¿Los humedales artificiales mejoran la calidad del agua?

Por Jael Batty

Los humedales artificiales, que imitan a los humedales naturales, tratan las aguas residuales municipales e industriales, el drenaje de minas, las aguas grises de pequeñas empresas y hogares, los desechos animales y las escorrentías agrícolas y pluviales. Los organismos reguladores las recomiendan como mejor práctica de gestión para controlar la escorrentía urbana.

Ecosistemas de aguas poco profundas

Los humedales artificiales son ecosistemas de aguas poco profundas que imitan a los humedales naturales. El ecosistema del humedal -agua, plantas, microorganismos, luz solar, sustrato y aire- filtra y trata las aguas residuales. Se mejora la calidad del agua mediante procesos físicos, biológicos y químicos, y se reduce el riesgo de contaminación por escorrentía^.1

El agua superficial o subsuperficial está presente tanto en los humedales construidos como en los naturales. Los humedales construidos también se llaman humedales artificiales, humedales artificiales, humedales artificiales, humedales de aguas grises, cañaverales, lechos de infiltración del suelo o humedales de tratamiento.

Se eliminan los contaminantes y patógenos

El tratamiento mediante humedales construidos elimina contaminantes, materia orgánica, metales, hidrocarburos, nitrógeno, fósforo. También se eliminan diversos agentes patógenos, aunque los humedales no están específicamente diseñados para ello. Además, las cargas orgánicas elevadas, como las que se encuentran en las aguas residuales agrícolas, pueden reducirse a partir de aguas residuales tratadas en humedales^.2

Algunas aguas residuales se tratan exclusivamente mediante humedales construidos. Generalmente, sin embargo, el afluente de aguas residuales entra en el humedal tras un tratamiento primario que separa los sólidos de los líquidos. Como tales, los humedales sirven de tratamiento secundario o terciario, saneando el efluente antes de la regeneración del agua.

Construcción de humedales

Los humedales se construyen dentro de una cubeta revestida de plástico, hormigón o arcilla. El filtro es un sustrato de arena y grava. La poca profundidad, el flujo lento y los sustratos saturados de los humedales favorecen la sedimentación^.2,3

La vegetación –como juncos, carrizos, espadañas y lentejas de agua- es vital para la eliminación de metales y otros contaminantes. La absorción de metales pesados varía según las plantas. Las raíces y los rizomas de las plantas aflojan el medio del sustrato, aumentando el movimiento del agua a través de la rizosfera. El agua se canaliza a través de los agujeros del sustrato causados por las raíces de las plantas en descomposición^.2,4

El proceso de tratamiento

El tratamiento se produce a medida que las aguas residuales fluyen por el sustrato y la rizosfera. El flujo lento permite periodos más largos de contacto entre las aguas residuales y las superficies del humedal. Una comunidad diversa de microorganismos aerobios y anaerobios se siente atraída por los materiales orgánicos/inorgánicos y las oportunidades de intercambio de gas/agua. Los microorganismos se adhieren a las raíces y rizomas, formando una biopelícula que descompone los contaminantes y la materia orgánica. Los nutrientes -carbono, nitrógeno y fósforo- aportados por la hojarasca vegetal y las plantas en descomposición alimentan el proceso microbiano. ^2,4

En el sustrato, los sólidos en suspensión se filtran de las aguas residuales y los patógenos se eliminan por filtración y adsorción. El sustrato saturado crea un entorno privado de oxígeno en el que éste se consume más rápidamente de lo que se repone. Este entorno con poco oxígeno impide el crecimiento de plantas no aptas para un entorno de humedal^.4

El entorno con poco oxígeno también es esencial para la eliminación de contaminantes. El nitrógeno se descompone y el gas nitrógeno se libera inofensivamente a la atmósfera. El fósforo se recoge y almacena dentro de un sistema de humedales mediante la fijación del fósforo en la materia orgánica o por coprecipitación con hierro, aluminio y calcio. Asimismo, los metales pesados son secuestrados en el sustrato o absorbidos por las plantas^.2,4

Flujo superficial y flujo subterráneo

Los dos tipos de humedales construidos son los de flujo superficial o de tratamiento flotante, y los de flujo subsuperficial o de cañaveral. La vegetación flota sobre el agua en los humedales flotantes o de flujo superficial. Los flujos superficiales son horizontales, lo que significa que las aguas residuales fluyen paralelas al sustrato^.2,5

En los humedales subsuperficiales, las plantas crecen en la grava. El agua puede fluir horizontal o verticalmente, en cuyo caso el agua residual desciende a través de las plantas y el sustrato. Ya sea vertical u horizontal, en un humedal subsuperficial las aguas residuales fluyen entre las raíces de las plantas y las superficies nunca^.4,6

