrolla con mayor facilidad en nuestro reactor sabremos qué condiciones ambientales se dan en él y por tanto, que modificar para controlar su proliferación. 7

9 El aislamiento e identificación de bacterias filamentosas por métodos clásicos (pruebas fenotípicas, quimiotaxonómicas y genéticas) es inviable con los medios disponibles en las EDARs. Las técnicas moleculares de clasificación permiten efectuar identificaciones más precisa con una metodología relativamente menos compleja, si bien, la accesibilidad a los medios materiales necesarios para su ejecución no es ni técnica ni económicamente viable en la actualidad para los operadores de EDAR. Eikelboom, en 1975, desarrolló una nomenclatura para organismos filamentosos basada en la observación microscópica de estos. A partir de características morfológicas y reacción a tinciones diferenciales, describió varios tipos de filamentos cuya frecuencia de aparición en el fango activo era notable. Esta nomenclatura fue revisada y actualizada posteriormente por Jenkins, Richard y Daiger, siendo sus manuales referencia actual en el campo de la identificación de filamentos en EDARs a nivel mundial. En este apartado, detallamos las características morfológicas y la reacción a tinciones diferenciales que definen cada uno de los tipos descritos, qué valor bioindicador puede asociárseles (determinado a partir de su fisiología) así como las alteraciones que pueden llegar a generar en el fango activo. En una extensa galería fotográfica se recogen detalles de cada uno de estos microorganismos observados, tanto en fresco como tras realizar diversas tinciones. También se recoge, con abundante material multimedia, los protocolos de tinción más habituales en el proceso de identificación de microorganismos filamentosos. Figura 3 Algunas pantallas de la sección de microorganismos filamentosos. Galería de vídeos con los procedimientos de tinción de microorganismos filamentosos (izquierda), galería de fotos de cada microorganismo filamentosos (derecha) Ayudas: Formularios interactivos En este apartado se recogen diversos formularios y herramientas interactivas que ayudarán al usuario en la realización del análisis del fango activo. Encontraremos formularios interactivos que nos permitan, de forma sencilla e intuitiva, calcular el Índice Biótico del Fango y el Índice de Shannon- Weaver. El Índice Biótico del Fango (Sludge Biotic Index) fue desarrollado por Madoni en Se trata de un índice numérico obtenido a partir de las correlaciones entre las principales variables de proceso y las poblaciones de protozoos halladas. El Índice de Shannon-Weaver fue desarrollado en Dicho índice mide la biodiversidad del ecosistema. La unidad de medida empleada es la unidad de información, el bit. Dicho índice mide la complejidad del sistema y de las relaciones tróficas que en él se establecen. Dicha información nos permite valorar la resistencia del sistema a cambios ambientales. En este apartado también encontramos un buscador de Microorganismos filamentosos, a partir de ciertas características de estos, lista que microorganismos responden a las mismas. Cuantas más características definamos, más acotaremos la lista de posibles microorganismos. Por último, en este apartado encontramos un test interactivo de autoevaluación que nos permitirá valorar el grado de conocimiento que en materia de clasificación de microorganismos filamentosos y microbiota tenemos. 5.- CONCLUSIÓN El principal problema ante el que nos enfrentamos al efectuar un análisis estadístico de las relaciones entre parámetros fisicoquímicos, variables de proceso y variables microbiológicas es la gran variabilidad asociada a la falta de estandarización en los datos microbiológicos. La reducción del error asociado al empleo de distintas técnicas y protocolos de toma, transporte y conservación de muestras, así como los debidos al análisis cuantitativo y cualitativo de la microbiota y microorganismos filamentosos es fundamental para la obtención de datos comparables entre si y por tanto para efectuar un análisis estadístico riguroso. El presente trabajo da solución ha este problema reuniendo abundante bibliografía en materia de bioindicación con el fin de aproximar y estandarizar el análisis microbiológico del fango activo entre los operadores de EDAR de fangos activos. Las nuevas tecnologías nos permiten documentar con medios multimedia, protocolos y técnicas descritas en dicha bibliografía aproximando al usuario el mundo de la microbiología de los procesos de depuración biológica de una forma accesible e intuitiva. El desarrollo de la presente herramienta de autoformación ha permitido estandarizar entre el personal técnico de FACSA los procedimientos a seguir para efectuar dichos análisis. Dicha mejora ha posibilitando la ejecución de estudios y proyectos de investigación y desarrollo en materia de bioindicación con tamaños muestrales mayores sin que ello suponga un incremento del error asociado a la metodología de trabajo particular de cada participante. 6.-RECONOCIMIENTOS Agradecer la supervisión científica de los contenidos así como la aportación de material gráfico y textos a: Dra. Laura Isac Dra. Susana Serrano, Dra. Lucía Arregui y Dra. Blanca Pérez, Universidad Complutense de Madrid (Departamento de Microbiología III) Dr. José L. Alonso, Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universidad Politécnica de Valencia. Dr. Eloy Bécares de la Universidad de León (Departamento de Ecología) Dr. Luis Borrás de la Universidad de Valencia (Dpto. Ingeniería química) Al GBS (Grupo de Bioindicación de Sevilla) 8

