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Dos por uno

Ourense, depuración  04/07/2017

Pocas veces se presenta la ocasión de solucionar dos o más problemas con una sola medida, y por lo tanto cuando ésta se presenta deberíamos adoptarla.
El pasado 17 de junio salieron publicadas las Ayudas a la Eficiencia Energética en Ayuntamientos en el B.O.E núm. 144 el Real Decreto 616/2017, de 16 de junio. (http://www.idae.es/ayudas-y-financiacion/para-proyectos-de-inversion-que-favorezcan-el-paso-una-economia-baja-en)
Hasta ahora la medida estrella que vienen acometiendo los ayuntamientos es la de aprovechar estas ayudas para sustituir los equipos de iluminación pública por otros más eficientes y con ello conseguir ahorros en uno de los consumos más importantes que soportan las entidades locales. Recordemos que durante muchos años la medida electoralista “estrella” en el rural ha sido poner iluminación pública hasta en los rincones más insospechados.
Es necesario ahorrar energía en iluminación, pero queremos poner el foco en otra posibilidad, también contemplada por la orden, que además serviría para solucionar dos problemas.
Esta medida consiste en mejorar la eficiencia energética de las instalaciones de depuración de aguas residuales mediante la transformación o sustitución de estas instalaciones por otras con consumo energético muy reducido o incluso nulo.

Esto solucionaría dos problemas, porque no solo traería consigo el ahorro energético sino que también permitiría que depuradoras que hoy están “apagadas” o con déficit de funcionamiento por la imposibilidad de afrontar su coste por consumo eléctrico, se pusiesen en funcionamiento adecuadamente.
depuradora

La forma de hacerlo es acudir a los sistemas extensivos o semi-extensivos de depuración, en concreto a los humedales artificiales; cuyo funcionamiento apenas consume energía, ahorrando además en costes de mano de obra y mantenimiento de equipos.
Por supuesto, cada caso requerirá de un estudio de viabilidad técnica y económica -las propias bases de la subvención lo exigen- que deberá concluir con un resultado positivo; pero si esto se cumple, el beneficio sería doble (triple si consideramos el coste en mantenimiento), ya que
  • Ahorraríamos energía y por lo tanto costes de funcionamiento.
  • Mejoraríamos la calidad de las aguas de dominio público con lo que ello supone de mejora medioambiental.
Dejamos para la reflexión de todos, que puestos a ahorrar en electricidad, lo mismo da ahorrar en lámparas que en motores, la electricidad es la misma; sin embargo las consecuencias de unas u otras medidas son muy diferentes.

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Historia de los humedales artificiales para depuración de aguas

Ourense, depuración  15/06/2017

1. Contexto.
En un reciente curso sobre depuración en pequeñas aglomeraciones urbanas, se debatió sobre cuáles podrían ser las razones de la escasa implantación que han tenido hasta la fecha en nuestro país los sistemas de depuración extensivos en relación al número de EDARs realizadas, si lo comparamos con otros países en los que éstas se vienen utilizando como alternativa habitual desde hace varias décadas.
Entre las causas que se mencionaron están los errores cometidos en el diseño en la fase de proyecto. Algunos de esos errores se podrían haber evitado de haber conocido mejor el desarrollo que han tenido en el tiempo estos sistemas.
Como es importante conocer la historia para evitar repetir los fracasos del pasado en en este post y en uno próximo haremos un breve recorrido por la historia, desde los humedales naturales que fueron las primeras depuradoras de las aguas contaminadas por el ser humano, hasta los humedales artificiales de segunda y tercera generación que en la actualidad se construyen para el tratamiento de todo tipo vertidos en todo el mundo. Además, para quienes desean ejercer su actividad en este apasionante campo, servirá para conocer el estado de la ciencia para así evitar esfuerzos en desbrozar caminos que otros ya han trillado.

2. Honor a los primeros.
También en esto, como en otras tantas cosas, el mérito de ser pioneros lo tienen las civilizaciones en las que nacieron los primeros asentamientos urbanos. Como buenos observadores de la naturaleza, aquellos seres se dieron cuenta de la capacidad de los humedales naturales para depurar el agua.  
Ejemplo destacado de ello fue la civilización Cretense, cuando tras crear las primeras redes de alcantarillado tuvieron el buen sentido de conducir y verter las aguas negras en los ríos,  lagos y marismas próximos a los núcleos, evitando de esa forma los graves problemas de salubridad que el vertido incontrolado les hubiera causado.

