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UTILIZACIÓN DE MACROFITAS

La técnica de sembrado de plantas vasculares acuáticas en lagunas, se empezó a utilizar como técnica de depuración cuando, buscando métodos alternativos de tratamiento terciario, se comprobó que éstas daban un buen rendimiento en la eliminación de nutrientes tales como el fósforo y el nitrógeno. Además, los gastos de instalación y mantenimiento no eran elevados, pudiéndose obtener beneficios por recolección de la biomasa producida.
Por su propiedad de eliminar nutrientes, se pueden utilizar, además, para controlar la población de algas de la laguna. Por un lado, compiten con el fitoplancton por los nutrientes, mientras que por otro, limitan la luz que llega a las algas produciendo la muerte y desaparición de un buen número de éstas. Como resultado, disminuyen los sólidos en suspensión del efluente y por tanto su turbidez.
Se ha comprobado que las macrófitas son además muy eficaces en la coagulación de coloides que producen color en el agua (Simmonds, M.A., 1979), lo cual también contribuye a la clarificación del efluente.
Por último, se ha observado la efectividad de estas plantas en la eliminación de los metales pesados.

9.1. Especies utilizadas y criterios de selección

A la hora de seleccionar las especies que se emplearán para la depuración de las aguas residuales, es preciso tener en cuenta una serie de criterios que, según Simmonds (1979), pueden resumirse a los siguientes:


Entre las especies más utilizadas están las siguientes:

Según la bibliografía, de todas ellas las de mayor aceptación son los jacintos de agua y Lemna. Los jacintos son más eficaces durante el verano, ya que en invierno se hielan. Lemna puede utilizarse en las dos épocas. siendo capaz de suplementar el papel de los jacintos durante el invierno.
El jacinto de agua (figuras 26 y 27) es una planta nativa de Suramérica, que crece con gran rapidez formando masas densas de plantas, por lo cual debe controlarse su uso. Un escape de estas plantas a un curso de agua puede ocasionar numerosos y graves problemas a los usuarios situados aguas abajo.
En condiciones favorables, la masa total de plantas puede duplicarse en pocas semanas. Para poder soportar un crecimiento tan rápido, necesitan consumir grandes cantidades de nitrógeno y fósforo, lo cual las hace potencialmente idóneas para la eliminación de tales nutrientes en efluentes de aguas residuales.



FIGURA 1
Aspecto general de una laguna con jacintos de agua en El Raal (Beniaján-Murcia).

9.2. Eliminación de nutrientes, DBO5 y TSS. Clarificación

En el apartado anterior se vio cómo la implantación de macrófitas en una laguna tiene un efecto doble:
* La competencia con el fitoplancton por los nutrientes.
* La limitación a la penetración de la luz.

Estos efectos traen como consecuencia la muerte y desaparición de numerosas algas, así como una limitación del desarrollo de las mismas. La población de algas sufre un cambio brusco, y es reemplazada poco a poco por las macrófitas. Estas crecen rápidamente y transforman la materia orgánica y los nutrientes en biomasa (Wolverton y Mc. Donald, 1979). El efluente no arrastra esta biomasa, por lo cual contiene menos SS, DBO5 y nutrientes.
Se ha observado que los jacintos de agua tienen una gran capacidad para absorber nutrientes, y que la absorción de éstos aumenta con la edad y/o tamaño del jacinto (Simmonds, M. A., 1979).
De acuerdo con las experiencias de este autor, y para un tiempo de retención próximo a 10 días se observa una gran reducción de los nutrientes aplicados a un cultivo de jacintos (99% para el nitrato y potasio, 87,5% para el Si en forma de SiO2 y 60-65% para el fosfato).
Por otro lado, Rogers y Davis (1972), estimaron que 1 ha de jacintos de agua sería suficiente para eliminar los residuos de nitrógeno y fósforo que generara una población equivalente de unos 800 hab. Según EPA (1983), la eliminación de fósforo viene limitada por las necesidades de la planta, no siendo superior al 50-75% de la concentración de fósforo en el influente.
Aparte de la eliminación de nutrientes que efectúa la propia planta, las raíces de los jacintos soportan una masa de microorganismos muy activa que también colabora en el tratamiento (figura 27).




