LOS HUMEDALES ARTIFICIALES COMO TRATAMIENTO TERCIARIO DE BAJO COSTE EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

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1 LOS HUMEDALES ARTIFICIALES COMO TRATAMIENTO TERCIARIO DE BAJO COSTE EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS Agustín Lahora Cano Jefe de Centrales Residuales. Gestión de Aguas del Levante Almeriense, S.A. (GALASA) RESUMEN La eutrofización deteriora la calidad de las aguas superficiales, produciendo problemas medioambientales y en el proceso de potabilización. La Comunidad Europea obliga, mediante la Directiva 91/271/CEE, a limitar el contenido de nutrientes responsables de la eutrofización (nitrógeno y fósforo) en los vertidos de aguas residuales urbanas depuradas, por lo que son necesarias tecnologías para complementar los actuales sistemas de tratamiento. Los humedales naturales poseen una elevada capacidad para eliminar estos nutrientes, pero un adecuado control del proceso requiere instalaciones cerradas. Existen experiencias sobre humedales artificiales como eficaz tratamiento terciario de bajo coste, aunque no se conocen en profundidad los procesos implicados. GALASA, en previsión del cumplimiento de la Directiva, ha construido un humedal artificial experimental a pequeña escala, cuyos resultados iniciales indican la viabilidad de esta tecnología bajo las condiciones climáticas de la provincia de Almería. DIAGNÓSTICO DEL TEMA: LA EUTROFIZACIÓN El deterioro de la calidad del agua supone un grave problema, medioambiental y socioeconómico, que se acentúa en zonas como Almería, donde es un recurso limitado. Especialmente bajo estas circunstancias de escasez, se debe conseguir que un determinado uso del agua no imposibilite otros posteriores; el uso del agua para abastecimiento urbano e industrial debe ir acompañado de una correcta depuración que permita su reutilización para regadíos o como elemento que no perturbe el equilibrio biológico de las zonas de vertido; de igual manera el uso del agua en agricultura y ganadería no debe suponer una contaminación de acuíferos subterráneos ni de masas superficiales de agua, continentales o marinas. En este sentido las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales) pasan a ser consideradas como instalaciones capaces de transformar una materia prima (el agua residual urbana), en un producto (el agua regenerada), de calidad previamente especificada, apto para diversos usos, a tener en cuenta en la gestión y planificación de los recursos hídricos de una determinada región. Los biosólidos obtenidos en este proceso, también constituyen un producto aplicable en la mejora de la calidad de los suelos agrícolas y forestales. Desde el punto de vista medioambiental y del aprovechamiento del agua para abastecimiento urbano, una de las principales causas de empeoramiento de la calidad del agua es la eutrofización. La Directiva 91/271/CEE sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas, define la eutrofización como: "el aumento de nutrientes en el agua, especialmente de los compuestos de nitrógeno y/o fósforo, que provoca un crecimiento acelerado de algas y especies vegetales superiores, con el resultado de trastornos no deseados en el equilibrio entre organismos presentes en el agua y en la calidad del agua a la que afecta". En efecto, la relación media N:P en la materia vegetal suele ser 16:1, mientras que en las aguas no eutrofizadas es mayor de 100:1, con el resultado de que generalmente el fósforo (que en su ciclo biogeoquímico no tiene una reserva atmosférica), actúa como limitador en el crecimiento de la biomasa vegetal. En determinados ambientes acuáticos eutrofizados esta

2 relación puede llegar a ser menor de 16:1, y entonces el nitrógeno se convierte en el elemento limitador. Como ya se ha dicho, cuando existe suficiente cantidad de N y P, se produce un crecimiento masivo de algas en la superficie de las masas de agua, que al morir caen al fondo, donde se descomponen agotando el oxígeno en profundidad si el agua presenta estratificación térmica. La estratificación térmica consiste en una separación del agua en dos capas, una caliente superficial, de menor densidad, que flota sin mezclarse sobre otra fría inferior (más densa). En la capa superficial penetran luz y CO 2, y se produce el crecimiento masivo de algas que, a través de la