Nueva publicación sobre suelos
junio 5, 2018
Rol planetario de las diatomeas
junio 29, 2018

Descargar artículo

El último documento de la UN WATER tiene como título: “Soluciones basadas sobre la naturaleza para la gestión del agua”. Sin entrar en una descripción del contenido de este informe mundial de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en 2018, esta visión parece bien interesante para responder a numerosas problemáticas de contaminación del agua. Tal como lo hemos introducido en un artículo anterior, consideramos los humedales artificiales como una respuesta pertinente para la descontaminación y el manejo de las variaciones hidráulicas que afectan nuestro entorno tanto urbano como rural.

¿Qué tipo de humedal artificial se debería utilizar?

Aquí queremos hacer un rápido recorrido de las técnicas utilizadas al nivel mundial para contener los contaminantes de orígenes muy diversos: vertimientos urbanos, aguas lluvias o contaminación difusa agrícola. A continuación presentamos tipos de humedales artificiales que podrían ser considerados como diferentes módulos y combinados sobre un mismo territorio según los objetivos a alcanzar. El volumen, la superficie, el substrato y el material vegetal utilizado tendrán un papel importante según el tipo de contaminación por manejar.

Algunos tipos de humedales artificiales son los de decantación, flujo superficial poco profundo y profundo, y los de flujo subsuperficial

El primer módulo del humedal artificial, seguramente el más conocido, es el de decantación. Gracias a un volumen importante este humedal debe permitir el secuestro de los sólidos en suspensión en cargas altas de materia orgánica. Este compartimento preserva la durabilidad de los demás módulos instalados. Evidentemente su diseño debe evitar la resuspensión de la contaminación decantada. Su funcionamiento no implica la presencia de macrófitas, pero las algas pueden jugar un papel importante.
Los módulos de flujo superficial profundo, con un nivel de agua superando un metro de profundidad aportan, gracias a la penetración de la luz, un consumo de los nutrientes (nitrógeno y fosforo) en sus varias formas moleculares, ya que encontraremos en este espacio procesos tanto aeróbico como anaeróbicos que favorecen, por ejemplo el ciclo del nitrógeno: nitrificación, desnitrificación.
Los módulos de flujo superficial poco profundo, que están promovidos por varias guías técnicas en el mundo, para el tratamiento de las aguas lluvias, son eficientes cuando la concentración en contaminantes es más bien baja. Con un nivel de agua bastante inferior a 1 metro este sistema participa en la depuración de las aguas en cuanto a la carga bacteriológica gracias a la penetración de la luz y también los pesticidas y metales pesados ya que las macrófitas se pueden desarrollar y retener estos 2 últimos tipo de contaminantes, mediante los mecanismos de metabolismo que favorecen la adsorción. Evidentemente si existe fenómenos de adsorción existirán otros de desorción (liberación de los contaminantes), lo que implica, una poda de frecuencia variable según el material vegetal utilizado.
Reconocerán que estos primeros módulos están utilizado de manera empírica desde hace mucho tiempo en las plantas de tratamiento de aguas residuales de tipo lagunaje completo (3 lagunas), aunque numerosos estudios recientes han permitido conocer y manejar con mayor precisión los fenómenos bioquímicos responsable de la depuración.
Otros módulos de humedal artificial se han desarrollado e investigado desde los 25 últimos años, tal como los de flujo verticales subsuperficial aeróbico, lo cual hemos presentado con más detalles en el artículo anterior. La diferencia fundamental en con los 3 primeros módulos es la presencia de un substrato filtrante que permite controlar varios tipos de contaminación: Sólidos en suspensión, amonio, materia orgánica, metales pesados, organismos microbiológicos. Este módulo puede manejar una carga contaminante alta y los macrofitas o plantas tipo C4 participan tanto con la adsorción de elementos como la descompactación del substrato asegurando la conductividad hidráulica necesaria a su funcionamiento. Se entenderá que para mantener condiciones aeróbica este módulo necesita una pendiente mínima si se quiere utilizar sin sistema de bombeo.

