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Humedales flotantes. "AQUARQ" la solución innovadora a los humedales subsuperficiales

20/04/2023

Humedales flotantes. "AQUARQ" la solución innovadora a los humedales subsuperficiales

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Javier Carbonell Espín

Javier Carbonell Espín

  • Ingeniero Agrónomo
  • Consejero Delegado de QuarQ Enterprise S.A.
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"Hacer con tecnologías intensivas o convencional lo pequeño, dejando de lado los humedales artificiales, está condenado al abandono por no ser ni sostenible ni operativo"
 

Cuando hablamos en depuración de aguas residuales urbanas o biodegradables de humedales artificiales estamos hablando de humedales artificiales de flujo horizontal, de flujo vertical y de los humedales en flotación.

Intentaré explicar el por qué los humedales en flotación son la solución innovadora al resto de los humedales de gravas.
 
Comenzaremos  contestando las preguntas que suelen hacerse los que no las conocen y de las que reciben respuestas incorrectas: La Vida útil, el Desarrollo de insectos, las Siegas, la Colmatación, La Robustez, la Superficie, la Inversión, el Mantenimiento y la Producción de olores.
 
Dejaremos de lado su funcionamiento, pues estando bien dimensionadas está más que demostrado su sencillez y eficiencia respecto a las demás tecnologías intensivas sobre todo en pequeñas aglomeraciones rurales de menos de 2.500 habitantes.
         

 La vida útil

 
Los humedales con helófitas en flotación se han desarrollan principalmente como alternativa a los humedales de flujo subsuperficial horizontal ante la tendencia de los lechos de éstos a colmatarse.
 
La vida útil en condiciones reales de operación de un humedal horizontal de flujo subsuperficial está entre 4 y 10 años. Su colmatación es gradual.
 
La vida útil de un humedal con tamiz de helófitas en flotación está limitada por la vida útil de la lámina impermeabilizante de la balsa que oscila entre 25 y 30 años en función del fabricante que la suministre.
 
El estudio más exhaustivo existente respecto a los riesgos de colmatación en humedales horizontales aparece recogido en el documento “Paul Knowles. Clogging in subsurface-flow treatment wetlands. 2012.”.  El mismo incluye un estudio estadístico sobre la vida útil del humedal de flujo horizontal subsuperficial como tratamiento terciario, entendiendo período de vida útil desde la fecha de puesta en marcha hasta la fecha en que el humedal requiere la primera intervención sobre el lecho colapsado. La vida útil varía desde 1 año hasta un máximo de 19 años, habiéndose definido una vida útil del sistema de 8 años (Griffing et Al.2008).
 
Una vez colapsado el lecho, las medidas a acometer suelen ser la retirada y restitución total o parcial del lecho del humedal y la lámina impermeabilizante por lo que los costes pueden llegar a ser superiores a los de la ejecución del propio humedal de flujo horizontal subsuperficial.
 
 
Una vez  que comienza el colapso del lecho, el mismo se comporta como un frente que avanza desde la zona de entrada del humedal hacia la zona de salida, disminuyendo el rendimiento del sistema debido fundamentalmente a la disminución del tiempo de retención efectivo, generando zonas encharcadas con una oxigenación deficiente donde se genera mucílago que cada vez acelera más el proceso de colapso y da lugar a procesos anaerobio no controlados con la consecuente proliferación de olores.
 
 
 

El desarrollo de insectos

 
Uno de los objetivos perseguidos con el desarrollo de los humedales de flujo subsuperficial fue la eliminación de la lámina libre de agua que, en los humedales tradicionales mediante lagunaje y en los humedales artificiales de flujo horizontal superficial, favorecían la proliferación de vectores, principalmente mosquitos, inconveniente especialmente relevante en climas ecuatoriales.
 
Actualmente, estos inconvenientes han sido mitigados por el desarrollo de métodos biológicos de control de plagas. Así, en cuanto a la proliferación de insectos (principalmente mosquitos), en los humedales artificiales con tamiz de helófitas en flotación, el plan de Operación y Mantenimiento del sistema incluye la posibilidad de tratamiento biológico de bajo coste con Bacillus thuringiensis en caso de considerarse necesario.
 

La Siega

 
Esta acción persigue evitar la acumulación de materia seca en el tamiz vegetal en flotación, evitando la reincorporación de nutrientes al agua.
 
Se segaría justo una vez iniciado ya el rebrote primaveral, sobre abril-mayo (a determinar durante la inspección visual quincenal), una vez que las plantas ya han empezado a generar los nuevos brotes, cortando las hojas secas por encima de las nuevas varas sin hacer nunca podas bajas a pie de canal.
 
La periodicidad recomendada es trienal o anual al tercio.
 
La necesidad de siega limita la anchura de la balsa a un máximo de 14 m en caso de realizarse de forma mecanizada y no existiendo máximo el caso de realizarse de forma manual con pasarelas e islas flotantes. En el caso de humedales artificiales con tamiz de helófitas en flotación como tratamiento de afino o terciario y, en general, balsas de menos de 70 cm de profundidad de  lámina de agua, la balsa se puede vaciar parcialmente  y acceder a pie sobre el tamiz para su siega manual.
 