fotosíntesis producen oxígeno, que escapa a la atmósfera cuando alcanza la sobresaturación. La capa inferior, al no mezclarse con la superior, ni tener contacto con la atmósfera, dispone de una cantidad limitada de oxígeno, que se va agotando consumido por la descomposición bacteriana de la materia orgánica, procedente en gran parte de las algas muertas que sedimentan desde la capa superior. Cuando el agotamiento del oxígeno es total, se inicia la descomposición anaerobia de la materia orgánica, bajo unas condiciones de oxidación-reducción, que permiten la acumulación de NH 4, CH 4, SH 2, etc., con solubilización de metales de los sedimentos (en especial Fe y Mn) y fósforo (coprecipitado con carbonato cálcico o hidróxido de hierro). Bajo nuestras condiciones climáticas, la estratificación térmica se da durante la primavera y el verano, a finales de otoño y principios de invierno, la capa de agua superficial se enfría, hasta alcanzar la misma temperatura que la del agua profunda y se produce una mezcla y homogeneización del agua, así como de los elementos sólidos y gaseosos que contiene. Estos ciclos anuales pueden verse modificados por episodios climáticos extraordinarios, avenidas y riadas. La eutrofización afecta sobre todo a las masas de agua estancada, en especial a los embalses, ya que presentan una relación muy alta entre la superficie de la cuenca y la superficie del embalse, lo que implica un mayor aporte de nutrientes, produciendo efectos no deseables en el medio natural con un descenso de la biodiversidad y de la capacidad de autodepuración del ecosistema afectado. La eutrofización incide negativamente en el proceso de potabilización del agua, con problemas estéticos por aumento de la turbidez y color, sustancias producidas por las algas con olores y sabores desagradables, posible presencia de toxinas excretadas por algunas algas, atascamiento de filtros y mayor coste de potabilización, presencia de precursores que tras la cloración pueden originar trihalometanos tóxicos, potencial red-ox negativo con solubilización de metales de los sedimentos, en especial Fe y Mn, presencia de nitratos en grandes cantidades, etc. El grado de eutrofización en aguas estancadas se mide a través del contenido de fósforo total OECD (1982) y de clorofila "a", aunque este último parámetro es una medida indirecta, influida por variables como turbidez, temperatura, etc. Las fuentes contaminantes de N y P, pueden ser puntuales o de origen difuso: alteración de la cubierta vegetal natural, abuso de fertilizantes en prácticas agrícolas intensivas, ganadería estabulada, vertidos de aguas residuales urbanas e industriales, lixiviados de vertederos no controlados, etc. La mencionada Directiva 91/271/CEE sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas (transpuesta a la legislación española, entre otros, mediante el Real Decreto-Ley 11/1995 y el Real Decreto 509/1996), tiene en cuenta el problema de la eutrofización, definiendo "zonas sensibles" propensas a la eutrofización y "zonas menos sensibles" (Cuadro 1). También regula los vertidos a dichas zonas, limitando la concentración de Fósforo total y Nitrógeno total (Cuadro 2). La Administración General del Estado, previa audiencia de las Comunidades Autónomas y de las entidades locales afectadas, declararán las "zonas sensibles" en las cuencas hidrográficas que excedan del ámbito territorial de una comunidad Autónoma. Las Comunidades Autónomas efectuarán dicha declaración en los restantes casos y determinarán las "zonas menos

3 sensibles" en las aguas marítimas. Las aglomeraciones urbanas que cuenten con más de habitantes-equivalentes y que viertan las aguas residuales urbanas en "zonas sensibles" deberán disponer, antes del 1 de enero de 1999, de instalaciones adecuadas para que dichas aguas sean sometidas, antes de su vertido, a un tratamiento más riguroso que el tratamiento secundario. No se tiene constancia de la declaración de ninguna "zona sensible" en la comarca del Bajo Almanzora, sin embargo existen tres zonas que podrían cumplir los requisitos de zona sensible: el embalse de Cuevas del Almanzora, y las lagunas litorales de la desembocadura del Río Aguas y del Río Antas. El embalse de Cuevas del Almanzora se sitúa en la cuenca baja del Río Almanzora, con una capacidad de 170 Hm 3, una superficie de embalse de 523 Ha, y una superficie