10 Agradecer al IMPIVA por el apoyo económico para el desarrollo de los trabajos de investigación y desarrollo que han dado como fruto este trabajo. Agradecer a la excelentísima Diputación de Castellón, a la Entidad Pública de Sanejament d Aigües Residual de la Comunitat Valenciana (EPSAR) y al Instituto Aragonés del Agua (IIA) por su apoyo y colaboración. 7.- REFERENCIAS Bécares, E. (1994). Biologia de uma planta depuradora de fangos activos de doble etapa tratando águas residuales de la industria farmacéutica. Curds, C.R. (1973). A theoretical study of factors influencing the microbial population dynamics of the activated sludge process. I- The effects of diurnal variations of sewage and carnivorous ciliated protozoa. Wat. Res. 7: Curds, C.R. (1973). A theoretical study of factors influencing the microbial populations dynamics of the activated sludge process. II- A computersimulation study to compare two methods of plant operation. Wat. Res. 7: Egadi,F.,Madoni,P. (1991) Relazione tra efficienza di depurazione e struttura delle comunitá di protozoi in un impianto municipale a fanghi attivi: un anno di studio. En: P.Madoni (ed.) Biological Approach to Sewage Treatment Process:Current Status and Perspectives, Perugia Foissner, W. y Berger, H. (1996). A user-friendly guide to the ciliates (Protozoa, Ciliophora) commonly used by hidrobiologist as bioindicator in rvers, lakes and waste waters, with notes ontheir ecology Freshw. Biol. 35, GBS, (2008) Manual práctico para el estudio de grupos bioindicadores en fangos activos. Reed Business Information-Tecnología del Agua. Jenkins, D., Richards, M.G. y Daiger, G.T. (1993). Manual on the causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming. WRC, <Pretoria y USEPA, Cincinnati. Por acuerdo con la empresa FACSA, todos nuestros socios pueden disponer durante 2010 de cómo máximo 2 DVD por empresa a un precio cerrado de 30 euros IVA Incluido. El precio de mercado del DVD es de 75,4 euros IVA incluido. Continuando con la misma entidad, referencia en toda España, el grupo de trabajo de inspección de vertidos y laboratorio, ha elaborado un documento síntesis del segundo encuentro sobre inspección y control de vertidos a saneamientos públicos: situación actual y nuevos retos (31 de Marzo de 2009), pone de manifiesto la necesidad de realizar una planificación, inspección, control y sanción más exhaustivo para los vertidos a saneamiento público. Uno de los problemas que se detectan de nueva generación en las EDAR, es la aparición de residuos, que aparecen debidos a los nuevos usos de nuestra sociedad. Uno de estos usos es la utilización de toallitas higiénicas, que en vez de ser retiradas como residuo sólido urbano, se desechan mediante el sistema de alcantarillado, generando numerosos atascos en las bombas de impulsión en las EDAR ( Problema similar ocurre con los nuevos trituradores que aparecen en el mercado. Para más información: 9

11 Por último Reyes Linares y Pedro Infante, alumnos colaboradores de GBS, han realizado un artículo de opinión sobre los vertidos a cauce público. Inspección y control de vertidos a cauces públicos Autores: Linares, Mª Reyes e Infante P. Universidad de Sevilla. En España, uno de los problemas ambientales más graves tiene que ver con la contaminación de las aguas. Tiene su origen principalmente, en numerosos vertidos de carácter puntual que se producen al día, derivados de actividades domésticas, industriales y ganaderasagricultura. Para solucionar este echo, hay que partir de la concienciación ciudadana, ya que la prevención es la principal solución al problema, aunque no se evitará por ello la necesidad de un control exhaustivo de las aguas residuales, garantizando la mayor calidad posible de las mismas. Los objetivos fundamentales que se pueden perseguir desde el punto de vista público y privado, para llevar a cabo una correcta gestión de las aguas residuales se pueden enmarcar dentro del ámbito tanto voluntario (autogestión, diseño de la planta..etc.) como legal (inspección, vigilancia..etc.). Introducción El control de los vertidos de aguas residuales queda limitado a las entidades que posean el titulo de idoneidad, de acuerdo con la Orden del 16 de julio de 1987 sobre la regulación de empresas colaboradoras de los organismos de cuenca y las empresas acreditadas por la ENAC (Entidad Nacional de Acreditación) que cuenten con la autorización de la Comunidad Autónoma a la que pertenezcan. Las normas de acreditación para los laboratorios de ensayo es la EN y para las demás actividades (informes, determinación in situ, certificados...etc.) la norma de competencia técnica para organismos de inspección. Estas normas obligan a la entidad a establecer un sistema documental que demuestre: su imparcialidad, integridad, independencia, confidencialidad, además de contar con personal cualificado, medios, equipos y procedimientos adecuados para garantizar la calidad de sus análisis. Lo primero de todo, es definir los objetivos sobre los que se va a basar el estudio de las aguas residuales para cumplir con los estándares de calidad vigentes, podrán variar según lo inicie el titular del vertido ó la Administración con responsabilidad medioambiental: Autorización de los vertidos: Pieza fundamental desde la cual se basa el sistema de regulación y control de los vertidos. La entidad del vertido está obligado conocer las características tanto físico-químicas, como toxicológicas del mismo. Esta información es clave para poder solicitar la autorización correspondiente. Establecimiento de cánones de vertido: En muchos casos se puede llevar a cabo de forma teórica, gracias a un factor