Los humedales de flujo subsuperficial pueden ser de flujo vertical u horizontal y de tipo aeróbico o anaeróbico

Esto módulos de flujo subsuperficial podrán también instalarse en funcionamiento anaeróbico para favorecer la eliminación de los nutrientes responsables de los fenómenos de eutrofización, o en flujo no vertical sino horizontal en caso de ausencia de pendiente o de presencia de un nivel freático a baja profundidad.
Así dado la complementariedad de estos módulos, antes de instalar un humedal artificial adaptado al contexto urbano, semi-urbano o rural, es, por supuesto, indispensable identificar y caracterizar los vertimientos puntuales o difusos si se quiere logra compatibilizar el tratamiento de la contaminación y la preservación del equilibrio ecológico de la zona. En resume los parámetros por integrar son los substratos disponibles, los tipos de contaminación presentes (incluyendo la erosión), la topografía, geología y superficie de los espacios disponibles y por supuesto el material vegetal adaptable y la biodiversidad por preservar.
Para terminar el parámetro hidráulico será un elemento de diseño fundamental según la ubicación del humedal artificial fuera o a dentro del área de expansión de crecida y su interconexión con microcuencas (urbanos o no) cuya superficie influenciará el manejo hidráulico. Así para compatibilizar régimen de precipitación, gestión hidráulica y capacidad de descontaminación, los humedales artificiales observados a nivel mundial se diseñan en base a las pequeñas precipitaciones para asegurar una depuración en tiempo seco, o la noción de primera lluvia (first flow) garantizando su eficiencia ambiental con un sistema de by-pass para la protección hidráulica del sistema, o según la grandes precipitaciones y así favorecer el almacenamiento y el uso posterior de las aguas depuradas.
En otro artículo de Aïgos, se desarrollará los aspectos positivos y negativos de los humedales artificiales en un contexto de necesaria mitigación y adaptación al cambio climático.

Bibliografía

J. Tournebize, E. Passeport, C. Chaumont, U. Mander, 2014. Efficacité des zones tampons humides artificielles pour la dissipation des nitrates et des pesticides dans un contexte de drainage agricole
K. Flanagan, P. Branchu, M.-C. Gromaire, 2017. Les ouvrages de biorétention : synthèse des guides internationaux de conception et de mainte – nance des filtres plantés pour le traitement à la source des eaux de ruissellement urbaines.
B. Mathon, M. Coquery, C. Miège, J.-M. Choubert, 2017. Rôle de la photodégradation dans l’élimination des micropolluants organiques au sein d’une zone de rejet végétalisée de type bassin.
Y. Penru, T. Polard, M. Amalric, C. Cirelli, M. Bacchi, M. Lafforgue, J. Schuehmacher, M. Chambolle, M.-A. Lebas, P. Prohin, L. Mehdi, F. Di Pietro, C. Larrue, A. Sellier, A. Cadiere, M.-P. Som, N. Tapie, H. Budzinski, S. Martin, L. Perridy, 2017. L’ingénierie écologique appliquée aux zones de rejet végétalisées : élimination de micropolluants, biodiversité et intégration socio-territoriale.
ASTEE, 2013. Ingénierie écologique appliquée aux milieux aquatiques: pourquoi ? comment ?
L. Bataillon, N. Alvarez, B. Courtiade , 2016. Filtres plantés de roseaux pour le traitement d’effluents d’atelier fermier : exemples d’applications et retour d’expérience.
P. Bois, J. Laurent, M. Nuel, A. Wanko, 2015. Indicateurs de colmatage de filtres plantés de roseaux à écoulement vertical : étude comparative de quatre stations de traitement après 10 ans de fonctionnement

Autores: Stéphane Roux & Laura García Rivas

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Español