El desenvolupament industrial de les societats avançades genera un impacte ambiental que ja no pot ser assimilat per la naturalesa. A les últimes dècades s’ha pres consciència dels seus efectes i s’han cercat vies per pal·liar-lo. Una d’aquestes vies és el tractament dels residus generats durant les activitats humanes.Les aigües residuals són un d’aquests residus i cal sotmetre-les a depuració abans de ser reincorporades al cicle de l’aigua. Enfront els sistemes intensius, adequats per a grans concentracions urbanes, fa dècades que s’estudien els sistemes naturals de depuració com a alternativa més econòmica i sostenible. Tenen com a avantatge no requerir d’aportació energètica o additius ja que es basen en processos bioquímics existents a la naturalesa però, com a contrapartida, requereixen de major superfície i més temps per a assolir els rendiments dels sistemes convencionals.Entre els sistemes naturals de depuració existents, el llacunatge és dels més coneguts i experimentats. Consisteix en la circulació lenta de l’aigua residual pretractada per basses poc fondes on conviuen espècies bacterianes i microalgues en suspensió. Les llacunes d’alta càrrega són un tipus de llacunes a les que es potencien els processos aerobis i la producció de biomassa algal, millorant així el rendiment de la depuració i obtenint beneficis col·laterals com la captura de CO2 o la generació de biocombustible a partir de les algues.Malgrat l’interès que desperten aquests sistemes, la complexitat i les interrelacions dels processos implicats fa que encara no existeixin models acurats del seu funcionament intern.Al present treball es pretén donar resposta a la necessitat de modelització dels processos existents a les llacunes d’alta càrrega mitjançant l’anàlisi crític dels models actualment disponibles i la superació de les seves carències a partir de formulacions més adients. El resultat obtingut és un model integral que contempla tots els processos biològics, químics i físics existents a les llacunes d’alta càrrega.