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El uso de plantas acuáticas para el tratamiento de aguas residuales

22/12/07 Por Cristian Frers

Los humedales artificiales o wetlands construidos tienen ventajas respecto de los sistemas de tratamiento alternativos, debido a que requieren poca o ninguna energía para funcionar. Si hay suficiente tierra barata disponible cerca de la instalación de los wetlands de cultivo acuático, puede ser una alternativa de costo efectivo. También proporcionan un hábitat para la vida silvestre.

Introducción

La importancia de los humedales ha variado con el tiempo. Los humedales son zonas de transición entre el medio ambiente terrestre y acuático y sirven como enlace dinámico entre los dos. El agua que se mueve arriba y abajo del gradiente de humedad, asimila una variedad de constituyentes químicos y físicos en solución, ya sea como detritus o sedimentos, estos a su vez se transforman y transportan a los alrededores del paisaje.

Los humedales proveen sumideros efectivos de nutrientes y sitios amortiguadores para contaminantes orgánicos e inorgánicos. Esta capacidad es el mecanismo detrás de los humedales artificiales, también denominados wetlands, para simular un humedal natural con el propósito de tratar las aguas residuales de empresas y municipios.

La Solución biotecnológica consiste en la instalación de humedales artificiales que actúan como filtros naturales. Ubicados entre la planta y los recursos acuáticos (ríos, lagos, lagunas), estos sistemas, además de no necesitar mantenimiento ni consumir energía eléctrica, cuestan menos que la cuarta parte de un sistema de tratamiento tradicional. Los humedales se construyen utilizando diferentes especies de plantas que abundan en la zona: totoras, repollitos de agua, camalotes o juncos.

Humedal artificial de desechos cloacales e industriales

1 - Los desechos cloacales desembocan en el humedal, que es una cava llena de arena que funciona como aislante para que los olores no salgan a la superficie.
2 - El filtro del humedal consiste en una gran plantación, en este caso de juncos con sus raíces dentro de la arena, que se alimentan del agua.
3 - Los nutrientes del agua son absorbidos por los juncos, que los atrapan en sus tejidos y los utilizan para su crecimiento.
4 - Los nutrientes absorbidos se eliminan con el cambio de tallo del junco. Esos restos forman una capa aislante.
5 - El agua, ya libre de nutrientes, desemboca desde el humedal hacia la laguna.
6 - El tamaño del humedal: La superficie necesaria se calcula en base a la cantidad de habitantes de la ciudad que produce los desechos, según la siguiente relación: 1 persona = alrededor de 5 m2.

Plantas acuáticas en el tratamiento de aguas residuales

Los sistemas de plantas acuáticos están en los es tanques poco profundos como plantas acuáticas flotantes o sumergidas. Los sistemas más completamente estudiados son aquellos que usan la lenteja de agua. Estos sistemas incluyen dos tipos basado en tipos de plantas dominantes. El primer tipo usa plantas flotantes y se distingue por la habilidad de estas plantas para derivar el dióxido carbono y las necesidades de oxígenos de la atmósfera directamente. Las plantas reciben sus nutrientes minerales desde el agua.

El segundo tipo de sistema consiste en plantas sumergidas, se distingue por la habilidad de estas plantas para absorber oxígeno, dióxido de carbono, y minerales de la columna de agua. Las plantas sumergidas se inhiben fácilmente por la turbiedad alta en el agua porque sus partes fotosintéticas están debajo del agua.

Antecedentes

Se trata de María Alejandra Maine quien integró un equipo de la UNL para investigar el tratamiento de efluentes en la empresa Bahco. En el predio de la planta en Santo Tomé – Provincia de Santa Fe – Argentina, se construyó un humedal para realizar el pulido final de los líquidos industriales y cloacales.

La idea de construir un humedal a cielo abierto con plantas que se encargaran de absorber y depurar los residuos líquidos surgió en el 2001 cuando Bahco Argentina decidió mejorar su estrategia de gestión ambiental. Para disminuir el impacto generado por los procesos de fabricación, la empresa decidió anexar una etapa de pulido final a su sistema de tratamiento de efluentes.

Humedales artificiales

Un humedal artificial es un sistema de tratamiento de agua residual (estanque o cauce) poco profundo, no mas de 0.60 mts, construido por el hombre, en el que se han sembrado plantas acuáticas, y contado con los procesos naturales para tratar el agua residual. Los humedales artificiales o wetlands construidos tienen ventajas respecto de los sistemas de tratamiento alternativos, debido a que requieren poca o ninguna energía para funcionar. Si hay suficiente tierra barata disponible cerca de la instalación de los wetlands de cultivo acuático, puede ser una alternativa de costo efectivo. Los humedales artificiales o wetlands proporcionan el hábitat para la vida silvestre, y son, estéticamente, agradables a la vista.

