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| Nenúfar blanco (Nymphaea alba) |
Así mismo os queremos mostrar los más importantes sistemas de depuración por plantas que existen en la actualidad y cuales son sus ventajas e inconvenientes, así como los beneficios para el medio ambiente.
¡Comenzamos!
Las plantas acuáticas pueden clasificarse en función de las zonas dónde habitan en macrófitos acuáticos; helófitos e higrófitos.
Los sistemas de depuración que utilizan plantas flotantes consisten en estanques o canales en los que se cultiva una especie flotante y en los que las plantas se recolectan periódicamente Estos sistemas son especialmente eficaces en la eliminación del nitrógeno y el fósforo, ya que estos elementos son absorbidos en grandes cantidades por las plantas. Sin embargo, la materia orgánica no se degrada bien debido a que la planta tapiza la superficie y no se reproducen las algas que generen oxígeno para que actúen las bacterias aerobias sobre la misma.
Algunos ejemplos de este tipo de plantas flotantes serían: el jacinto de agua (Eichhornia crassipes), la lechuga de agua (Pistia stratiotes), el nenúfar mejicano (Nymphaea mexicana), la prímula acuática (Primula sp), la lenteja de agua (Lemna minor) o el helecho de agua (Azolla sp). Algunas de ellas han causado graves daños en canales, ríos y lagos de España y son consideradas especies invasoras porque desequilibran el ecosistema y desplazan a las especies autóctonas.
Como curiosidad hay que decir que la lenteja de agua es la planta con flor más pequeña del planeta y que el helecho de agua pudo haber tenido una importancia significativa en revertir un efecto invernadero que ocurrió en el Eoceno hace unos 49 millones de años.
Otras están en peligro de extinción como el bocado de rana (Hydrocharis morsus-ranae). En España solo existe en una laguna de Doñana y en otra de Lugo.
Las especies sumergidas resultan, en general, poco adecuadas en sistemas de depuración, ya que su productividad en aguas residuales suele ser muy baja.
Las especies emergentes, sin embargo, poseen un gran potencial de eliminación de contaminantes a todos los niveles, resultando muy apropiadas para zonas frías o templado-frías, ya que son plantas adaptadas a este tipo de climas.
Las plantas acuáticas emergentes (carrizos, juncos, eneas, etc.) son plantas que viven en aguas poco profundas, enraizadas en el suelo, y cuyos tallos y hojas emergen fuera del agua, pudiendo llegar hasta alturas de dos y tres metros. Son plantas vivaces cuyas hojas se secan en el invierno, rebrotando en primavera a partir de órganos subterráneos como los rizomas, que persisten durante el período frío.
Por otra parte, están adaptadas para tolerar las condiciones de falta de oxígeno que se producen en un suelo encharcado, ya que poseen canales o zonas de aireación (aerénquima) que facilitan el paso del oxígeno de las hojas a las raíces. Es precisamente, por este motivo por el que se utilizan para depurar el agua ya que el oxígeno llegará al agua y facilitará que las bacterias aerobias depuren el agua.
Los primeros experimentos para la utilización de plantas emergentes para la depuración de aguas se empezaron a realizar en Alemania en los años 50 del siglo pasado a raíz del estudio de humedales sometidos a vertidos residuales. Se observó que el agua después de pasar por estas zonas mostraba una reducción de contaminantes de todo tipo. A raíz de estos experimentos se comenzaron a construir humedales artificiales para la depuración de aguas con especies de plantas emergentes, inicialmente en Alemania y en los últimos años en Estados Unidos y otros países de Europa, como España y también en Sudamérica.
Estos sistemas de depuración natural, con plantas emergentes que se están promoviendo y comercializando en muchos países del mundo, se denominan “sistemas de depuración con Humedales Artificiales” ó “wetlands”.
La depuración de las aguas residuales tiene lugar al hacerlas circular a través de estas zonas húmedas artificiales, en las que tienen lugar procesos físicos, químicos y biológicos, que van reduciendo los contaminantes presentes.
Las especies se seleccionan teniendo en cuenta los factores climatológicos de la zona y su capacidad de depuración; las más habituales en nuestro clima son el carrizo (Phragmites australis), la enea (Typha sp.) y el lirio amarillo (Iris pseudacorus).