indicador de contaminación, hallado mediante una tabla donde se relaciona actividad y estimación del caudal. La planta gestora de las aguas y la entidad de los vertidos también pueden calcular este factor de forma analítica. Estos cánones se establecen según los valores reales de contaminación vertidos. De esta forma, se puede relacionar vertido-sanción económica. Cumplimiento legal: Las Administraciones Públicas poseen los medios necesarios para obligar al titular de los vertidos a cumplir con la legislación medioambiental, mediante el establecimiento de sistemas de vigilancia rigurosos, tanto de sus contaminantes como inclusive del medio acuático receptor. La Administración puede actuar frente a vertidos no autorizados como ante vertidos que incumplen la autorización del vertido y ante un incumplimiento legal, puede: - Requerir responsabilidades para corregir las desviaciones del vertido no autorizado y posteriormente se confirmará con una inspección. -Tramitación de la multa correspondiente por infracción. Inspección: Principal herramienta de control de los vertidos a los sistemas de saneamiento junto con la evaluación de los incumplimientos legales. Los resultados de esta tarea se verán reflejados directamente sobre el medio natural, de ahí la importancia de que los requisitos exigidos se cumplan debidamente. Este proceso presenta diferentes objetivos: -Control de las condiciones de vertido. -Determinar las responsabilidades por vertidos incontrolados. -Muestreo de las aguas residuales. -Verificar los datos de autocontrol de vertidos de las empresas. -Verificar el buen funcionamiento y calibración de los analizadores de las empresas. -Favorecer las relaciones entre las empresas, para que se produzcan intercambios de puntos de vista. -Verificar las autorizaciones de vertido. -Garantizar el correcto funcionamiento de las instalaciones de depuración y saneamiento. -Garantizar que las instalaciones cumplen con los requerimientos ambientales recogidos en la autorización de vertido. -Sancionar las ilegalidades y promover el cumplimiento de las leyes. -Asegurarse que el proceso de depuración es correcto y que se cumple los límites de vertido de las EDARS, para que la calidad de las aguas receptoras del mismo no se vean afectadas. Diseño de sistemas tratamiento de aguas residuales: Para realizar la actividad de depuración, hay que investigar de forma exhaustiva en qué consiste la contaminación, para que el sistema de depuración escogido sea el correcto y la planta funcione, obteniendo la máxima eficacia del proceso. Determinar el por qué de daños en las plantas depuradoras: Ante problemas puntuales detectados en los sistemas de saneamiento que van a conllevar a un daño en la planta depuradora, es imprescindible determinar el origen y alcance del mismo, para poder valorarlo y planificar la sanción con la entidad responsable. 10

12 Un caso especial, son los alivios en tiempo de lluvia sobre los sistemas de alcantarillado, que puede llegar incluso a producirse un desbordamiento. Por lo que se hace imprescindible poder diseñar instalaciones, como colectores, que lo puedan evitar, de esta forma no se producirá contaminación del agua receptora por el alivio del agua de lluvia. Sin embargo, aun es inevitable desviar parte del agua de entrada directamente al medio receptor ante una precipitación de elevada magnitud. Estudio económico: Tanto el sistema de control de vertidos como el de la inspección, requieren de un modelo de financiación económica, según la cual se debe garantizar el uso eficiente de los hídricos y aplicar el principio de que quien contamina debe pagar. Por ende, es clave fijar la naturaleza jurídica de los ingresos necesarios para la financiación de los procesos anteriormente citados. Materiales y métodos Cuando los objetivos sobre los que se va a basar el análisis de las aguas residuales ya están descritos, se puede proceder a determinar los límites sobre los que se mueve y el fin del mismo. Cuando se conoce el profundidad el proceso, se puede proceder a la planificación y realización de los análisis in situ y en el laboratorio. Parámetros de estudio a determinar: El estudio será lo más profundo y claro posible, porque se pueden hallar los parámetros físico-químicos, microbiológicos y toxicológicos de distintas formas no equivalentes, produciéndose confusiones entre el laboratorio y quien solicita el análisis. Los parámetros en estudio en un vertido de aguas residuales están impuestos por la normativa correspondiente: -Metales. -Toxicidad. -Detergentes. -Fenoles. -Conductividad. -DBO7 y DBO5. -Plaguicidas. -VOCs. Muestras para analizar: Hay que poder hacer un estudio lo más representativo posible, por lo que hay que definir el número mínimo de muestras que se deben analizar. Existen varios factores que originan variabilidad y pueden perjudicar a las muestras recogidas: -Demasiado tiempo entre toma de muestra- análisis. -Se ha almacenado en un envase inadecuado. -La muestra no se ha conservado. -Volumen insuficiente de muestra. -Estudio de parámetros inestables cuyo análisis debe hacerse in situ. -Solicitud de análisis que no se pueden realizar. -En días no laborables, las muestras sólo se conservan en frío, por lo que hay parámetros que no se podrán determinar. El estudio puede realizarse sobre muestras sencillas ó mediante la integración de las mismas que han sido tomadas en diferentes momentos ó puntos de la planta. Éstas últimas serán menos precisas y no se pueden reutilizar. Es importante definir el momento en el que se a proceder a la toma de muestras y su número. Tanto la técnica como el instrumental de muestreo del que se disponga determinarán el ensayo que se realizará en el laboratorio. Tratamiento-manipulación-conservación de muestras: Para evitar en la medida de lo posible la degradación físico-químico-biológico de la muestra y que no se vea alterado el resultado de su estudio, existen varios métodos de conservación, pero siempre dentro de un periodo de tiempo limitado (horas, días, meses): -Conservación en frío. -Congelar alícuotas para poder repetir el análisis si fuese necesario. -Conservación con H2SO 4. Análisis: En el laboratorio se llevarán a cabo diferentes análisis físicos, químicos, microbiológicos y toxicológicos. Etapas que se suceden: 1. Recepción de muestras. 