¿Qué es fitodepuración?

Ecodena Guatemala

Publicación: agosto 16, 2022

La fitodepuración es un conjunto de procesos naturales resultantes de la combinación de plantas acuáticas y microorganismos del suelo en un ecosistema natural húmedo (humedales naturales) o en un ecosistema artificial, creado específicamente para ello (humedales artificiales).

Básicamente, los humedales artificiales son sistemas acuáticos, para tratamientos de aguas residuales, construidos por el hombre y que reproducen, de forma controlada, los procesos de eliminación de materia orgánica y otras sustancias contaminantes, que ocurren de forma natural en los humedales presentes en el medio ambiente.

Estos sistemas naturales de tratamiento, denominados también fitodepuración, se basan en el desarrollo de procesos físicos, químicos y biológicos, para realizar su función de tratamiento de aguas residuales.

La fitodepuración permite tratar los nitratos y fosfatos, así como los metales, que son los principales contaminantes químicos del agua. También elimina otro tipo de materiales orgánicos y tiene un rendimiento muy elevado en reducción de coliformes fecales y de bacterias patógenas. En este sentido, el proceso de fitodepuración, es uno de los tratamientos más efectivo en la eliminación de la mayoría de los agentes biológicos infecciosos presentes en el agua.

La fitodepuración o humedales artificiales se divide básicamente en dos categorías: de flujo superficial y de flujo sumergido.

Los sistemas de tipo superficial aprovechan el lento movimiento del agua en contacto con la superficie y la atmosfera, con la ayuda de plantas acuáticas flotantes.

Los sistemas de fitodepuración de tipo subsuperficial, o sumergido, aprovechan el recorrido del flujo del agua bajo un medio filtrante natural, normalmente formado por piedras, grava y arena, con la ayuda de plantas acuáticas enraizada en el medio filtrante.

En los últimos años, los sistemas de o fitodepuración o humedales artificiales, han tenido un importante desarrollo en todo el mundo, gracias sobre todo al gran interés, que los movimientos ambientalistas y ecologistas, han demostrado hacia estos sistemas de características totalmente naturales. Todo eso, unido a sus elevados rendimientos, han contribuido al éxito que actualmente tienen estas plantas de tratamiento. MÁS INFORMACIÓN

Fitodepuración de aguas residuales

La fitodepuración es una evolución de la filtración lenta intermitente, un sistema de tratamiento de aguas residuales muy utilizado en Francia en el siglo pasado, que no utilizaba plantas acuáticas y que todavía se sigue utilizando en este país, para pequeñas plantas de tratamiento.

Los sistemas de fitodepuración aplicados a los tratamientos de aguas residuales, consiguen óptimos resultados en la eliminación de materia orgánica y otras sustancias contaminantes. Su principal efectividad consiste en suprimir, de forma muy efectivo microorganismo, patógenos, virus, coliformes, etc…

También tienen otras importantes ventajas, como la simplicidad de operación, la ausencia de consumo de energía eléctrica y de productos químicos y la capacidad de adaptarse a fuertes variaciones de cargas hidráulica y orgánica, entre otras.

Los sistemas de fitodepuración se dividen en dos principales tipos: de flujo superficial y de flujo sumergido.

Los humedales artificiales de tipo superficiales presentan algunas desventajas que los hacen seguramente menos interesantes respecto a los sistemas de flujo sumergido. Entre ellas cabe mencionar la necesidad de mayor espacio para su construcción y la proliferación de insectos y malos olores, que impiden su instalación cerca de núcleos habitacionales. También el peligro de contaminación bacteriológica, hace que sea aconsejable el vallado perimetral de estos tipos de humedales, para evitar contactos con personas o animales domésticos.

Por el contrario, tienen algunas ventajas, como un precio inferior y su contribución a crear un efecto paisajístico y ambiental que puede ayudar a la formación de oasis de protección y repoblación para fauna salvaje y especialmente aves.

Los sistemas de fitodepuración de flujo sumergido, son los que mayores aplicaciones están teniendo y los que prevalentemente construimos en Ecodena. Se dividen en sistemas de flujo sumergido horizontal o vertical. Dentro de los sistemas de flujo vertical encontramos una tipología muy interesante, que es el sistema de fitodepuración de tipo “francés”.

