BOD y COD: Relación y Diferencias de Dos Indicadores Clave de Contaminación Orgánica en Aguas Residuales

En el tratamiento de aguas residuales, el objetivo final es lograr descargas dentro de los límites normativos. Cada unidad de tratamiento requiere datos confiables de monitoreo de calidad de agua para ajustar dinámicamente los parámetros del proceso y asegurar la reducción progresiva de contaminantes. Entre los indicadores, BOD (demanda bioquímica de oxígeno) y COD (demanda química de oxígeno) son parámetros representativos de contaminación orgánica, presentes a lo largo de todo el proceso. Se utilizan para evaluar la carga de entrada, determinar la adecuación del tratamiento biológico y guiar decisiones operativas clave como aireación y recirculación de lodos.

Comprender la relación esencial y las diferencias entre BOD y COD ayuda a los ingenieros a diagnosticar la calidad del agua y optimizar los procesos. Este artículo analiza definiciones, principios de medición y aplicaciones prácticas, y explora el papel crítico de la relación BOD/COD para determinar la biodegradabilidad. Nexisense, como marca especializada en sensores de calidad de agua, ofrece equipos de monitoreo en línea que proporcionan datos estables en múltiples proyectos de tratamiento, apoyando una gestión precisa.

BOD (Demanda Bioquímica de Oxígeno): Carga Orgánica desde la Perspectiva Microbiana

BOD representa el oxígeno consumido por microorganismos al descomponer la materia orgánica bajo condiciones aeróbicas. Simula la degradación natural de contaminantes y mide directamente la fracción biodegradable de la materia orgánica.

En la práctica, se utiliza BOD5 (período de incubación de cinco días) para garantizar comparabilidad. La muestra se mantiene a 20°C, y la diferencia entre el oxígeno disuelto inicial y el residual al quinto día determina el valor BOD5 (mg/L). Valores altos indican gran cantidad de materia orgánica fácilmente degradable y riesgo potencial de déficit de oxígeno. Si BOD5 es alto y no se repone suficiente oxígeno, pueden aparecer condiciones anóxicas y olor/oscurecimiento del agua.

BOD5 refleja de manera precisa la carga biológica para diseñar procesos aerobios como lodos activados o biofilm. Su desventaja es el tiempo de medición prolongado (5 días) y la influencia de la actividad microbiana, temperatura y sustancias tóxicas, lo que limita decisiones rápidas.

COD (Demanda Química de Oxígeno): Oxidación Química Total de Materia Orgánica

COD utiliza un agente oxidante fuerte (como dicromato de potasio) bajo condiciones ácidas y calor para oxidar sustancias reductoras en la muestra (orgánicas y algunos inorgánicos como sulfuros o Fe²⁺). El oxígeno equivalente consumido se expresa en mg/L O2, representando la carga total de materia reductora.

Comparado con BOD, COD es rápido (2–3 h), reproducible y menos afectado por toxinas, ideal para monitoreo en línea. Valores altos indican mayor carga de contaminantes orgánicos y algunos inorgánicos. Según la norma GB3838-2002, COD clasifica la calidad del agua superficial: clase I ≤15 mg/L (cercano a agua potable), clase V ≤40 mg/L (alta contaminación).

COD oxida tanto materia biodegradable como recalcitrante o tóxica, por lo que suele ser mayor que BOD5.

Relación intrínseca entre BOD y COD: Enfoque común, diferentes alcances

Las aguas residuales contienen diversos tipos de materia orgánica. BOD y COD proporcionan indicadores unificados al cuantificar el oxígeno consumido en la oxidación de materia orgánica a CO2 y H2O, representando la carga de contaminación. La diferencia radica en:

• BOD refleja solo la fracción biodegradable.

• COD cubre casi toda la materia orgánica y algunos reductores inorgánicos.

Por ello, COD suele ser mayor que BOD5. En aguas residuales domésticas, COD/BOD5 ≈ 1.8–2.5 (predominancia de materia biodegradable). En industriales, COD/BOD5 ≈ 3–5 o más, indicando aumento de compuestos difíciles de degradar.

Relación BOD/COD: Indicador clave de biodegradabilidad

• B/C > 0.5 (COD/BOD < 2): alta biodegradabilidad, apto para tratamiento biológico directo.

• B/C 0.3–0.5: biodegradabilidad media, posible necesidad de mayor tiempo de retención o nutrientes adicionales.

• B/C < 0.3 (COD/BOD > 3.3): difícil biodegradabilidad, tratamiento biológico limitado; se requieren pretratamientos físico-químicos o avanzados.

Por ejemplo, aguas de alimentos tienen B/C alto y van directo a tratamiento biológico; aguas de tintura o farmacéuticas tienen B/C bajo y requieren pretratamiento para mejorar biodegradabilidad.

Monitorear B/C en entrada, salida y diferentes etapas permite detectar anomalías: descenso súbito de B/C indica presencia de toxinas; aumento de B/C en salida sugiere acumulación de compuestos recalcitrantes.

Aplicaciones prácticas: Uso de BOD y COD en el control del tratamiento

• Monitoreo de entrada: COD para detectar impactos de carga; BOD5 para diseño de etapas biológicas.

• Control de proceso: Seguimiento en tiempo real de oxígeno disuelto y relación COD/BOD para optimizar aireación.

• Control de salida: COD como indicador principal; BOD5 valida la eficiencia biológica.

• Diagnóstico de anomalías: COD alto y BOD normal → interferencia inorgánica; BOD alto y COD bajo → problemas microbianos.

Los sensores en línea de Nexisense permiten monitoreo continuo de parámetros relacionados con COD y BOD, con salidas RS485 o 4–20 mA, integrables a PLC o SCADA, apoyando decisiones basadas en datos.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es más importante, BOD o COD?
Complementarios: COD rápido y completo, para monitoreo y cumplimiento; BOD refleja tratamiento biológico real, útil en diseño y evaluación de biodegradabilidad.

¿Por qué el COD/BOD es bajo en aguas domésticas y alto en industriales?
Domésticas: materia orgánica fácilmente degradable; industriales: compuestos sintéticos, colorantes, metales complejados difíciles de degradar.

¿Cómo mejorar la biodegradabilidad si B/C es bajo?
Acidificación, hidrolisis, electrólisis Fe/C, oxidación avanzada con ozono o Fenton para descomponer macromoléculas.

COD alto y BOD normal, qué hacer?
Verificar interferencia de sulfuros, Fe²⁺ u otros reductores inorgánicos; o usar oxidación parcial para diferenciar contribución orgánica/inorgánica.

Conclusión: Dominar BOD y COD para una gestión inteligente del agua

BOD y COD, aunque con distintos enfoques, trazan el panorama completo de la contaminación orgánica. BOD indica la fracción biodegradable, COD proporciona la carga total. La relación B/C es esencial para decidir procesos y evaluar eficiencia. En un contexto de normas estrictas y optimización energética, datos precisos y en tiempo real son cruciales. Los sensores en línea de Nexisense permiten una gestión detallada, transformando datos en mejoras operativas y apoyando la protección sostenible del agua.