Los Humedales Artificiales se clasifican en dos tipos en función del modelo de circulación del agua: superficial o subterránea. En los Humedales Artificiales de flujo superficial, el agua a tratar circula por encima del sustrato, mientras que en los Humedales Artificiales de flujo subsuperficial, el agua recorre el humedal de forma subterránea, a través de los espacios intersticiales del lecho filtrante. Este último según la dirección en la que circulan las aguas a través del sustrato se clasifican en Horizontales y Verticales.
En la mayoría de los casos, se emplean como tratamiento secundario de las aguas residuales generadas en pequeños núcleos de población.
En los Humedales Artificiales de Flujo Subsuperficial la circulación del agua es subterránea, a través de un medio granular (arena, grava) de permeabilidad suficiente, y en contacto con los rizomas y raíces de las plantas. A parte de la menor superficie requerida, este tipo de humedales presenta ciertas ventajas con respecto a los de Flujo Superficial: menor incidencia de malos olores, aparición de insectos y protección debido a la naturaleza subterránea del flujo de agua.
Entre los inconvenientes de los Humedales Artificiales de flujo subsuperficial con relación a los de flujo superficial cabe destacar: mayores costes de construcción, riesgo de colmatación del lecho filtrante, menor valor como ecosistemas para la vida salvaje, debido a que el agua no es accesible a la fauna.
Otro sistema patentado por la Universidad Politécnica de Madrid es el Filtro de Macrofitos en Flotación. Este sistema esta basado en fijar las plantas o rizomas a un soporte flotante distantes unos 20 cm, para que se permita el trabado de las raíces de las plantas contiguas. Sirve para la depuración de aguas a través de canales o en lagunas. Es un sistema novedoso que combina los sistemas de plantas emergentes con los de las plantas en flotación. Se utiliza para tratamientos terciarios y secundarios.
Los filtros de halofitas semisumergidas presenta ventajas con respecto al anterior ya que las plántulas se siembran directamente sobre el suelo, por lo que no vuelcan las estructuras flotantes cuando crece la planta.
La depuración con humedales artificiales es una alternativa eficiente y de bajo coste si se compara con otros sistemas de depuración ya que requieren poca o ninguna energía para funcionar y poco mantenimiento. Si hay suficiente tierra barata disponible cerca de la instalación, aún resulta más rentable.
Es un sistema muy conveniente para pequeños núcleos urbanos, municipios, viviendas unifamiliares aisladas, casas de colonias, casas de turismo rural, con difícil acceso a la red de saneamiento. Estos sistemas, además de conseguir la adecuada depuración de las aguas residuales, también aportan un valor añadido desde el punto de vista ambiental y paisajístico, ya que se integran en el entorno y proporcionando un hábitat para la vida silvestre. En España ya existen empresas que lo comercializan para pequeñas industrias, viviendas unifamiliares, piscinas o granjas.
- Los macrófitos acuáticos pueden ser flotantes como el bocado de rana (Hydrocharis morsus-ranae), enraizados flotantes como los nenúfares (Nymphaea sp) o enraizados sumergidos como la cola de zorro (Ceratophyllum demersum).
- Los helófitos o plantas emergentes, colonizan los bordes de las zonas acuáticas o zonas húmedas, como la enea (Typha dominguensis), el carrizo (Phragmites australis) o la castañuela (Cyperus rotundus).
- Los higrófitos son plantas que toleran cierta inundación como los lirios amarillos (Iris pseudacorus) o algunos juncos, como el junco churrero (Scirpus holoschoenus).
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| Lirios amarillos (Iris pseudacorus) |
Los sistemas de depuración que utilizan plantas flotantes consisten en estanques o canales en los que se cultiva una especie flotante y en los que las plantas se recolectan periódicamente Estos sistemas son especialmente eficaces en la eliminación del nitrógeno y el fósforo, ya que estos elementos son absorbidos en grandes cantidades por las plantas. Sin embargo, la materia orgánica no se degrada bien debido a que la planta tapiza la superficie y no se reproducen las algas que generen oxígeno para que actúen las bacterias aerobias sobre la misma.