A continuación, vamos a describir el funcionamiento de los principales sistemas de fitodepuración (humedales artificiales), existentes:

  • Flujo superficial
  • Flujo sumergido horizontal
  • Flujo sumergido vertical convencional
  • Flujo sumergido vertical de tipo “francés”

Flujo superficial

Son sistemas de fitodepuración que se han desarrollado principalmente en Estados Unidos y en algunos países de América Latina, debido sobre todo a la mayor disponibilidad de terreno para su instalación, respecto a Europa y Japón. Están formados por una o más balsas excavadas en el terreno y debidamente impermeabilizadas con geomembranas sintéticas, para evitar pérdidas de aguas residuales y contaminación del terreno circunstante. En este tipo de plantas de tratamiento, el agua residual, fluye dentro de las balsas y en contacto directo con la atmosfera. Las balsas tienen un desarrollo preferentemente longitudinal y una altura que suele ser entre 20 y 50 cm. Estos sistemas de fitodepuración son complementados con plantas acuáticas preferentemente de tipo flotante o mixto (flotantes, sumergidas y emergentes).

Flujo sumergido horizontal

Son los sistemas de fitodepuración que más se han implementado en Europa, para pequeñas comunidades, por sus múltiples ventajas y buenos rendimientos. Esto es debido principalmente al hecho que el agua residual no está en contacto directo con la atmosfera y se mueve siempre bajo la superficie del medio filtrante. Eso conlleva la ausencia de malos olores y evita la formación de insectos. Además, pueden instalarse cerca de viviendas o núcleos habitacionales y no representan ningún peligro bacteriológico, para las personas o los animales que tengan un contacto directo con el humedal artificial. El material filtrante está formado por piedras y grava de distintas granulometrías, de canto rodado y de composición silícea o granítica. Están formados por un sistema de pretratamiento y tratamiento primario que puede reunirse en un solo componente, que puede ser una fosa séptica tricameral o un tanque Imhoff. A continuación, se encuentran una o más balsas excavadas en el terreno y debidamente impermeabilizadas con geomembranas sintéticas, para evitar pérdidas de aguas residuales y contaminación del terreno circunstante y rellena de materiales áridos filtrantes.

El funcionamiento de un sistema de fitodepuración de flujo sumergido horizontal es típicamente con flujo a pistón, donde el agua residual fluye en sentido horizontal, desde el sistema de distribución instalado en la entrada, hasta la tubería de recogida de salida, instalada en el lado opuesto a la entrada. El agua residual se mueve bajo la superficie del material de relleno filtrante, sobre el cual se establecen los procesos biológicos, químicos y físicos, que permiten su tratamiento. El nivel del agua dentro de la balsa es controlado por un sistema específico de regulación telescópica. En la superficie de la balsa se plantarán plantas acuáticas, cuyas principales funciones son la transferencia de oxígeno al agua y la degradación y asimilación de contaminantes. En este tipo de fitodepuración, las plantas revisten mucha importancia y contribuyen a aumentar el rendimiento de la planta de forma considerable. MÁS INFORMACIÓN

Flujo sumergido vertical convencional

En los sistemas de fitodepuración de flujo sumergido vertical convencional, el agua residual es distribuida sobre toda la superficie del material filtrante, posiblemente de forma discontinua, intermitente, similar a la forma de alimentación de un filtro percolador. De esta forma se consigue una buena nitrificación y desnitrificación del efluente, además de evitar la formación de malos olores e insectos. El tratamiento, también, al igual que en los sistemas de flujo sumergido horizontal, se realiza en el interior de balsas excavadas en el terreno y debidamente impermeabilizada con láminas de material plástico. Al igual que las plantas de tratamientos de fitodepuración de flujo sumergido horizontales, estos sistemas también necesitan un pretratamiento que suele estar formado por una fosa séptica de tres compartimentos o un tanque imhoff. En este tipo de fitodepuración, la altura del lecho filtrante, es bastante superior respecto a los sistemas horizontales, pudiendo llegar hasta los 150 cm, según los casos. También el material filtrante es diferente y está compuesto por distintas capas de materiales áridos, desde piedras en el fondo, con función de drenaje, hasta grava muy fina o arena gruesa, en la parte superior de la balsa. MÁS INFORMACIÓN

Flujo sumergido vertical de tipo “francés”

Es un sistema de fitodepuración muy parecido al vertical convencional, pero se diferencia fundamentalmente en que no necesita ningún pretratamiento más que una reja de desbaste manual (no es necesario la instalación de una fosa séptica pluricameral o un tanque Imhoff). Eso representa una gran ventaja en los costes y en el mantenimiento, cuyas operaciones se limitan a la eliminación de los lodos estabilizados, desde la superficie de la balsa, cada 7-8 años. También tienen un rendimiento muy elevado en la eliminación de sustancias contaminantes y ocupan espacios bastantes inferiores a los sistemas de fitodepuración de tipo horizontales. La alimentación de flujo vertical también evita la posible colmatación del lecho filtrante en el tiempo, siendo los humedales artificiales de flujo sumergido vertical convencional y el sistema “francés”, los que ofrecen más tiempo de vida útil