Ventajas:

1) Las plantas pueden ser utilizadas como bombas extractoras de bajo costo para depurar aguas contaminadas.

2) Algunos procesos degradativos ocurren en forma más rápida con plantas que con microorganismos.

3) Es un método apropiado para descontaminar superficies grandes o para finalizar la descontaminación de áreas restringidas en plazos largos.

Limitaciones:

1) El proceso se limita a la profundidad de penetración de las raíces o aguas poco profundas.

2) Los tiempos de proceso pueden ser largos.

3) La biodisponibilidad de los compuestos o metales es un factor limitante en la captación.

Las plantas pueden incorporar las sustancias contaminantes mediante distintos procesos que se representan en la siguiente ilustración y se explican en la tabla que continúa:

Tipos de fitoremediación, en donde se indica la zona de la planta en donde ocurre el proceso.

Tipo

Proceso Involucrado

Contaminación Tratada

Fitoextracción

Las plantas se usan para concentrar metales en las partes cosechables (hojas y raíces)

Cadmio, cobalto, cromo, níquel, mercurio, plomo, plomo selenio, zinc

Rizofiltración

Las raíces de las plantas se usan para absorber, precipitar y concentrar metales pesados a partir de efluentes líquidos contaminados y degradar compuestos orgánicos

Cadmio, cobalto, cromo, níquel, mercurio, plomo, plomo selenio, zinc isótopos radioactivos, compuestos fenólicos

Fitoestabilización

Las plantas tolerantes a metales se usan para reducir la movilidad de los mismos y evitar el pasaje a napas subterráneas o al aire.

Lagunas de deshecho de yacimientos mineros. Propuesto para fenólicos y compuestos clorados.

Fitoestimulación

Se usan los exudados radiculares para promover el desarrollo de microorganismos degradativos (bacterias y hongos)

Hidrocarburos derivados del petróleo y poliaromáticos, benceno, tolueno, atrazina, etc

Fitovolatilización

Las plantas captan y modifican metales pesados o compuestos orgánicos y los liberan a la atmósfera con la transpiración.

Mercurio, selenio y solventes clorados (tetraclorometano y triclorometano)

Fitodegradación

Las plantas acuáticas y terrestres captan, almacenan y degradan compuestos orgánicos para dar subproductos menos tóxicos o no tóxicos.

Municiones (TNT, DNT, RDX, nitrobenceno, nitrotolueno), atrazina, solventes clorados, DDT, pesticidas fosfatados, fenoles y nitrilos, etc.

Funciones de los humedales artificiales

Las actividades humanas han dado y siguen dando origen a varios tipos de humedales de interés para algunas especies vegetales.

-Procesos de remoción físicos:

Los humedales artificiales son capaces de proporcionar una alta eficiencia física en la remoción de contaminantes asociado con material particulado.

-Procesos de remoción biológicos:

La remoción biológica es quizá el camino más importante para la remoción de contaminantes en los humedales artificiales. Extensamente reconocido para la remoción de contaminantes en los estos humedales es la captación de la planta. Los contaminantes que son también formas de nutrientes esenciales para las plantas, tales como nitrato, amonio y fosfato, son tomados fácilmente por las plantas del estos humedales.

-Procesos de remoción químicos:

El proceso químico más importante de la remoción de suelos de los humedales artificiales es la absorción, que da lugar a la retención a corto plazo o a la inmovilización a largo plazo de varias clases de contaminantes. www.ecoportal.net

* Cristian Frers es Técnico Superior en Gestión Ambiental y Consultor Ambiental.