de cuenca de Km 2, entró en servicio en 1986 y tiene una aportación media de 22 Hm 3 /año. Es usado por GALASA como fuente para la potabilización de agua para abastecimiento de 12 municipios de la comarca del Bajo Almanzora. Las lagunas litorales de las desembocaduras del Río Aguas y el Río Antas, aisladas del mar por una estrecha faja de tierra, son de agua salada o salobre. A ellas vierten indirectamente, a través de los ríos, las EDAR de Mojácar-Garrucha-Turre y Vera respectivamente. Ambas lagunas son espacios naturales de gran valor ecológico, protegidos por la Junta de Andalucía. PROPUESTAS ORIENTADAS A SOLVENTAR O MINIMIZAR LA SITUACIÓN ANALIZADA. Las medidas correctoras para luchar contra la eutrofización en la propia masa de agua, presentan inconvenientes económicos y técnicos, por lo que las medidas preventivas destinadas a reducir las fuentes de aporte de nutrientes, son las más recomendadas: Gestión integral de la cuenca para minimizar los aportes por escorrentía debidos a la erosión del suelo y los fertilizantes agrícolas. Identificación de las zonas críticas en cuanto a contaminación difusa (se deben tener en cuenta los trasvases entre cuencas). Uso de detergentes con bajo contenido en polifosfatos. Gestión de los residuos agrícolas y ganaderos, así como reducción de los fertilizantes. Tratamiento adecuado de las aguas residuales domésticas e industriales. Filtros verdes para la protección del dominio público hidráulico frente a la eutrofización. Centrados en las aguas residuales urbanas, los tratamientos convencionales suponen una reducción de nitrógeno y fósforo insuficiente para cumplir la directiva europea en lo relativo a zonas sensibles, siendo necesarios tratamientos terciarios, que con las tecnologías actualmente al uso suponen instalaciones y mantenimientos muy costosos. Existe en España la necesidad de desarrollar tratamientos terciarios de bajo coste, y ensayarlos bajo distintas condiciones climáticas. Los humedales, naturales o artificiales, pueden ser uno de ellos, ya que se conoce, por estudios básicos, su efecto depurador sobre las aguas que los atraviesan. Los humedales son medios semiterrestres con un elevado grado de humedad y una profusa vegetación, que reúnen ciertas características biológicas, físicas y químicas, que les confieren un elevado potencial autodepurador. Los humedales naturales pueden alcanzar gran complejidad, con un mosaico de lámina de agua, vegetación sumergida, vegetación flotante, vegetación emergente y zonas con nivel freático más o menos cercano a la superficie. En los humedales artificiales se han ensayado estas posibilidades: lagunas con microalgas (lagunaje natural o aireado), macrófitos flotantes (jacinto de agua), micrófitos flotantes (lenteja de agua), macrofitos sumergidos o macrófitos emergentes (helófitos). Se ha demostrado que uno de los principales factores de depuración en los humedales son los helófitos (plantas capaces de arraigar en suelos anegados o encharcados, con una parte sumergida y otra aérea). Debido a su particular fisiología y ecología, estas plantas tienen la capacidad de depurar el agua mediante la asimilación directa de nutrientes (en especial N y P) y metales, que son retirados del medio e incorporados al tejido vegetal. Además de este efecto directo, los helófitos son capaces de transportar oxígeno en grandes cantidades desde los tallos hacia sus raíces y rizomas, donde es utilizado por los microorganismos heterótrofos que crecen sobre ellos en forma de biopelícula, lo que contribuye a la reducción de contaminantes a través de procesos aerobios de degradación. Se establece una especie de simbiosis en la que

4 la planta suministra oxígeno a los microorganismos y aprovecha algunos productos resultantes del metabolismo de los mismos, consiguiendo en condiciones adecuadas, crecer a ritmos muy elevados. Los helófitos, más usados en depuración son Typha, Scirpus, Phragmites y Carex. Otro elemento fundamental en el proceso de depuración por humedales es el sedimento orgánico, que además de ser sustrato para el crecimiento microbiano, presenta una elevada capacidad de cambio que asegura la retención y posterior transformación del material orgánico e inorgánico. Así mismo, juega un papel fundamental en la dinámica del fósforo, cuyo principal mecanismo de eliminación es, junto con la asimilación biótica, su