Villa minoica de Agia Triada, Creta
3. Los humedales artificiales modernos.
La investigación con métodos científicos de humedales artificiales como posible sistema de tratamiento de aguas contaminadas se inició en Europa durante la década de los 50 gracias a la Dra. Käthe Seidel  - cariñosamente apodada “Espadaña Kate”- que trabajando en el Instituto Max Planck en Alemania dirigió numerosos experimentos cuyo objetivo principal era mejorar la calidad de las aguas en los canales navegables mediante el uso adecuado de especies de plantas de humedal.

Dra. Käthe Siedel

En sus experiencias trabajó con aguas de diversas procedencias, incluidas las de lecherías, de explotaciones ganaderas o con presencia de fenoles.
A medida que acumulaba resultados, ya en los años sesenta, intensificó los ensayos pasando a centrarse en el cultivo de determinadas macrófitas en bancales de ensayo poco profundos y en zanjas. También al tiempo que iba perfeccionando este sistema -al que llamó “Método Hidrobiológico”- mediante el uso de sustratos arenosos de mayor conductividad hidráulica y con las especies de macrófitas mas “resultonas”, ensayó combinaciones de diferentes módulos con distintos tipos de flujo.
De esta forma llegó al diseño de una configuración que combinaba una primera fase de flujo vertical en un tanque arenoso plantado con carrizos (Phragmites australis), con una segunda etapa de flujo horizontal en la que tiene lugar la mayor parte de la eliminación de contaminantes y así consiguió evitar el empleo de tanques sépticos. Este método pasó a denominarse MPIP (Max Plant Institute Process) y es la base de los sistemas denominados “Híbridos” cuyo uso se retomó con éxito a finales del siglo pasado.
A mediados de los años 60 la Dra. Seidel establece una colaboración con el Dr Reindhold Kickuth de la Universidad de Göttingen cuyo resultado fue el desarrollo del método denominado RZM (Root Zone Method) ó también FHSS (de Flujo Horizontal Sub-Superficial). Ambos métodos, el MPIP defendido por la Dra. Seidel y el RZM por el Dr. Kickuth, rivalizaron durante un tiempo, llegando a crear confusión entre los técnicos y las autoridades regulatorias. Quizás esto, unido a que las macrófitas no eran tomadas en consideración como posibles eliminadoras de sustancias tóxicas, a que no se creía que pudiesen sobrevivir por mucho tiempo en aguas contaminadas, y a que durante décadas los ingenieros habían prescindido de las plantas en sus proyectos de depuración; fueran las causas de que hasta 1976 no se reconociesen como métodos válidos en Alemania. No es de extrañar, por lo tanto, que las primeras depuradoras a gran escala fueran construidas en otros países.

4. Sistemas con macrófitas emergentes en Europa.
A pesar de las fuertes reticencias con las que inicialmente se veía este sistema entre los ingenieros civiles, en 1967 el “IJssel Lake Polder Authority” en Flevoland, Holanda realiza el primer tratamiento a gran escala siguiendo el método MPIP ó FWS de la Dra. Seidel.

Esta primera instalación se proyectó para una superficie de 1 Ha con una profundidad de 0,4 m. y en aquel momento la forma del humedal se diseño con el objetivo de maximizar el aprovechamiento del área disponible. Pronto se descubrió que la planta, tal como estaba proyectada, dificultaba enormemente el trabajo de mantenimiento en el momento de cortar y retirar la parte aérea de las plantas hasta hacerlo inviable y hubo de modificarse la distribución inicial pasando a un diseño en canales de 3m de ancho y 200 m de longitud.
Humedales de macrófitas actuales