Comentarios de los visitantes sobre este artículo

Gran idea y Gran Ayuda, por Isaacs (27/03/2010)

que buen reporte has hecho... me ayudara mucho en una investigacion que tengo planeada ..

el uso de plantas acuaticas...totora , por alfredo guerrero (14/03/2010)

No tengo la talla intelectual del que escribe el articulo ni de los que lo apoyan y comentan pero lei que la totora absorve el arsenico , quizas sea otras de sus utilidades, pero serian comestibles algunas de sus partes? convendria aclararlo gracias




NADIE ES PROFETA EN SU TIERRA, por Benjamin Bof (28/04/2008)

Le agrego este dicho en portugués; "Santo de casa não faz milagres" El articulo "ut supra" fue traducido al inglés aqui su site; http://www.fourthcornernurseries.com/article17.asp Felicitaciones a Christian Frers El Doctor Ph D Richard Haard consideró que la nota tiene categoria cientifica y la incluyó en su site. Quien esto escribe fue invitado por la SIP al seminario para "Editor Press" el cargo mas alto que puede aspirar un periodista en mayo de 2007, Miami ;USA. Esto da autoridad para evaluar la nota. Tiene un buen titulo. Hay claros subtitulos. Tiene una extensión apropiada. El texto es comprensible y desarrolla una tesis cientifico técnica. Contiene photos con epigrafes indicativos. Hay cuadros descriptivos. Es una propuesta positiva pára la sociedad. Presenta un modelo a seguir por quienes quieran exponer sus principios sobre ecologia. Este encuadre nos ha llevado a estudiar los esteros como fuente de bienes para consumo de la sociedad. Alfredo Armando Aguirre nos comentó sobre el "Tilby" para acondiconar materiales celulósicos como materia prima para diversos procesos, particularmente energia y alimentos.Descubrimos el "picador de diez cuchillas" para transformar toda la celulosa. Investigamos la totora con el doctor Haard y descubrimos que es alimento humano en frutos y raices y celulosa en las hojas. Se abre un campo impensado de la utilidad de especies nativas como forma de prevenir la propia supervivencia tambien según el doctor Haard. Cabe destacar que la cuenca Paraguay, Paraná ,de la Plata configuran un sistema hidrico de una magnitud enorme capaz de resolver los problemas de escasez de energia y alimentos por el módulo hidrico considerable sólo superado en la región por el rio Amazonas. Los cultivos de salicáceas púeden contribuir también en conjunto con las plantas acuáticas a la provisión de materias primas. Pueden crear un ambiente sostenible para la ganaderia según los trabajos publicados por los ingenieros Cesar Fuentes y Raúl Suarez El ingeniero Hector Toscani nos mostró hace dos décadas como habia conseguido producir en la región inundable de Otamendi en el partido de Campana, Buenos Aires, Argentina ;peces carpas y tilapias para alimento sin emplear petróleo, agroquimicos ni terrenos de alto valor. Nos dejó hace poco tiempo . Una oración por él. Benjamin Bof benjaminbof@gmail.com

Interesante!!, por Gabriel Cardelli (17/04/2008)

Soy aun estudiante... voy a implementar esta alternativa como tratamiento de los efluentes de la fábrica que estoy diseñando para mi tesis de ingenieria en tecnología de los alimentos... me resulta super interesante.

LAGUNA TOTORA III, por Benjamin Bof (25/12/2007)

"Y SE ARMÓ LA DISCUSION POR CULPA DE UNA POLLERA", "VÁYANSE DESPARRAMANDO, CON LA ALPARGATA ME SOBRA" "ESTA ES LA OPORTUNIDAD DE MOSTRARLE QUE LA QUIERO Y QUE SOY UN GAUCHO ENTERO, NO ME LA VAN A LLEVAR" . Fragmentos de un chamamé muy antiguo ;se armó el debale de la totora y he aqui en blog: http://www.crisisenergetica.org/forum/viewtopic.php?showtopic=36590 Laguna Totora es un chamamé de Mario del Tránsito Cocomarola autor de mas de 400 chamamés ,icono de nuestra cultura nacional y correntina. "El dia que Argentina entre en guerra Corrientes le va a ayudar". Nuestro recuerdo a los soldados del la Guerra del Atlántico Sur en 1982 muchos de ellos de Corrientes.Benjamin Bof Benjamin Bof

LAGUNA TOTORA, por Benjamin Bof (23/12/2007)

Esas pequeñas lagunas pueden sembrarse con "totora" que tiene raices con un alto contenido de almidón que es comido por los gansos y otros animales silvestres. La totora tiene una flor que hace que en inglés sea denominada "Cattail" ó cola de gato. Hay estudios en Argentina en la Facultad de Sáenz Peña ,Chaco sobre el uso celulósico de la totora para producir papel. Recientemente un investigador canadiense ;Richard Haard publicó en You Tube un video con una máquina para cosechar y limpiar los tubérculos de la totora. En resumen varias cosas por el mismo precio. Clarificación del agua, alimento y combustibles en terrenos de valor mucho menor que los empleados en las actividades granarias y ganaderas.Feliz navidad y año nuevo.benjamindbof@yahoo.com

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