adsorción a las arcillas y la precipitación y formación de complejos con Al, Fe y Ca presentes en los sedimentos. Se ofrece a continuación un resumen de los principales procesos físicos, químicos y biológicos que favorecen la depuración de aguas residuales en los humedales: - Sedimentación, filtración y degradación de sólidos en suspensión. - Fijación de metales pesados en los sedimentos. - Mineralización de la materia orgánica. - Asimilación vegetal e inmovilización microbiana de compuestos inorgánicos. - Amonificación, nitrificación y desnitrificación. - Volatilización del amonio desde las capas superficiales del sedimento. - Adsorción y precipitación química del fosfato con Al, Fe, Ca y minerales de la arcilla. - Reducción de los niveles de sulfato. - Eliminación de patógenos por: sedimentación, muerte gradual, radiación UV, excreción de antibióticos por otros microorganismos y por las raíces de los helófitos. Numerosos estudios confirman la posibilidad de usar estos procesos en la depuración de aguas residuales urbanas, (Hill, 1979; Radoux y Kemp, 1982; Brix, 1987; Radoux y Kemp, 1988; Brix y Schierup, 1989; Martín y Fernández, 1992; Moore et al., 1994). El inicio de esta tecnología hay que situarlo en las patentes del alemán K. Seidel del Max Planck Institute, con los sistemas conocidos como "reed bed treatament system" (RBT) y "root zone method" (RZM), posteriormente, en Francia, Reino Unido, y otros países de Europa se fueron instalando plantas de este tipo, hasta la creación en 1985 del Grupo Europeo de Sistemas de Tratamiento mediante Hidrófitas Emergentes (EHTS). Actualmente los humedales artificiales son utilizados como sistemas depuradores, en diversos países: Dinamarca, Alemania, Reino Unido, Francia, Austria, Suiza, Bélgica, Luxemburgo, Holanda y Suecia. En Estados Unidos se desarrollaron investigaciones sobre el uso de humedales, aplicando métodos ligeramente diferentes a los europeos, los "Free Water System" (FWS) y "Subsurface Flow System" (SFS). Los estudios básicos sobre el potencial depurador de los humedales bajo diferentes condiciones de diseño se realizan en estaciones experimentales como las situadas en Viville (Bélgica); Lallaing (Francia), Cambérène (Senegal), Arcata (California), Emmitsburg (Maryland) en EEUU y Mansilla en León (España);

5 Particularmente interesante resulta la experiencia de la empresa Severn Trent Limited en el Reino Unido, donde gestiona más de 1000 depuradoras de aguas residuales de pequeños núcleos de población (inferior a 2000 habitantes), sirviendo a 8.5 millones de consumidores, mediante Contactores Biológicos Rotativos y lechos de carrizo, con mínimo mantenimiento y 20 años de vida útil calculada (Findlay, 1997). En España comienza a aplicarse esta tecnología, en algunas plantas de pequeño tamaño (García et al. 1997), y en dos EDAR con el sistema de humedales, que se construirán a cargo de la Diputación Provincial de León, como fruto de las experiencias de la Facultad de Biología de la Universidad de León (Ansola y de Luis, 1994, Ansola et al. 1995). Pero destaca el proyecto, actualmente en ejecución, de "Recuperación ambiental del tramo final del río Besós", para el que la Comisión de las Comunidades Europeas concedió una ayuda del Fondo de Cohesión por valor de millones de pesetas. Este proyecto incluye la implantación en el margen del río de un tratamiento terciario mediante una zona húmeda artificial plantada con helófitos, para el efluente de la planta depuradora de Montcada i Reixac que trata una población equivalente de habitantes (Alarcón et al., 1997). PROYECTO DE I+D DESARROLLADO EN GALASA: "EL USO DE HUMEDALES ARTIFICIALES EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES" Es difícil aplicar los resultados obtenidos en humedales naturales al diseño de humedales artificiales, sobre todo cuando se intentan extrapolar de unas áreas geográficas a otras. Por otra parte, los conocimientos sobre los procesos depuradores que intervienen en los humedales artificiales, así como los criterios de diseño y explotación (capacidad de carga, tiempo de retención, operaciones básicas de mantenimiento, etc.), son insuficientemente conocidos, en especial bajo nuestras circunstancias climáticas. Para implantar un humedal artificial, con el nivel actual de conocimientos, es muy conveniente realizar un estudio propio. En este