Humedales Artificiales

Este sistema consiste en la reproducción controlada de las condiciones existentes en los sistemas lagunares someros o de aguas lénticas, los cuales en la naturaleza efectúan la purificación del agua. Esta purificación involucra una mezcla de procesos bacterianos aerobios-anaerobios que suceden en el entorno de las raíces de las plantas hidrófilas, las que liberan oxígeno y consumen los elementos aportados por el metabolismo bacterial y lo transforma en follaje.

La tecnología de humedales artificiales o wetlands está definida como un complejo ecosistema de sustratos saturados, vegetación (macrófitas) y agua, cuyo objetivo es la remoción de la mayor cantidad de contaminantes del agua residual. Las macrófitas son plantas superiores, algas, musgos y briofitas macroscópicas, adaptadas a la vida en el medio acuático.

 Estas plantas acuáticas, que constituyen la base de la tecnología de humedales artificiales, tienen la propiedad de inyectar grandes cantidades de oxígeno hacia sus raíces. El aire que no es aprovechado por la especie es absorbido por microorganismos, como bacterias y hongos, que se asocian a la raíz y se encargan de metabolizar los contaminantes que entran al sistema. Dichos microorganismos son usados para asimilar y descomponer nutrientes, materia orgánica e inorgánica, y su efectividad depende del tipo de efluente a tratar y de las condiciones de operación.

 Los sistemas de tratamiento de aguas tipo wetland comprenden tres procesos distintos. El agua a tratar pasa por un decantador, de manera de separar los sólidos y depositar sólo líquido en el humedal artificial. Allí las aguas escurren bajo un lecho de piedras de 5 cm, en el que se plantan las especies acuáticas y que impide la aparición de mal olor e insectos. Finalmente, los líquidos son descargados en una laguna con plantas que completan el proceso de depuración de las aguas servidas.

 Las principales ventajas de este sistema son su adaptabilidad a las variaciones de carga, bajo impacto visual, capacidad depuradora eficaz de aguas residuales con contaminación principalmente orgánica, bajo costo, y mantenimiento y funcionamiento sencillos. Sin embargo, la necesidad de amplias superficies de terreno para su instalación y su incapacidad para tratar aguas industriales con alta contaminación inorgánica, se convierten en las principales trabas.

 A través de distintos mecanismos de depuración que actúan en los humedales es posible la reducción o eliminación de contaminantes de las aguas residuales, lo que se conoce como fitodepuración.

 Los principales mecanismos de depuración que actúan en un humedal son:

– Eliminación de sólidos en suspensión: ocurre por sedimentación, decantación, filtración y degradación a través del conjunto que forma el sustrato del humedal con las raíces y rizomas de las plantas. La remoción de sólidos suspendidos es muy efectiva en los pantanos artificiales; se puede esperar que de afluentes con una concentración de hasta 118 mg/l se pase a efluentes con concentraciones inferiores a 20 mg/l.

– Eliminación de materia orgánica: es realizada por los microorganismos que viven adheridos al sistema radicular de las plantas y que reciben el oxígeno a través del sistema de aireación. También se elimina una parte de la materia orgánica por sedimentación.

– Eliminación de nitrógeno: se logra a través de la absorción directa por las plantas y, en menor medida, por fenómenos de nitrificación-desnitrificación y amonificación, realizados por bacterias. La experiencia ha demostrado que la condición limitante para la nitrificación en estos pantanos es la disponibilidad de oxígeno. La relación teórica indica que son necesarios 4,6 g de oxígeno para oxidar 1 g de nitrógeno amoniacal.

– Eliminación de fósforo: se logra por absorción de las plantas, adsorción sobre las partículas de arcilla y precipitación de fosfatos insolubles, principalmente con aluminio y fierro en suelos ácidos, y con calcio en suelos básicos. La remoción de fósforo en la mayoría de los pantanos artificiales no es muy eficaz, debido a las pocas oportunidades de contacto entre el agua residual y el terreno, por lo que los rendimientos esperados son de una remoción de entre el 30 y 50%. Algunos sistemas usan arena en lugar de grava para aumentar la capacidad de retención del fósforo, pero este medio requiere instalaciones muy grandes debido a la reducida conductividad hidráulica de la arena.

– Eliminación de microorganismos patógenos: se realiza por filtración y adsorción en partículas de arcilla, acción predatoria de otros organismos (bacteriófagos y protozoos), toxicidad por antibióticos producidos por las raíces y por la radicación UV contenida en las radiaciones solares.

– Remoción de metales: es atribuido al fenómeno precipitación-absorción, precipitación de los hidróxidos, sulfuros, y ajuste de pH.