- Javier Carbonell. Ingeniero Agrónomo. Consejero Delegado de QuarQ Enterprise SA
1º. El humedal artificial en flotación frente a sistemas intensivos
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La principal diferencia entre una tecnología de depuración de tipo extensivo con humedales artificiales en flotación como es la tecnología aQuarQ y una tecnología de tipo intensivo como las distintas tecnologías basadas en los sistemas de fangos activos radica en la forma de aportar el oxígeno necesario para los procesos químicos y biológicos que se dan en los tratamientos secundarios aerobios.
Así, mientras las tecnologías intensivas se basan en insuflar aire al agua residual mediante el empleo de medios mecánicos (motosoplantes generalmente) las tecnologías extensivas consiguen aportar el oxígeno necesario por el empleo de plantas que están adaptadas a vivir en terrenos encharcados y que aseguran su supervivencia consiguiendo suministrar aire a su sistema radicular (por ejemplo, los sistemas de helófitas en flotación como el propio sistema aQuarQ, los humedales sub-superficiales de flujo horizontal, u otras tecnologías extensivas mediante alternancias de fases llenado-vaciado (por ejemplo, filtros intermitentes de arena o humedales sub-superficiales de flujo vertical).
Evidentemente, los medios mecánicos de aportar aire al medio son más eficaces que los medios naturales pero conllevan un elevado consumo energético.
Los medios naturales de aportar el oxígeno son menos eficaces por lo que la superficie de las instalaciones extensivas y los tiempos de retención hidráulica son mucho mayores a los de las instalaciones intensivas.
Como contrapunto, estas instalaciones extensivas pueden aportar el oxígeno necesario para los procesos biológicos aerobios sin consumo eléctrico mostrándose en estos sentidos más eficientes que las intensivas.
Como norma general, diremos que las instalaciones intensivas son aquellas que necesitan menos de 1 m2/h.e. y las extensivas son aquellas que, al no emplear medios mecánicos para aportar oxígeno al agua residual, necesitan más de 1m2/h.e.
Planta con tecnología convencional (aireación prolongada)
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Humedal artificial en flotación (tamiz de helofitas)
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Ventajas de la tecnología aQuarQ
Estas diferencias-ventajas de la tecnología extensiva de humedales artificiales mediante tamices de helofitas en flotación (Sistema aQuarQ) frente a las tecnologías intensivas son las siguientes:
1.- Generación de lodos
La generación de lodos en el sistema aQuarQ es del orden del 15% del volumen de lodos que se genera, ya espesado y concentrado, en un sistema intensivo convencional basado en la tecnología de fangos activos.
Además, los lodos generados en el sistema aQuarQ son tratados en la fase anaerobia del propio sistema con un tiempo de permanencia superior a 5 años, lo que permite extraer los lodos ya estabilizados y prácticamente mineralizados, siendo directamente aplicable, a diferencia de los lodos extraídos de tratamientos aerobios intensivos, como enmienda agronómica.
Esto permite al sistema aQuarQ funcionar sin una línea de fangos independiente, suponiendo un importante disminución del coste de inversión, un importante ahorro energético (evita el consumo energético en extracción, recirculación y deshidratación de fangos) y una importante disminución del coste derivado de la gestión externa del fango producido.
2.- Ahorro energético
Los principales consumos de energía de los sistemas intensivos se localizan en los medios mecánicos necesarios para aportar oxígeno al proceso y en los medios mecánicos necesarios para la deshidratación de los fangos generados, medios mecánicos que no son necesarios para el funcionamiento del sistema aQuarQ. Esto conlleva que el consumo eléctrico del sistema aQuarQ se limite principalmente al bombeo del agua bruta y el pretratamiento, siempre que no se pueda funcionar por gravedad y que el pretratamiento sea automatizado.
Por tanto, el consumo eléctrico del sistema aQuarQ, para una depuradora tipo de 2.000 h.e. puede cifrarse en torno al 35% del consumo de los sistemas MBBR más eficientes y en torno al 20% del consumo de los sistemas de fangos activos convencionales.
3.- Costes
El sistema aQuarQ, al carecer de grandes infraestructuras y complejos elementos electromecánicos, tiene un coste de implantación que ronda el 30% de los costes de implantación de un sistema intensivo convencional.
En cuanto a los costes de operación, el sistema aQuarQ supone un ahorro en coste energético y de gestión externalizada de lodos, además de que no requiere un personal especialmente cualificada para su explotación.
Así, los costes de explotación del sistema aQuarQ en poblaciones de menos de 2.000 h.e. son del 25 al 30% de los costes de explotación de un sistema intensivo convencional.
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4.- Personal necesario
La simplicidad de funcionamiento del sistema aQuarQ permite que el mismo pueda ser operado por personal sin una cualificación especial, generalmente por los propios operarios municipales.
5.- Integración paisajística y percepción personal
Visualmente, el sistema aQuarQ es similar a un humedal totalmente cubierto por vegetación que constituye un hábitat naturalizado donde acaban refugiándose multitud de anfibios y aves, consiguiendo una perfecta integración en el paisaje en que se instale.
6.- Sin producción de ruidos
El sistema aQuarQ funciona prácticamente sin elementos mecánicos, limitándose en algunas EDAR a las bombas de impulsión cuando sean necesarias y a los sistemas de pretratamiento automatizados allí donde no sea aconsejable un sistema de pretratamiento de limpieza manual.