2. Tratamiento previo si fuera necesario. 3. Calibración de equipos. 4. Realización de los análisis y ensayos. 5. Cumplimentar los respectivos partes de control con los resultados de los análisis. 6. Gestión de muestras de contraste si fuera necesario, por lo que permanecerá en custodia en el laboratorio una muestra. Acreditaciones-homologaciones: El laboratorio debe estar acreditado para los análisis que realiza, de acuerdo con unas normas de calidad que garantiza su competencia. Subcontrataciones: Debido a que se aprueban nuevas legislaciones, es normal que los laboratorios no estén dotados para analizar determinados parámetros y se vean obligados a subcontratar. Para ello, hay que asegurarse que el laboratorio al que se le pide la ayuda debe portar la acreditación correspondiente de ENAC. Resultados El resultado final de los estudios realizados serán informes donde quedarán descritos los valores obtenidos junto con una valoración final del agua residual, por eso habrá que interpretar los datos analíticos frente a criterios previamente establecidos en la legislación nacional, autonómica ó municipal, que establezcan un camino para alcanzar niveles de contaminación lo más seguros posibles, tanto para el ser humano como para el medioambiente. Discusión 11

13 Con todo lo acontecido, se observa que la legislación vigente no es suficiente, ya que debería ser mucho más inflexible ante los incumplimientos legales. Además, debido a la falta de personal, los expedientes donde quedan reflejados dichos irregularidades están sin resolver durante largos periodos de tiempo ó simplemente hay poco interés por parte de las entidades responsables de llevar a cabo un estudio sobre la composición de su vertido como de equipar correctamente su planta depuradora. Mientras tanto, el medioambiente se ve perjudicado frente a los vertidos incontrolados. Todo lo que dañe al ecosistema, nos terminará por afectar, directamente ó indirectamente. Bibliografía -Marín Galvín, R Vigilancia y control de los principales vertidos industriales a la red de saneamiento de Córdoba. Tecnología del Agua. Vol pp García Ruíz1, A; Castro Guío, Mª. Aplicación del enfoque ciencia, tecnología, sociedad y ambiente ante problemas reales: vertidos incontrolados de residuos. -B.O.C.M Ordenanza de Gestión y Uso Eficiente del Agua en la Ciudad de Madrid. B.O.C.M. Vol pp Marín Galvín, R; Mantecón Pascual, R; Díaz de Durana Uriarte, B Ordenanzas de vertidos como herramienta para lograr un más eficaz control de vertidos a las redes de saneamiento público. Tecnología del Agua, Vol pp Grupo de trabajo de inspección de vertidos y laboratorio, Aeas: documento de discusión: 2º encuentro sobre inspección y control de vertidos a saneamientos públicos: situación actual y nuevos retos. FICHA BREVE Dos géneros muy similares y de difícil distinción son Vaginícola y Thurícola. Ambos son organismos sésiles incluidos en una loriga transparente en la que nos encontramos uno o dos individuos. Generalmente los organismos del A.2.4.PERITRICOS. Géneros género Thurícola, presentan un NADADORES Astylozoon Piriforme Carece de ciliación somática pequeño pie. Sin embargo en Ciliación peristomial e infundibular ocasiones pasa desapercibido. La Solitarios Vorticella Pedúnculo contráctil Vaginicola Sin pedúnculo Uno o dos individuos en el interior de un caparazón Thuricola Con pedúnculo detección de la tapadera propia de Thurícola, permite discriminar claramente entre una u otra. SÉSILES Carchesium Pedúnculo Dicha diferenciación se pone de Espasmonema discontínuo contráctil Zoothamnium manifiesto en el siguiente Coloniales Espasmonema contínuo Epistylis reportaje donde se han utilizado Con labio peristomial simple Campanella Pedúnculo no técnicas de microscopía óptica y complejo contráctil Nomarski. Opercularia Con opérculo Ref: Pérez-Uz et al.; Anexo Protozoos en el fango activo. Claves de identificación. Coleccionable Tecnología del Agua Ciliados sésiles lorigados. In vivo. 200x. 12

14 A A B C D E Thurícola kelitoniana. In vivo. A, B. 100x. Contraste de fases. C, D: 400x. Técnica Nomarski. Detalle tapadera E: 400x. Campo claro. Detalle tapadera 13