 
En el caso que las condiciones menos favorables del dimensionamiento del tamiz sean las de invierno, la siega se puede suprimir ya que el propio tamiz estará sobredimensionado para procesar esa materia seca de la parada vegetativa invernal durante las estaciones en que la temperatura favorece los procesos biológicos de remoción de carga orgánica procedente del material vegetal en descomposición. Si no fuera así, se tendría que sobredimensionar el tamiz para no tener que segar.
 

La colmatación

 
Los humedales en flotación no tienen COLMATACIÓN en el fondo. Como ha quedado indicado, la colmatación del lecho de grava constituye uno de los mayores problemas que pueden apreciarse en las EDAR basadas en humedales artificiales de flujo subsuperficial, tanto vertical como horizontal.
 
La colmatación del lecho disminuye sensiblemente los tiempos de retención efectivos respecto a los tiempos de retención considerados durante la fase del diseño del humedal. En definitiva, un lecho parcialmente colmatado deriva en un humedal artificial infra-dimensionado cuya eficacia se ve comprometida.
 
La colmatación del lecho, por tanto, acorta la vida útil de estos sistemas. El humedal artificial con tamices de helófitas en flotación “sistema aQuarQ”, suprime el lecho y mantiene las plantas en flotación, regularmente distribuidas por toda la superficie del humedal y erguidas. Al carecer de lecho, evita el mayor problema al que se enfrentan los humedales artificiales desarrollados hasta ahora: LA COLMATACIÓN. Por tanto, mantiene constante los tiempos de retención efectivos a lo largo de toda la vida útil del sistema de depuración, disminuyendo los costes de mantenimiento correctivo y evitando los costes periódicos de reposición.
 

La robustez

 
Los humedales en flotación tienen mayor TOLERANCIA frente a CAMBIOS EN CAUDALES Y CARGAS. El tiempo de retención efectivo de los humedales artificiales con helófitas en flotación depende únicamente del volumen útil de la balsa sobre la que se implanta, sin necesidad de considerar la porosidad del lecho característicos de los humedales con lecho de grava, parámetro que, por otra parte y tal como ha sido explicado, puede variar a lo largo de la vida útil de estos humedales. Exceptuando los lagunajes, el humedal artificial con tamiz de helófitas en flotación es el sistema extensivo con mayor tiempo de retención hidráulico en diseño, lo que favorece la amortiguación de aumentos puntuales de carga contaminante. Este elevado tiempo de retención, a diferencia de lo que ocurre en los humedales artificiales de flujo vertical subsuperficial, proporciona al humedal artificial en flotación “Sistema aQuarQ” una mayor capacidad de asimilación de aumentos puntuales de carga o caudal característicos de las pequeñas poblaciones.
 

La Menor Superficie

 
Los humedales en flotación necesitan MENOS SUPERFICIE. El humedal artificial en flotación “Sistema aQuarQ” funciona con menos requerimientos de superficie que cualquier  sistemas extensivo como los humedales de flujo superficial, lagunajes, y humedales de flujo subsuperficial, siendo uno de los sistemas extensivos que menor superficie requiere lo que conlleva también menor coste de inversión.
 
No obstante, hay que precisar que sigue siendo un sistema extensivo y sus requerimientos de superficie son considerablemente mayores a los de los sistemas intensivos basados en la aireación mecánica como los basados en fangos activos.
 
 

La Menor Inversión y Mantenimiento

 
Los humedales artificiales en flotación necesitan MENOR  INVERSIÓN Y MANTENIMIENTO. Al ser la superficie menor y al sustituir obra de gravas seleccionadas por una estructura soporte de plantas “AQ3M” el coste de construcción es mucho menor. Y AL NO COLMATARSE no hay costes de reposición y por tanto el mantenimiento es también mucho menor.
 

Los olores

 
Los humedales artificiales en flotación producen menos olores al tener una mayor densidad final de plantas por m2 y por tanto mayor volumen rizomático (mayor régimen aerobio) al sustituir el volumen de áridos por rizomas. También una mayor descarbonización.
 
Tras lo expuesto a la hora de elegir el EDAR os aconsejo lo siguiente:
 
  • Siempre que se pueda en EDAR pequeños (hasta 2.500 habitantes equivalentes) mejor será instalar una tecnología extensiva de humedal artificial que intensiva o convencional. Y un humedal artificial en flotación mejor que mejor.
     
  • Cuando no se pueda instalar por espacio un humedal artificial en flotación, tratar siempre de hibridarla con la parte necesaria de intensiva o convencional para cumplir parámetros de vertido sin comprometer la viabilidad económica de la planta debido a los altos costes energéticos de los sistemas intensivos.
     
  • Si la depuración sólo es posible con tecnología intensiva o convencional, sería conveniente disponer siempre como afino un humedal artificial en flotación, como medida compensatoria, natural, verde y sostenible.
 
Hacer con tecnologías intensivas o convencional lo pequeño, dejando de lado los humedales artificiales, está condenado al abandono por no ser ni sostenible ni operativo.
 
Elegir la tecnología de humedal adecuada, debe ser el resultado de la suma del ingenio y del conocimiento.
 
 
 
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