Esto asegura que la instalación funciona con niveles de emisión acústica prácticamente imperceptibles.
7.- Sin producción de olores
Los únicos olores en el sistema se generan en la obra de llegada y pretratamiento, que son idénticos a los de una EDAR convencional pero, a diferencia de éstas, el sistema aQuarQ evita el resto de olores que constituye la principal fuente de malos olores en las tecnologías de tipo intensivo.
8. I+D+i en constante evolución
Los humedales artificiales en flotación tienen otras muchas ventajas sabidas pero aun no cuantificadas. Como pueden ser la eliminación de emergentes y metales pesados..., que la hacen aún mucho más ventajosas.
En la actualidad sólo está reconocido y demostrado el dimensionamiento de esta tecnología para Edaru con tamices de la Helofita Typha Domingensis en flotación. Abriéndose un gran futuro a otras helofitas, propuestas y soluciones que mejoren aún más la tecnología y sus aplicaciones.
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9.- Elevada vida útil
Al no disponer de costosos elementos electromecánicos ni de un lecho que pueda colmatarse, la vida útil del sistema aQuarQ está limitada por la vida útil de la lámina de PEAD impermeabilizante (de 25 a 30 años)
10.- Operativo 24 horas al día los 365 días al año
El sistema aQuarQ no necesita paradas para mantenimiento preventivo por lo que está plenamente operativo 24 horas los 365 días del año.
11.- Tolerancia frente a cambios en caudales y cargas
El sistema aQuarQ funciona con tiempos de retención hidráulica en torno 15 días en total que incluye una fase anaerobia como primer paso con un tiempo de retención hidráulico siempre mayor a 2 días.
El elevado tiempo de retención, a diferencia de lo que ocurre en los sistemas intensivos o en los humedales artificiales de flujo vertical subsuperficial, proporciona al sistema aQuarQ una alta capacidad de asimilación de aumentos puntuales de carga o caudal.
2º. Humedal artificial en flotación frente a otros sistemas extensivos
Cuando hablamos de sistemas extensivos para pequeñas poblaciones estamos hablando de Lagunaje, filtros intermitentes de arena, humedales artificiales de flujo horizontal y de flujo vertical y los humedales en flotación.
Sus características, ventajas, inconvenientes, coste € de inversión y superficie necesaria relacionada por población y habitantes equivalentes son los siguientes:
De la exposición anterior podemos afirmar las siguientes ventajas de los humedales artificiales en flotación sobre el resto lo siguiente:
- Los humedales en flotación no tienen COLMATACIÓN en el fondo. La colmatación del lecho de grava constituye uno de los mayores problemas que pueden apreciarse en las EDAR basadas en humedales artificiales de flujo subsuperficial, tanto vertical como horizontal. La colmatación del lecho acorta la vida útil de estos sistemas. El humedal artificial en flotación “sistema aQuarQ”, mantiene las plantas en flotación y no enraizadas sobre un lecho. Al carecer de lecho, evita el mayor problema al que se enfrentan los humedales artificiales desarrollados hasta ahora: LA COLMATACIÓN. Por tanto aumenta la vida del Edar, disminuyendo los costes de inversión.
- Los humedales en flotación tienen mayor TOLERANCIA frente a CAMBIOS EN CAUDALES Y CARGAS. El elevado tiempo de retención, a diferencia de lo que ocurre en los humedales artificiales de flujo vertical subsuperficial, proporciona al humedal artificial en flotación “Sistema aQuarQ” una mayor capacidad de asimilación de aumentos puntuales de carga o caudal.
- Los humedales en flotación necesitan MENOS SUPERFICIE. El humedal artificial en flotación “Sistema aQuarQ” funciona con menos requerimientos de superficie que cualquier sistemas extensivo como los humedales de flujo superficial, lagunajes, y humedales de flujo subsuperficial, siendo uno de los sistemas extensivos que menor superficie requiere. Lo que conlleva menor coste de inversión.
- Los humedales artificiales en flotación necesitan MENOR INVERSIÓN Y MANTENIMIENTO. Al ser la superficie menor y al sustituir obra de grabas seleccionadas por una estructura soporte de plantas “AQ3M” el coste de construcción es mucho menor. Y AL NO COLMATARSE no hay costes de reposición y por tanto el mantenimiento es también mucho menor.
3º. Conclusiones finales
Las conclusiones tras lo expuesto a la hora de elegir el EDARU mejor para un municipio son inmediatas y lo que se aconseja es lo siguiente:
- Siempre que se pueda en Edaru pequeños “hasta 10.000 habitantes equivalentes” mejor será instalar una tecnología extensiva de humedal artificial que intensiva o convencional y si ésta es un humedal artificial en flotación mejor que mejor.
- Cuando no se pueda instalar por espacio la tecnología extensiva, tratar siempre de hibridarla con la parte necesaria de intensiva o convencional para cumplir parámetros de vertido.
- Si la depuración sólo es posible con tecnología intensiva o convencional, sería conveniente disponer como terciario, un sistema extensivo como medida compensatoria, natural, verde y sostenible.
La ingeniería eficiente e inteligente para proyectar Edaru en pequeñas poblaciones siempre será la que propongan la tecnología extensiva o cualquier otra que se le aproxime. En estos proyectos hacer pequeño lo grande (tecnologías intensivas o convencionales) está condenado al abandono por no ser ni sostenibles ni operativas.