15 BIBLIOGRAFÍA DE INTERÉS La modelización de las EDAR es un sistema de predicción en auge, que se va implantando progresivamente en los despachos de los técnicos, como sistema complementario para palos complejos procesos que se producen en la EDAR y poder prever su evolución. En ese sentido programas que simulen procesos de alteración de la decantabilidad, como el desarrollado a continuación nos permiten vislumbrar medidas de simulación biológica cada vez más eficaces. Prueba de ello es este artículo de opinión, el cual reproducimos algunos fragmentos sobre modelización del fenómeno bulking, escrito por Smets et al., en la revista Journal of Process Control, nº 16, 2006 Dynamic modeling of filamentous bulking in lab-scale activated sludge processes Ilse Y. Smets, Ephraim N. Banadda, Jeroen Deurinck, Nele Renders, Rika Jenne, Jan F. Van Impe * BioTeC Bioprocess Technology and Control, Katholieke Universiteit Leuven, W. de Croylaan 46, B-3001 Leuven, Belgium address: jan.vanimpe@cit.kuleuven.ac.be (J.F. Van Impe). Journal of Process Control 16 (2006) Abstract For years now, biological wastewater treatment plants rely on activated sludge systems in which a complex ecosystem, constituted mainly of bacteria and protozoa, (bio)degrade the incoming pollutants. Filamentous bulking, a phenomenon in which the filamentous organisms dominate the activated sludge is still a widespread problem in the operation of activated sludge processes with often severe economic and environmental consequences. Image analysis offers promising perspectives for early detection of filamentous bulking because the morphology parameters of the activated sludge respond rather fast to changing process conditions. This paper aims at exploiting this information in black box models to predict the evolution of the sludge volume index (SVI), a laboratory measurement currently exploited to quantify the sludge settleability. More specifically, dynamic ARX models are investigated as a function of organic loading and digital image analysis information (such as the total filament length per image and some representative mean floc shape parameters). The model_s performances are compared on the basis of a squared errors like quality criterion. While the identification results are very promising, the validation of the models on other independently generated data sets, depends on which data set is used for identification. The best performing models have (a combination of) the total filament length, one of the floc elongation parameters and the fractal dimension as inputs. 1. Introduction Over 90% of the municipal wastewater treatment plants rely on activated sludge systems for the core part of the treatment process. These systems encompass biodegradation and sedimentation processes which take place in the aeration and sedimentation tanks, respectively. The key feature of the biological degradation process is that microorganisms, i.e., the so-called activated sludge, convert the incoming polluting organics while growing. Afterwards, during the sedimentation, the purified water has to be separated from the activated sludge by gravity. The performance of the activated sludge process is, therefore, to a large extent, dictated by the ability of the sedimentation tank to (i) separate the biomass from the treated effluent and (ii) concentrate it. The concentrated sludge is predominantly recycled while a small part is wasted. Failing separation and concentration of the sludge has two major consequences: on the one hand, biomass can, in severe cases, escape with the effluent (which is often not treated any further), thus jeopardizing the plant_s effluent quality, while, on the other hand, a too diluted recycle stream precludes proper biodegradation in the aeration tanks. Apart from poorly designed clarifiers, settling failures can be mainly attributed to filamentous bulking, a phenomenon induced by a dominance of filamentous bacteria which hold the activated sludge flocs apart and hinder settlement. To quantify the settling characteristics of the sludge, sedimentation tests, such as the Sludge Volume Index1 (SVI), are usually performed. In addition to being routinely available, the SVI measurement has the advantage of representing a measure of bulking not associated with any single-organism species, therefore describing bulking conditions regardless of the population composition and of the dynamics of the system_s biomass. As a general guideline, bulking is said to occur when the SVI is greater than 150 ml/g, regardless of its cause. Apart from performing SVI tests, the activated sludge process is, at the present time, monitored through regular microscopic observation of the sludge by the operator. However, from a pragmatic point of view, microscopic observation is subjective (i.e., operator dependent) and time consuming, often leaving insufficient time for corrective interventions. Image analysis, a computer assisted procedure through which analysis of digital images is performed, could provide an objective means to assist the operator_s decision making [9]. Furthermore, mathematical models, capable of predicting the evolution of, e.g., the SVI value, will be indispensable for the development of early warning and detection tools. Although filamentous bulking has been studied intensively during the last decades, see, e.g., [3,4,8,9,12], the phenomenon is so complex (i.e., influenced by so many different factors) that a first principles model is still lacking. It is within this context that this research aims at exploiting the rich potential of image analysis information in black box mathematical models to predict the onset of filamentous bulking. Since static (instantaneous) correlation models, as reported by, e.g., da Motta et al. [5] cannot provide future SVI predictions nor take into account the system_s delay, this research focuses on dynamic models. In a first approach, linear (ARX) models have been preferred over nonlinear ones although the system is probably characterized by nonlinear behavior (since living organisms are involved). Linear model identification is however a much more mature field. 