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| Lentejas de agua (Lemna minor) y rana asomando |
Como curiosidad hay que decir que la lenteja de agua es la planta con flor más pequeña del planeta y que el helecho de agua pudo haber tenido una importancia significativa en revertir un efecto invernadero que ocurrió en el Eoceno hace unos 49 millones de años.
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| Bocado de rana (Hydrocharis morsus-ranae) |
Las especies emergentes, sin embargo, poseen un gran potencial de eliminación de contaminantes a todos los niveles, resultando muy apropiadas para zonas frías o templado-frías, ya que son plantas adaptadas a este tipo de climas.
Las plantas acuáticas emergentes (carrizos, juncos, eneas, etc.) son plantas que viven en aguas poco profundas, enraizadas en el suelo, y cuyos tallos y hojas emergen fuera del agua, pudiendo llegar hasta alturas de dos y tres metros. Son plantas vivaces cuyas hojas se secan en el invierno, rebrotando en primavera a partir de órganos subterráneos como los rizomas, que persisten durante el período frío. Por otra parte, están adaptadas para tolerar las condiciones de falta de oxígeno que se producen en un suelo encharcado, ya que poseen canales o zonas de aireación (aerénquima) que facilitan el paso del oxígeno de las hojas a las raíces. Es precisamente, por este motivo por el que se utilizan para depurar el agua ya que el oxígeno llegará al agua y facilitará que las bacterias aerobias depuren el agua.
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| Carrizal (Phragmites australis) |
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| Aerénquima de enea (Typha ss.) |
Las especies se seleccionan teniendo en cuenta los factores climatológicos de la zona y su capacidad de depuración; las más habituales en nuestro clima son el carrizo (Phragmites australis), la enea (Typha sp.) y el lirio amarillo (Iris pseudacorus).
En la mayoría de los casos, se emplean como tratamiento secundario de las aguas residuales generadas en pequeños núcleos de población.
En los Humedales Artificiales de Flujo Subsuperficial la circulación del agua es subterránea, a través de un medio granular (arena, grava) de permeabilidad suficiente, y en contacto con los rizomas y raíces de las plantas. A parte de la menor superficie requerida, este tipo de humedales presenta ciertas ventajas con respecto a los de Flujo Superficial: menor incidencia de malos olores, aparición de insectos y protección debido a la naturaleza subterránea del flujo de agua.
Entre los inconvenientes de los Humedales Artificiales de flujo subsuperficial con relación a los de flujo superficial cabe destacar: mayores costes de construcción, riesgo de colmatación del lecho filtrante, menor valor como ecosistemas para la vida salvaje, debido a que el agua no es accesible a la fauna.
Otro sistema patentado por la Universidad Politécnica de Madrid es el Filtro de Macrofitos en Flotación. Este sistema esta basado en fijar las plantas o rizomas a un soporte flotante distantes unos 20 cm, para que se permita el trabado de las raíces de las plantas contiguas. Sirve para la depuración de aguas a través de canales o en lagunas. Es un sistema novedoso que combina los sistemas de plantas emergentes con los de las plantas en flotación. Se utiliza para tratamientos terciarios y secundarios.
Los filtros de halofitas semisumergidas presenta ventajas con respecto al anterior ya que las plántulas se siembran directamente sobre el suelo, por lo que no vuelcan las estructuras flotantes cuando crece la planta.
La depuración con humedales artificiales es una alternativa eficiente y de bajo coste si se compara con otros sistemas de depuración ya que requieren poca o ninguna energía para funcionar y poco mantenimiento. Si hay suficiente tierra barata disponible cerca de la instalación, aún resulta más rentable.
Es un sistema muy conveniente para pequeños núcleos urbanos, municipios, viviendas unifamiliares aisladas, casas de colonias, casas de turismo rural, con difícil acceso a la red de saneamiento. Estos sistemas, además de conseguir la adecuada depuración de las aguas residuales, también aportan un valor añadido desde el punto de vista ambiental y paisajístico, ya que se integran en el entorno y proporcionando un hábitat para la vida silvestre. En España ya existen empresas que lo comercializan para pequeñas industrias, viviendas unifamiliares, piscinas o granjas.