Si necesita ampliar la información sobre los sistemas de fitodepuración puede dirigirse a la empresa Ecodena Guatemala, que tiene entre sus técnicos personal muy cualificado y con amplia experiencia internacional en el diseño y la construcción de cualquier tipo de humedales artificiales, MÁS INFORMACIÓN

Plantas fitodepuradoras

Las plantas fitodepuradoras, son plantas acuáticas que tienen grandes propiedades de eliminación de materia orgánica y elevada capacidad para transferir oxígeno al agua, per mediación de su aparato radical y a través de sus hojas. Son plantas que normalmente se encuentran en los humedales naturales, durante varias épocas del año, donde desarrollan su función de purificar y oxigenar el agua.

Las que se vayan a utilizar en los sistemas de fitodepuración, humedales artificiales, estanques, lagunas, etc…, tienen que ser principalmente muy resistentes a las condiciones ambientales de los lugares donde se van a utilizar.

También es importante que puedan resistir a las características de la carga hidráulica y orgánica del agua presente y que, además, puedan encontrarse fácilmente en el ambiente circunstante. Eso permitirá facilitar su aclimatación, evitar su muerte y ahorrar tiempo y dinero.

Existen dos categorías principales de plantas acuáticas. Las flotantes y las que están enraizadas en el terreno.

Entre las principales plantas acuáticas flotantes depuradoras podemos mencionar:

  • Lentejas de agua (Lemna, Spirodella, etc.…)
  • Jacinto de agua (Eichhornia crassipes)
  • Lechuga de agua (Pistia strartiotes)
  • Helecho de agua (Salvinia Spp.)
  • Redondita de agua (Hydrocotyle ranunculoides)
  • Mordisco de rana (Hydrocharis morsus-ranae)
  • Pita acuática (Stratoides aloides)
  • Ninfas acuáticas (Nymphaea)

Entre las principales plantas acuáticas depuradoras, enraizadas, podemos mencionar

  • Achoruscalamus
  • Calas
  • Caltha palustris
  • Cyperus papyrus
  • Cyperus alternifolius
  • Equisetum arvense
  • Glyceria variegata
  • Iris pseudoacorus
  • Iris sibirica
  • Juncos glauca
  • Juncus maritimus
  • Juncos inflexus
  • Juncus acutus
  • Mentha acuática
  • Misolis palustris
  • Pontederia lanceolata
  • Pontederia cordata
  • Schoenoplectus lacustris
  • Scirpus cebreinus
  • Scirpus lacustris
  • Thalia dealbata
  • Tipha latifolia
  • Tipha
  • Tipha mínima
  • Veronica vegabunda

Entre todas las plantas acuáticas enraizadas, las más utilizadas en el mundo para los sistemas de fitodepuración son el carrizo (Phragmites Australis) y el tule o espadaña (Typha Latifolia o Typha Domingensis).

Cuando queremos que las plantas acuáticas utilizadas en el sistema de fitodepuración, tengan también una función estética y decorativa, se suelen utilizar preferentemente: Iris pseudocorus, Achoruscalamus, Iris sibirica, Iris versicolor, Sagitaria sagittifolia, Acorus calamus y otras plantas de colores llamativos y flores agradables.

La plantación de las plantas acuáticas enraizadas, puede realizarse de diferentes formas:

  • Trasplante con panes de tierra. Es el sistema más seguro por qué las plantas no sufren mucho, debido a que conservan parte de la tierra original de su crecimiento, alrededor de sus raíces. Se aconseja una densidad de plantación de 3 o 4 plantas por m2.
  • Trasplante con mechones o rizomas. También es una forma segura que garantiza buenos resultados de que las plantas puedan echar raíces.
  • Trasplante con esquejes. Tiene un porcentaje de resultados de aproximadamente el 50% o menos, ya que eso dependerá mucho del clima y de las condiciones del sistema.
  • Siembra directa. Para realizar la siembra con éxito es necesario que se reúnan condiciones ambientales favorables (elevada humedad y calor). Normalmente, se mezclan las semillas con arena en una relación de 1:3. Es el sistema cuyos resultados son más aleatorios.

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