4. Conclusions In the quest for an early forecast tool for filamentous bulking in activated sludge wastewater treatment systems, organic loading and or digital image analysis information have been exploited into dynamic black box models to predict the Sludge Volume Index evolution based on a quality performance criterion, i.e.,r2 adj. If the floc and filament characteristics change before the SVI reaches its critical limit, a dynamic model, taking into account previous input and output values, could aid in predicting filamentous bulking before it really happens, which is not feasible with static, instantaneous models. Therefore, ARX models were identified from two individual data sets and afterwards cross-validated on the data of the other experiment. Following general conclusions can be drawn. The total filament length per image F is a valuable model input but cannot aid in predicting the SVI increase beforehand. This is, e.g., reflected in the delay value nk that is always equal to zero in the ARX values, a fact that was to be expected when the experimental data profile is examined. Therefore, the filament length has to be combined with other input parameters. Hereto, the floc elongation related parameters (R, RG or AR) and the fractal dimensions FD are significantly better performing than the form factor FF and the equivalent diameter Deq. The performance of the models with the loading Q as one of the inputs is not always consistent, a result that encourages the use of image analysis as an activated sludge monitoring tool. Models identified on the first experiment do not validate well on the data of the second experiment while, vice versa, reasonable validations are obtained. How-ever, in the latter case, the SVI is often overestimated, mainly during bulking. Both phenomena could be explained by a significant difference of SVI profiles during both experiments. To further improve the identified models following options will be explored. The first adjustment will be based on scaled input/output data while the second will employ the diluted SVI, being a normalized version of the standard SVI measurement as output. Hereto, new experiments will be performed. 14

16 References [1] E. Banadda, I. Smets, R. Jenne, J. Van Impe, Dynamic modelling of filamentous bulking in lab-scale activated sludge processes, In: Proceedings of the 7th International Conference on Dynamics and Control of Process Systems, Dycops 7, CDROM 6p, Cambridge, MA (USA), [2] E. Banadda, I. Smets, R. Jenne, J. Van Impe, Predicting the onset of filamentous bulking in biological wastewater treatment systems by exploiting image analysis information, Bioprocess and Biosystems Engineering, 2005, in press. [3] C. Cenens, I. Smets, V. Ryckaert, J. Van Impe, Modeling the competition between floc-forming and filamentous bacteria in activated sludge waste water treatment systems. Part I. Evaluation of mathematical models based on kinetic selection theory, Water Research 34 (9) (2000) [4] C. Cenens, I. Smets, J. Van Impe, Modeling the competition between floc-forming and filamentous bacteria in activated sludge waste water treatment systems. Part II. A prototype mathematical model based on kinetic selection and filamentous backbone theory, Water Research 34 (9) (2000) [5] M. da Motta, M. Pons, N. Roche, Study of filamentous bacteria by image analysis and relation with settleability, Water Science and Technology 46 (2002) [6] L. Eriksson, A. Hardin, Settling properties of activated sludge related to floc structure, Water Science and Technology 16 (10 11) (1984) [7] J. Ganczarczyk, Microbial aggregates in wastewater treatment, Water Science and Technology 30 (8) (1994) [8] D. Jenkins, M.G. Richard, G.T. Daigger, Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming, second ed., Lewis, London (UK), [9] R. Jenne, E. Banadda, N. Philips, J.F. Van Impe, Image analysis as a monitoring tool for activated sludge properties in lab-scale installations, Environmental Science and Health Part A 38 (10) (2003) [10] R. Jenne, C. Cenens, A. Geeraerd, J.F. V.I., Towards on-line quantification of flocs and filaments by image analysis, Biotechnology Letters 24 (11) (2002) [11] J. Russ, The Image Processing Handbook, third ed., CRC Press, Boca Raton (USA), [12] J. Wanner, I. Ruzickova, P. Jetmarova, O. Krhutkova, P. J., A national survey of activated sludge separation problems in Czech Republic: filaments, floc characteristics and activated sludge metabolic properties, Water Science and Technology 37 (4 5) (1998) Continuando con el interés demostrado en AEAS, para conseguir unas ordenanzas claras, específicas y controladoras de los vertidos con riesgos al alcantarillado, el artículo escrito por Ellouze et al., en la revista Microbiological Research, de 2007, (Ellouze M, et al. Assessment of the impact of excessive chemical additions to municipal wastewaters and comparison. Microbiol Res (2007), oi: /j.micres ) sobre el impacto de elementos tóxicos y patógenos sobre las aguas residuales y su posible forma de eliminarlos. Reproducimos en está ocasión el efecto de la calidad del agua residual sobre la eficiencia de un reactor MBR. Assessment of the impact of excessive chemical additions to municipal wastewaters and comparison of three technologies in the removal performance of pathogens and toxicity Mariem Ellouze, Ahlem Saddoud, Abdelhafidh Dhouib, Sami Sayadi Laboratoire des Bioproce de s, Centre de Biotechnologie de Sfax, Sidi Mansour, Km 6, BP) K* 3038 Sfax, Tunisia /j.micres sami.sayadi@cbs.rnrt.tn (S. Sayadi). Summary The removal efficiencies of pathogens such as Salmonella (S), helminths ova (H), protozoan cysts (P), total coliforms (TC), faecal coliforms (FC) and faecal streptococci (FS) by three treatment processes: aerated lagoon (AL), activated sludge (AS) and anaerobic membrane