sentido los humedales artificiales experimentales a pequeña escala son una herramienta muy útil, ya que permiten un mayor grado de control sobre las condiciones de estudio. Por otra parte, los trabajos relacionados con la utilización de humedales artificiales en la depuración de aguas residuales, se han centrado en el seguimiento de la eficacia depuradora del modelo diseñado. Se carece sin embargo, de estudios detallados en los que se analice, bajo diferentes condiciones de trabajo, la eficacia del proceso físico, químico y/o biológico responsable, en último término, de la capacidad depuradora del sistema. GALASA, preocupada por cuestiones ambientales y preparando la aplicación de la normativa europea, inició en diciembre de 1996 el Proyecto de I+D: EL USO DE HUMEDALES ARTIFICIALES EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES, dirigido Agustín Lahora, Técnico de Depuración de GALASA, con la doctora Rosa Gómez como investigadora, con una beca postdoctoral del Programa de Investigación de Doctores en Empresas de la Subdirección de Investigación Tecnológica y Desarrollo del Ministerio de Educación y Ciencia. El proyecto abarca dos objetivos generales: 1.- Analizar el potencial y la viabilidad del uso de humedales artificiales en la depuración de aguas residuales urbanas en las condiciones ambientales de nuestra zona geográfica, usando las especies vegetales autóctonas Phragmites australis (cañota, carrizo) y Typha dominguensis (anea). 2.- Conocer, de forma experimental, el efecto que las principales variables de diseño tienen sobre algunos de los procesos básicos de la depuración como son: mineralización

6 de la materia orgánica, eliminación del nitrógeno y retención de los fosfatos. Para la realización del estudio se construyó en el recinto de la E.D.A.R. de Mojácar-Garrucha- Turre, una planta experimental financiada por GALASA. El diseño experimental combina tratamientos que difieren con relación a las variables: tipo de flujo hidráulico, tipo de substrato, tiempo de retención y especie de helófito. La planta experimental consta de 4 series de tratamientos, cada serie de tratamientos se ha construido por duplicado para asegurar la fiabilidad de los resultados, lo que hace un total de 8 series. El régimen de trabajo es continuo, alimentada con agua procedente de lagunas anaerobias (en 3 de las series), o con agua procedente de lagunas de maduración (en 1 de las series). Con ello se quiere testar la carga máxima admitida por el sistema y la viabilidad del uso de los humedales como tratamiento terciario. La alimentación de agua a las series está automatizada y controlada por un sistema de motoválvulas dirigidas por un autómata programable. Esta estructuración permite separar en el espacio los mecanismos responsables del procesamiento y retención de sólidos, materia orgánica y nutrientes del agua, obteniendo así un mayor grado de control y manipulación de cada uno de los procesos implicados. El control del funcionamiento de la planta experimental se ha realizado mediante la toma y análisis de muestras de agua y sedimento, así como la realización de ciertas experiencias bajo condiciones de laboratorio. Algunos de los parámetros analizados durante el experimento son: DBO5, DQO, sólidos en suspensión, nitrógeno total, nitratos, nitritos, amonio, fósforo total, procesos de mineralización, nitrificacióndesnitrificación, adsorción de fósforo al sedimento, evapotranspiración, temperatura del agua, gradiente de O 2, ph, salinidad, conductividad, sulfatos, coliformes fecales, clorofila "a", acumulación de materia sobre el sedimento, biomasa vegetal. Paralelamente se han analizado muestras de agua de las lagunas de la E.D.A.R. Mojácar- Garrucha-Turre (que da servicio a habitantes equivalentes), por lo que los resultados permiten comparar el rendimiento de humedales artificiales frente al lagunaje, bajo las mismas condiciones climáticas y de influente, así como establecer los criterios básicos de diseño para plantas de depuración a escala real, que podrían resolver los problemas de depuración de aguas, que presentan algunos núcleos de población de la región. En la siguiente tabla se ofrecen algunos datos iniciales obtenidos para los parámetros exigidos por la Directiva 91/271/CEE (y los coliformes fecales, por su importancia en la reutilización del agua), para el tratamiento alimentado con agua procedente de la primera laguna de maduración de la EDAR de Mojácar-Garrucha-Turre: DBO5 (mg 0 2 /l) DQO (mg 0 2 /l) S. S. (mg/l) N- Total (mg/l) P- Total (mg/l) Col. Fecales UFC/100 ml Influente EDAR x 10 6 Efluente EDAR Efluente humedal