Recuperación de aguas

El agua descargada se controla mediante una estructura de salida que permite ajustes estacionales y de mantenimiento en la profundidad del agua. El agua tratada en los humedales puede almacenarse para su regeneración o aplicación terrestre. El agua también puede verterse al suministro de agua cuando lo permita la normativa^.7

Ventajas e inconvenientes

Además de mejorar la calidad del efluente de las aguas residuales, los humedales construidos cuestan menos de construir y de alimentar que el tratamiento convencional. Además, su funcionamiento es más barato y requieren menos horas de trabajo y menos experiencia operativa. Los beneficios secundarios incluyen proporcionar hábitats para la vida salvaje, lugares de recreo y oportunidades educativas y de investigación. La construcción de humedales también atrae a ingenieros, operadores de tratamiento de aguas residuales, biólogos y ecologistas

Algunas ventajas de la construcción de humedales son

• Mejora de la calidad del agua
• Conservación y reutilización del agua
• Almacenamiento para inundaciones
• Atraer a la fauna
• Hábitats para peces y fauna
• Bajos costes de construcción
• Bajos requisitos energéticos
• Bajos costes de funcionamiento
• Mínima atención y experiencia operativa
• Educación e investigación
• Oportunidades recreativas para fotógrafos, observadores de aves y cazadores1^,3

Algunas de las desventajas son

• Algunos contaminantes complejos no pueden filtrarse con éxito
• Requieren más terreno
• Los flujos subterráneos pueden obstruir
• Los flujos superficiales atraen a los mosquitos,
• Los flujos superficiales también son susceptibles a los olores y las ^algas2

Las ventajas superan con creces a los inconvenientes. De hecho, muchos problemas pueden evitarse con una planificación y un funcionamiento adecuados. Los peces y la fauna silvestre pueden reducir los mosquitos, y un dosel de vegetación de humedal puede evitar las algas. El olor puede aliviarse con un tratamiento primario. El olor también puede prevenirse manteniendo una capa de grava sobre el acuífero, controlando los niveles de agua y raleando las plantas del humedal para favorecer el flujo del agua^.6

Los problemas causados por la obstrucción de los flujos subsuperficiales pueden evitarse empleando medios finos en el sustrato. Reducir la sobrecarga orgánica y practicar un buen pretratamiento de las aguas residuales también ayuda a prevenir los atascos. Como en los humedales de flujo subsuperficial no hay agua estancada, son inodoros, no atraen mosquitos y son menos susceptibles a las bajas temperaturas. Además, los humedales de flujo subsuperficial también ocupan menos superficie que los de flujo superficial y son mejores en la eliminación de patógenos^.7

Una tendencia creciente

Los humedales artificiales se utilizan en todo el mundo para tratar las aguas residuales y la escorrentía, mejorando la calidad del agua. También pueden utilizarse de forma residencial, tras un tratamiento primario en fosa séptica. Utilizar humedales artificiales para tratar las aguas grises es una tendencia creciente en la conservación del agua. Por último, la recuperación y reutilización del agua tratada en los humedales es un paso proactivo para resolver la crisis mundial del agua.

Para más información sobre la construcción de humedales y su normativa, consulta la página de la EPA sobre Humedales Construidos.

Cita:

1. J Gelt (1997). Constructed Wetlands: Using Human Ingenuity, Natural Processes to Treat Water, Build Habitat, Centro de Investigación de Recursos Hídricos de la Universidad de Arizona,
   https://wrrc.arizona.edu/publications/arroyo-newsletter/constructed-wetlands-using-human-ingenuity-natural-processes-treat-wa
2. Humedal Artificial, Wikipedia,
   https://en.wikipedia.org/wiki/Constructed_wetland
3. Constructed Wetlands Factsheet, National Small Flows Clearinghouse,
   https://engineering.purdue.edu/~frankenb/NU-prowd/cwetfact.htm
4. Manual de humedales artificiales, EPA,
   https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-10/documents/constructed-wetlands-handbook.pdf
5. (2000). Hoja informativa sobre tecnología de aguas residuales: Humedales superficiales de agua libre, EPA,
   https://www3.epa.gov/npdes/pubs/free_water_surface_wetlands.pdf
6. (2000). Hoja informativa sobre tecnología de aguas residuales: Humedales: Flujo subsuperficial, EPA,
   https://www3.epa.gov/npdes/pubs/wetlands-subsurface_flow.pdf
7. (2008). Humedal construido, NRCS,
   https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs143_014875.pdf

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