bioreactor (MBR) were evaluated by means of standard microbiological numeration methods. The micro-toxicity and phyto-toxicity of wastewaters were monitored by LUMIStox and germination index (GI) of Lepidium sativum tests. The results of municipal wastewaters receiving industrial effluents such as Sfax and Mahres were compared with other municipal wastewaters receiving mainly domestic effluents such as Ksour-Essaf. The anaerobic MBR allowed an effective removal of 100% for all the microorganisms tested. The average removal of TC, FC, FS, S, H and P was 1.65 log10, 1.42 log10, 1.23 log10, 0.91 log10, 52.23% and 76.15% in AL system and log10, log10, log10, log10, % and % in AS processes, respectively. LUMIStox and GI of L. sativum tests demonstrated that Ksour-Essaf wastewater (KW) was fairly toxic, while Sfax wastewater (SW) exhibited a high toxicity. This toxicity caused the inhibition of the anaerobic consortia when the MBR was fed with the SW. Moreover, the COD and the micro-toxicity increased during the day, parallel to the industrial and domestic activities resulting in the toxic character of SW during the day. SW treated in the AL remained toxic whereas the Effect of the wastewater quality on the MBR process efficiency The MBR pilot plant process was used for the treatment of the 2 types of municipal wastewaters SW and KW. First, the pilot plant was run by SW at low volumetric loading rates of g COD l_1 d_1. The starting feeding volume was 4 l d_1 for 15 days. After this period, the feed flow was increased to 10 l d_1 for 10 days and 25 l d_1 from the 25th day. The biogas production reached 25 l d_1. After the 48th day, the feeding of the reactor with a new sample of SW provoked a drastic decrease of biogas production. We observed severe inhibition of the anaerobic consortia during the treatment of SW. In spite of a feeding by a relatively low charge, the reactor was not stable and did not reach its stationary phase. The biogas production as well as the percentage of methane in the biogas showed large variations (data not shown). We have observed an important decrease in the methane yield every time when loading the raw SW sample or changing its loading rate. The anaerobic consortia were not capable to adapt to this wastewater. By contrast to SW, we did not find fluctuations with KW and the reactor rapidly reached its stationary phase with high biogas production and methane yield. The MBR remained stable even after several feeds by KW. The pilot plant was run with KW using a volumetric loading rate varying from 0.23 to 2 g COD l_1 d_1. The starting feeding volume was 20 l d_1 for 1 month. After this period, the feeding flow was increased progressively to reach 80 l d_1, corresponding to a decrease of HRT from 2.5 days to 15 h. From the 52nd day to the 178th day, the bioreactor produced up to 30 l of biogas per day. Methane yield expressed as the volume of methane produced per g of COD in the effluent ranged from 0.05 to 0.31 l CH4 g COD_1, and the methane percentage started from 58% to reach up to 70% in the end of this experimental period. The MBR yielded an average COD RR of more than 76% and an average BOD5 RR higher than 84% at stable operation conditions. The microbiological composition of SW and KW before and after the treatment with the MBR pilot plant showed a total removal of all the microorganisms enumerated. Attention was paid to monitor the variation of wastewater toxicity as a function of the time of sampling. Indeed during the day, there was a higher industrial activity in the Sfax region (sampling of 5 September, from to 20.00). The bioluminescence inhibition (%IB) could be related to industrial and household activities, IB varied between 27% and 92%. Extraordinary peaks of toxicity were recorded at , 15.00, and In general, there was a tendency of the micro-toxicity to increase during the day coinciding with the industrial and domestic activity peaks. This tendency corroborated with the increase of the COD concentrations from the morning to the late afternoon (data not shown). The COD increased from averages of 200 mg l_1 in the morning to 600 mg l_1 in the afternoon. Moreover, an indirect relation between the micro-toxicity and the number of microorganisms in wastewaters was obtained Conclusions First, it can be concluded that conventional wastewater treatment processes such as AL or AS are not able to remove pathogens. The treated wastewater by these systems did not conform to the microbial WHO standards. Second, ultrafiltration combined with an anaerobic digester allowed complete biomass withhold and concentration of the pollutants in the reactor. The uncoupling of substrate and wastewater retention time enriched the reactor in specialized bacteria possessing high degradation rates, and this allowed to obtain an extensive pollutant removal and a high effluent quality. Third, the possible presence of harmful industrial effluents was confirmed by using tests of LUMIStox and GI of L. sativum. The effect of the toxicity shocks on the functional operation of the process is clearly shown in MBR system when using municipal wastewater containing relatively high levels of industrial effluents as was the case of raw SW. In spite of the total elimination of microorganisms, we observed a residual toxicity in wastewaters treated by the MBR. These results are very important because treated municipal wastewater is becoming one of the main alternative sources of water in Tunisia. Indeed, in 2001, 62 municipal WWTP had treated 152 millions of m3 from which 18% was reused. It is expected that the volume of reused wastewaters will reach 40 60% until Hence, advanced wastewater treatments such as anaerobic MBR technology are urgently recommended in order to achieve germ-free effluents. Besides, it seems necessary, to observe a strict control on industrial wastewater discharge in public sewage to reduce the toxicity. 15