7 Directiva 91/271/CEE Se observa que el efluente de la EDAR de lagunaje cumple con la normativa en lo referente a DBO5, DQO y sólidos en suspensión, pero no en lo relativo a nitrógeno total y fósforo total para "zonas sensibles", situación bastante común en el resto de las EDAR de la zona. En el periodo analizado, el humedal, además de la disminución eficaz de la carga orgánica y los sólidos, consigue concentraciones de nitrógeno y fósforo total, suficientes para cumplir la actual legislación en lo referente al vertido a "zonas sensibles". La depuración de aguas residuales mediante humedales artificiales también consigue espectaculares reducciones de microorganismos patógenos (hasta la fecha no se han detectado coliformes fecales en la salida del humedal). Por otra parte el efluente es totalmente transparente, alcanzando calidad cristalina, a diferencia del procedente del lagunaje que presenta coloraciones verdosas debidas a las microalgas que transporta. Además, los humedales presentan otras ventajas: - No generan lodos, que se mineralizan totalmente. - Bajos costes de construcción, energía y explotación. - Sencillez de mantenimiento, aunque precisan un adecuado seguimiento. - Son sistemas flexibles y poco susceptibles a cambios en caudales y carga del influente. - La biomasa vegetal actúa como aislante del sedimento, lo que asegura una intensa actividad microbiana en todas las estaciones del año. - No generan olores, integrándose extremadamente bien con el paisaje. - No suelen aparecer problemas de moscas y mosquitos si no se deja emerger la capa de agua. - Incrementan la diversidad ambiental de la zona con la creación de un hábitat para la fauna. Inconvenientes: - Criterios de diseño y funcionamiento no suficientemente conocidos. - Desconocimiento de procesos biológicos e hidrológicos que intervienen. - Necesidad de dos o tres estaciones de crecimiento de las plantas para llegar al máximo rendimiento.

8 - Pérdidas de caudal por evapotranspiración con aumento de la salinidad del efluente. Resultados obtenidos en nuestras instalaciones indican que los humedales artificiales, al menos con las especies de macrófitos ensayadas, no admiten cargas orgánicas muy altas, por lo que no deben ser alimentados directamente con agua bruta, ni con agua pretratada o con tratamiento primario (eliminación de sólidos). Se deben alimentar con influentes de baja carga o que hayan recibido un tratamiento secundario. En definitiva, según nuestras experiencias, el tratamiento de aguas residuales urbanas mediante humedales artificiales, constituye un magnífico tratamiento terciario de bajo coste para la eliminación de nutrientes, patógenos y clarificador del efluente, complementario con EDAR de cualquier tecnología, ya sea de bajo coste o convencionales, cuando se precise un vertido con bajo contenido en nutrientes y/o patógenos. También pueden usarse para tratar los caudales pluviales que no pueden ser admitidos por la EDAR, escorrentías, drenajes de cultivos, etc. Los resultados positivos y los parámetros de diseño ajustados con la planta experimental, han aportado gran cantidad de información, por lo que se proyecta construir humedales artificiales a escala real, como complemento de algunas EDAR ya existentes en el Levante Almeriense. El humedal puede considerarse como un reactor biológico tipo "proceso biopelícula sumergida", con aireación natural, en el que las plantas emergentes toman oxígeno de su parte aérea para introducirlo en la sumergida a través de los rizomas. Se crea un mosaico de zonas aerobias y anaerobias próximas entre si, que favorecen los procesos de descomposición de la materia orgánica, nitrificación, desnitrificación, precipitación de fosfatos y muerte de patógenos. Existen algunas experiencias de vertido directo de aguas residuales a humedales naturales para aprovechar su efecto depurador, pero este sistema se debe usar sólo en casos excepcionales, ya que es necesario un control para evitar daños irreversibles al ecosistema y eliminar otros aspectos negativos, lo que requiere realizar el proceso dentro de un recinto cerrado e