FIGURA 2
Aspecto de una planta de jacinto de agua. Laguna en Beniaján (Murcia).

En lo que a reducción de sólidos en suspensión (TSS) se refiere, los jacintos de agua reducen los TSS a valores inferiores a 30 mg/l (valor máximo permitido por la EPA) y mantienen esta concentración durante todo el año.
Wolverton y Mc. Donald (1979), observaron que al introducir jacintos de agua en una laguna se obtenía como promedio una reducción del 89%, mientras que este porcentaje era muy variable antes de la introducción de los jacintos. El porcentaje de reducción de los TSS viene dado por:

% TSS =(TSSinfluente - TSSefluente /TSSinfluente ) · 100


Estos autores también observaron una reducción de la DBO5, si bien en este caso el porcentaje de reducción no era tan espectacular como en el caso anterior ya que, antes de la introducción de los jacintos, la laguna ya tenía un buen rendimiento en la reducción de la DBO5. La laguna reducía la DBO5 un 76% sin jacintos, llegando el promedio de reducción al 96% una vez introducidos éstos. Estas plantas mantenían la DBO5 por debajo del límite de descarga de la EPA todo el año.
Sin embargo, para Cullinane, M. J. y Shafer, R. A. (1980), no hay una mejora en la reducción de la DBO5 utilizando macrófitas en las condiciones climáticas de Puerto Rico, pero sí una elevada reducción del nitrógeno total (95%) y de los TSS (90%), mientras que para el fósforo total sólo se consigue un 25%. Según estos autores, en condiciones ideales los jacintos de agua son capaces de captar 22-44 kg. nitrógeno/ha/día y 8-10 kg. fósforo/ha/día.
Utilizando jacintos de agua en lagunas poco profundas, Dinges (1978) consiguió unos porcentajes de reducción para la DBO5, DQO y TSS del 97%, 90% y 95% respectivamente, lo cual confirma otra vez la eficacia de estas plantas en la eliminación de algas, partículas en suspensión y otras impurezas disueltas en los efluentes de las lagunas de estabilización.
Las macrófitas Lemna y Spirodela spp también eliminan el exceso de nutrientes y producen un efecto significativo sobre las tasas de reducción de la DBO5 y los TSS (Wolverton y Mc. Donald, 1979; EMASESA, 1985) (figura 28).
El lagunado con macrófitas ha demostrado, en las condiciones de trabajo del S. de Sevilla (EMASESA, 1985) su capacidad para soportar cargas orgánicas de 100 kg. DBO/ha/día, pudiéndose emplear 1 ha/1.300 habitantes.
La mayor o menor eficacia del sistema depende de la presencia o ausencia de vientos que faciliten o impidan la homogeneidad en la distribución de las plantas flotantes. Una mala distribución (arrinconamiento, etc.) reduce la capacidad depuradora.
Por otra parte, es muy importante llevar un control del cultivo y mantenerlo siempre en estado de crecimiento máximo, cosechando el exceso de biomasa. En otro caso, habría un aporte continuo de material muerto al sedimento que contribuiría a aumentar la DBO.
Además, estas plantas flotantes realizan el intercambio gaseoso directamente con la atmósfera y no contribuyen a la oxigenación de la laguna. Cuando la densidad de biomasa es grande, queda poca superficie de contacto con la atmósfera y la reaireación es menor; el oxígeno puede escasear y se facilita la degradación anaerobia de los lodos. Como consecuencia de ello, se producen sulfidrico y metano que provocan un efecto de gasificación de los sedimentos. Estos se movilizan y contribuyen a aumentar el TSS y la DBO. En condiciones anaerobias, también hay una reducción de los estados férricos. que provocan el paso del fósforo precipitado previamente a formas solubles.

 

                                                                                                                                              

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