17 CONSULTAS Dentro de este apartado, se recopilan todas las dudas que nos plantean los socios sobre organismos, alteraciones, etc. Animamos a la participación activa en esta sección que consideramos de gran interés para todos, así como a enviar muestras que presenten alguna situación de interés, organismos no muy comunes, presencia de vertidos tóxicos Para evitar descubrir su origen presentamos la posibilidad de enviar un frasco de 250 ml, con 100 ml de muestra a nuestro correo postal, avisando de la llegada y del interés de la misma, a través del formulario de información de nuestra web. Los aspectos más señalados de estas muestras serán publicados en este boletín. Todas ellas aparecerán de forma anónima. Organismo en forma de media luna. Según la consulta se trata de un organismo que ha aparecido en una EDAR de carga másica media-alta, con una longitud que puede alcanzar las 25 micras. Son organismos sin movimiento. Su localización es fundamentalmente en el interior de flóculos con alta concentración de biopolímeros. El Doctor Luís Borras de la Universidad Politécnica de Valencia, procedió a realizar la tinción de PHA con Azul de Nilo, obteniendo resultados positivos. 16

18 Finalmente, la consulta a varios expertos nos confirma que podría tratarse de levaduras (Tritigmastomus cuculus), asociado a sobrecarga orgánica y procesos de septicidad. Muestra ciega de EDAR convencional. Se recibe una muestra de originaria de la provincia de Toledo, correspondiente a una EDAR convencional. Análisis biológico: Fango poco mineralizado. Flóculos de forma irregular, tamaño medio-grande que si bien presentan un núcleo denso de materia orgánica, su consistencia es débil. Alto nivel de crecimiento disperso. Alta cobertura y diversidad bacteriana. Dominancia de T021N y Haliscomenobacter hydrossis. Las relaciones bacterianas y protozoarias, indican condiciones extremas de carga, asociadas a vertidos, probablemente de matadero o lecherías. Toma de muestras de fangos activos. La toma de muestras para cualquier parámetro debe ser lo más representativa posible. En el caso de los fangos activos, generalmente se toman al final del reactor en el sitio de mayor homogenización. Es decir, es importante que todo el fango del reactor se encuentre en agitación. Para ello es conveniente que durante la toma de muestras estén todos los sistemas de agitación y aireación en funcionamiento. La profundidad de la toma de muestras, no está estipulada, generalmente se toma siempre a la misma profundidad, aprovechando la longitud del sistema de muestreo, pero realmente, si el sistema está mezclado, no tiene importancia fijar un profundidad exacta. 17

19 La excepción, se produce en el caso que tengamos espumas consistentes en nuestro reactor. Las espumas pueden concentrar hasta un % de los MLSS del reactor, por lo que en este caso es necesario tomar muestras a profundidad suficiente, para que no se afecte por las espumas y tomando otra muestra en paraleolo, específicamente de las espumas. Ambas muestran se analizan por separado. Desaparición de espumas de Galo y potencial Redox. La EDAR ha detectado la desaparición de espumas de Galo, así como un empeoramiento del SBI que ha pasado de Clase I a III (Alto nivel de nadadores bacterívoros y carnívoros). No se observan variaciones en ningún parámetro salvo una disminución en el potencial Redox. La disminución de oxígeno, tanto a nivel de ppm de oxígeno soluble como de NO3, puede generar una disminución de la calidad protozoaria y una disminución en el número de filamentos de Galo. Esta disminución de los niveles de oxígeno, repercuten en una bajada del potencial Redox. Levantamiento de la manta de fango. El levantamiento de la manta de fango puede deberse a varias causas. Procesos de desnitrificación en decantación secundaria liberan nitrógeno, que al subir provocan el levantamiento de toda la masa de fango. La otra causa común de levantamiento está asociada al crecimiento de bacterias filamentosas, que provocan la formación de puentes interfloculares y por lo tanto un aumento en el tamaño del flóculo. Dicho flóculo en malla, tiende a flotar o decanta lentamente. En cualquier situación en la que antes de la V30, se produzca un levantamiento total o parcial de la manta de fango la valoración macroscópica es cero. Muestra ciega de Arranque EDAR. Se recibe una muestra de arranque de una EDAR en la provincia de Sevilla. 18

20 La muestra presenta como filamento dominante T021N, si bien aparecen también Thiotrix, Microthrix parvicella, T065 y T1852. El flóculo presenta una buena estructura, si bien la densidad y diversidad de protistas es baja. Textura del flóculo. En el análisis microscópico, la textura pone de manifiesto como de resistente es el flóculo en sus uniones. El procedimiento a realizar es sobre una muestra fresca, recién preparada para su observación y mientras se mantiene enfocado un flóculo a 100x, se golpea levemente el cubreobjeto en un lateral con un punzón o lápiz, se valora si el flóculo mantiene su estructura o se rompe. Otras observaciones. En el apartado de otras observaciones se incluyen valoraciones como: VALORACIÓN CUALITATIVA: -/+ VALORACIÓN CUALITATIVA: -/+ BACT HELICOIDALES (Fotografía realizada por Reyes Linares Bejar) ZOOGLOEA sp PART INORGÁNICAS FIBRAS ORGÁNICAS 19