impermeable, que permita elegir la ubicación, tipo de sustrato, flujo y vegetación óptimos para el proceso. A escala real, un humedal artificial construido con flujo subsuperficial, consistiría en dos o más compartimentos, conectados en serie o en paralelo (preferiblemente con ambas posibilidades), donde se plantan una o varias especies de helófitos (ver Figura). Los compartimentos de forma rectangular o irregular (adaptándose al terreno), tendrían una profundidad de 60 a 80 cm, con un tratamiento impermeabilizante (preferiblemente lámina sintética), relleno con grava o piedra machacada de alto contenido en calcio y hierro, de granulometría apropiada. El agua entra por uno de sus extremos, y se reparte a través de un tubo o canal con varias salidas, atravesando la zona de grava sembrada con los helófitos. En el otro extremo, el agua es recogida mediante una tubería perforada situada en el fondo. El nivel máximo del lecho se regula variando la posición del tubo de salida, de manera que no aflore la lámina de agua y se mantenga unos centímetros por debajo de la grava. Para el correcto funcionamiento, es fundamental asegurar un tiempo de retención y una distribución uniforme del afluente, por lo que se pueden construir muros u otras estructuras que fuercen el agua a realizar un recorrido mayor. En las entradas y salidas se suelen situar gaviones de elementos gruesos para evitar colmataciones. Se debe disponer de una zona de rebose para evacuar caudales en exceso, así como un desagüe de fondo. Los resultados iniciales indican que la superficie necesaria sería de 2-5 m 2 /habitante para influentes sin tratamiento secundario o muy cargados, y de 1-2 m 2 /habitante para tratamientos terciarios. Estos sistemas se pueden combinar con cualquier otro método de depuración, consiguiendo la eliminación complementaria de nutrientes. Están especialmente indicados para pequeñas comunidades rurales, donde se pueden colocar a continuación de fosas sépticas o tanques de sedimentación.

9 Comprobado el positivo efecto de las plantas sobre la calidad del agua, parece aconsejable mantener la vegetación en riberas y humedales con alamedas, tarayales, carrizales y aneales, como método para amortiguar y proteger corrientes y masas de agua frente a la eutrofización. Se ha comprobado que el encauzamiento de ríos, con destrucción de la vegetación de sus riberas ha ocasionado un súbito empeoramiento de la calidad aguas abajo, al aumentar la velocidad y desaparecer el filtro para los nutrientes que suponen los macrófitos. BIBLIOGRAFÍA ALARCÓN, A.; KOLB, P. & MARULL, J Recuperación medioambiental del tramo final del río Besós. Bio 10:7-11. ANSOLA, G. & DE LUIS, E Concentración de nutrientes en helófitos acuáticos utilizados en depuración de agua residual. Limnetica. 10 (1): ANSOLA, G.; FERNÁNDEZ, C. & DE LUIS, E Removal of organic matter and nutriens from urban wastewater by using an experimental emergent aquatic macrophyte system. Ecological Engineering. 5: APHA, AWWA & WPCF Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales. Ediciones Díaz de Santos. Madrid. BRIX, H Treatment of wastewater in the rhizosphere of wetland plants-the root zone method. Water. Sci. Technol. 19: BRIX, H. & SCHIERUP H.H The use of aquatic macrophytes in water-pollution control. Ambio 18 (2): COLLADO, R Aplicación de macrófitas a la depuración de aguas residuales. Curso de Aplicación de Tecnologías Blandas a la depuración de aguas residuales. Proyecto Agua. EGEVASA. Valencia. COLMENAREJO, M Tratamientos de aguas residuales urbanas (I+D). En: La calidad de las aguas continentales españolas. Estado actual e investigación GEOFORMA. Logroño. EPA Subsurface flow constructed wetlands for wastewater treatament. A technology Assessment. Municipal Technology Branch. Washington. ESTEINER, G.R.; WATSON, J.T. & CHOATE, K.D General desing, Construction, Operation Guidelines for Small Constructed Wetlands Wastewater Treatment System. LEWIS PUBLISHER FINDLAY, G.E El proceso de CBR y lechos de juncos de Severn Trent. Curso de Aplicación de Tecnologías Blandas a la depuración de aguas residuales. Proyecto Agua. EGEVASA. Valencia. GARCÍA, J. RUIZ, A. & JUNQUERTAS, X Depuración de aguas residuales urbanas mediante humedales construidos. Tecnología del Agua. 165: HILL, B.H Uptake and release of nutrients by aquatic macrophytes. Aquatic Botany. 7:87-93.