Por esta razón hoy llama poderosamente la atención que 35 años después se haya cometido exactamente el mismo error en muchas depuradoras realizadas en España mediante macrófitas en flotación, error que trajo como  consecuencia el abandono de las instalaciones por la dificultad de mantenimiento y el consiguiente desprestigio de este método en particular y de los sistemas de humedales en general.
Pero volvamos al siglo pasado. Un año mas tarde, en 1968,  se instalaron al lado del lago Balaton en Hungría 10 Ha de lagunas con macrófitas FWS con profundidades de 0,4 á 0,60 m sobre humedales de turba existentes para el tratamiento de 8.000 m3/día de vertidos procedentes de la ciudad de Keszthely que previamente pasaban un pre-tratamiento físico.
A partir de entonces se han ido sucediendo las instalaciones y aumentando las experiencias, hasta que actualmente el diseño mas extendido para este método es mediante lagunas impermeabilizadas de poca profundidad (entre 20 y 40 cm);  en donde las especies mas utilizadas son carrizo (Phragmites australis) o junco de agua (Scirpus lacustris) que ocupan mas del 50% del volumen sumergido coexistiendo con otras de implantación natural.
En Europa, como en el resto del mundo, hoy están funcionando con éxito cientos de lagunas FWS. Algunas de ellas las “visitaremos” en la próxima entrada de este blog.
Como siempre os invitamos a participar aportando vuestros datos, opiniones y experiencias con la seguridad de que contribuirán a mejorar el conocimiento de los sistemas de depuración de aguas residuales extensivos y a hacer una justa valoración de los mismos.

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Incendios forestales y afectación a las aguas

Ourense, depuración  12/05/2017

Se acerca el verano y con él las buenas temperaturas para disfrutar al aire libre, de la montaña o del mar. Sin embargo no todo son buenas noticias. Año tras año, durante la época estival asistimos a uno de los peores desastres medioambientales, los incendios forestales.
Según datos del Ministerio de agricultura, pesca, alimentación y medio ambiente, en 2016 se registraron 8.817 incendios forestales, que han afectado a cerca de 66.000 hectáreas de terreno, entre superficie rasa y arbolada, lo que equivaldría a toda la superficie del municipio de Madrid.

Los daños producidos por un incendio forestal son muchos y muy cuantiosos. Dejando al margen los daños personales y sobre bienes materiales; la afectación de un incendio se produce sobre la fauna, la vegetación, el suelo, la atmósfera y el agua. El ecosistema se ve completamente alterado con el consecuente deterioro de la biodiversidad de la zona, el aumento de la erosión, la contaminación del aire y de las aguas, etc.
incendio_forestal

Suelo y agua
El suelo y el agua sufren enormes consecuencias. Por un lado, la eliminación de la capa vegetal provoca en algunos casos un aumento de la desertificación y sobre todo del riesgo de inundaciones y de erosión, ya que al no haber capa vegetal ésta no actúa como filtro y el agua discurre por las laderas arrastrando material (cenizas, tierra…) que acaba en ríos y mares, produciéndose una pérdida de suelo fértil que va a dificultar la regeneración posterior, es lo que se conoce como escorrentía superficial. Por otro lado, la contaminación de las aguas que se produce por los arrastres que mencionamos, ya que ríos, mares y otras masas de agua van a recibir grandes cantidades de lodos, cenizas y restos vegetales que producirán daños también a los ecosistemas acuáticos.
Ciclo hidrológico
El agua es un elemento importante para los ecosistemas y su importancia es clave para la vida y para la regeneración posterior. Los incendios forestales al destruir precisamente la capa vegetal y el suelo provocan que éste se haga más impermeable y por lo tanto no se favorece el crecimiento de nuevas especies vegetales y se agudiza el problema de la desertificación. Si el suelo no es capaz de absorber el agua que recibe, entonces ésta se acumula en la superficie y es cuando discurre arrastrando materiales e incrementando la erosión. La consecuencia de esto son inundaciones en las zonas afectadas por incendios forestales, algo muy habitual cuando empieza la temporada de lluvias y el manto vegetal no se ha recuperado.

Por esta razón, es habitual, tras un incendio forestal ver las laderas cubiertas de paja, lo que se denomina mulching o acolchado. El mulch se utiliza para ayudar al suelo a recuperar su capacidad de absorber el agua de lluvia y evitar la escorrentía superficial. De la misma manera, se suelen crear barreras con elementos naturales para que no se formen torrentes de agua que socaven el terreno.
mulching

Calidad de las augas
La calidad de las aguas se ve también afectada a consecuencia de los incendios. La escorrentía superficial, implica arrastres de materia vegetal y de cenizas que llegarán a las masas de agua que se verán colmatadas por este material. Se produce una alteración del ciclo hidrológico de consecuencias negativas, tanto para la flora y la fauna acuáticas como para el ser humano, ya la contaminación impide su uso.

No sólo las masas de agua superficiales se ven afectadas por la turbidez causada por los arrastres, también los acuíferos pueden sufrir estos efectos, que además, por la falta de agua infiltrada del terreno verán mermada su capacidad de renovación.
lodos_arrastres

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