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11 pertinentes del Real Decreto 927/1988, de 29 de julio, por el que se aprueba el Reglamento de la administración Pública del Agua y de la Planificación Hidrológica. Masas de agua en las que sea necesario un tratamiento adicional al tratamiento secundario establecido en el artículo 5 del Real Decreto-Ley y en este Real Decreto para cumplir lo establecido en la normativa comunitaria. II. Zonas menos sensibles Un medio o zona de agua marina podrá catalogarse como zona menos sensible cuando el vertido de aguas residuales no tenga efectos negativos sobre el medio ambiente debido a la morfología, hidrología o condiciones hidráulicas específicas existentes en esta zona. Al determinar las zonas menos sensibles, se tomará en consideración el riesgo de que la carga vertida pueda desplazarse a zonas adyacentes y ser perjudicial para el medio ambiente. Para determinar las zonas menos sensibles se tendrán en cuenta los siguientes elementos: Bahías abiertas, estuarios y otra aguas marítimas con un intercambio de agua bueno y que no tengan eutrofización o agotamiento del oxígeno, o en las que se considere que es improbable que lleguen a desarrollarse fenómenos de eutrofización o de agotamiento del oxígeno por el vertido de aguas residuales urbanas. Cuadro 2. REQUISITOS DE VERTIDOS DE AGUAS RESIDUALES (DIRECTIVA 91/271/CEE) Requisitos procedentes de instalaciones de tratamiento de aguas residuales urbanas realizadas en zonas sensibles cuyas aguas sean eutróficas o tengan tendencia a serlo en un futuro próximo. Según la situación local, se podrá aplicar uno o los dos parámetros. Se aplicarán el valor de concentración o el porcentaje de reducción. PARÁMETROS CONCENTRACIÓN PORCENTAJE MÍNIMO DE REDUCCIÓN (1) MÉTODO MEDIDA REFERENCIA DE DE Fósforo total Nitrógeno total (2) 2 mg/l P (de a 1000 h.e.) 1 mg/l P (más de h.e.) 15 mg/l N (de a 1000 h.e.) 10 mg/l N (más de h.e.) 80 Espectrofotometría de absorción molecular Espectrofotometría de absorción molecular

12 (1) Reducción relacionada con la carga de entrada. (2) Nitrógeno total equivale a la suma del nitrógeno Kjeldahl total (N orgánico + NH 3 ), nitrógeno en forma de nitrato (NO 3 ) y nitrógeno en forma de nitrito (NO 2 ). (3) Alternativamente el promedio diario no deberá superar los 20 mg/l N. Este requisito se refiere a una temperatura del agua de 12 º C o más durante el funcionamiento del reactor biológico de la instalación de tratamiento de aguas residuales. En sustitución del requisito relativo a la temperatura, se podrá aplicar una limitación del tiempo de funcionamiento que tenga en cuenta las condiciones climáticas regionales. FIGURA. Esquema de humedal artificial con macrófitos emergentes y flujo subsuperficial.