El Sistema de Depuración Natural del Campus de Tafira es una instalación basada en una laguna de macrófitos y un humedal de flujo horizontal con plantas y sedimentos, donde el agua residual se depura mediante procesos naturales de descomposición y filtrado. El sistema funciona desde el año 2000 y ha servido para depurar las aguas residuales de una parte del Campus de Tafira.
Investigadores del Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) han comprobado que esta depuradora natural puede eliminar una parte importante de los microcontaminantes orgánicos, especialmente hormonas, fármacos, nicotina y cafeína, con un consumo energético mínimo o nulo. El agua regenerada se ha utilizado para el riego y la recuperación del Palmeral de Salvago, situado junto a las instalaciones.
Ubicación y características generales
El Sistema de Depuración Natural del Campus de Tafira está ubicado en el Campus de Tafira, en Las Palmas de Gran Canaria, Islas Canarias, y es titularidad de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria.
| Característica | Dato |
|---|---|
| Instalación | SDN Campus de Tafira |
| Ubicación | Campus de Tafira. Las Palmas de Gran Canaria. Islas Canarias. |
| Titularidad | Universidad de las Palmas de Gran Canaria |
| Capacidad indicada | 50 habitantes equivalentes |
| Inicio del funcionamiento | Desde el año 2000 |
La actividad agrícola y ganadera del Campus de Tafira queda evidenciada por la presencia de diversos elementos constructivos tales como terrenos de cultivo, cuartos de apero, canalizaciones de agua de riego, estanques de barro, etc. Los terrenos de cultivo están sujetos a explotación agrícola en modo de “producción integrada”, un sistema intermedio entre la producción convencional y la ecológica.
Algunas de antiguas construcciones están siendo empleadas como cuartos de aperos o almacenes, otras están siendo empleadas como oficinas, y estando algunas de ellas pendientes de remodelación. Cabe destacar por último el “arqueódromo”, un lugar donde se recrean excavaciones arqueológicas dedicadas a la enseñanza de esta disciplina para estudiantes y sus familias.
Elementos que forman la depuradora natural
El sistema está compuesto de dos secciones: una laguna de macrófitos (plantas acuáticas, en ocasiones flotantes, visibles sin necesidad de microscopio) y un humedal de flujo horizontal con plantas y sedimentos. El agua se depura mediante procesos naturales de descomposición y filtrado.
La tecnología aplicada incluye un estanque facultativo de 235 m3, dos canales con filtro de grava de 45 m2 y un filtro de gravas de 36 m3.
| Elemento | Dimensión indicada |
|---|---|
| Estanque facultativo | 235 m3 |
| Canales con filtro de grava | 2 canales, 45 m2 |
| Filtro de gravas | 36 m3 |
Laguna de macrófitos
La primera sección está constituida por una laguna de macrófitos. Las macrófitas son plantas acuáticas, en ocasiones flotantes, visibles sin necesidad de microscopio, que participan en los procesos naturales de tratamiento del agua.
En esta zona, el agua permanece en contacto con las plantas y con los microorganismos asociados a ellas. La descomposición natural de la materia orgánica y la retención de diferentes sustancias contribuyen a reducir la carga contaminante del agua residual.
Humedal de flujo horizontal
La segunda sección corresponde a un humedal de flujo horizontal con plantas y sedimentos. El agua atraviesa lentamente el sistema, entra en contacto con el medio filtrante y queda sometida a procesos físicos, químicos y biológicos.
Los sistemas de fitodepuración se basan en los procesos biológicos, físicos y químicos que se desarrollan en el lento movimiento del agua a través de un medio filtrante (normalmente grava y arena), bajo la superficie del terreno y con la ayudas de macrófitas (plantas acuáticas y semiacuáticas), incluidas en el medio filtrante o en la misma agua residual.
Cómo funciona la depuración natural
La depuración natural combina el movimiento lento del agua, la filtración a través de gravas y sedimentos, la actividad de los microorganismos y la acción de las plantas acuáticas y semiacuáticas. Estos mecanismos permiten reducir la materia orgánica y determinados contaminantes sin recurrir necesariamente a equipos electromecánicos de alto consumo.
La vegetación proporciona superficies donde se desarrollan comunidades microbianas y contribuye a la absorción y transformación de algunas sustancias. El medio filtrante favorece la retención de partículas, mientras que el tránsito del agua permite que se desarrollen procesos de descomposición y filtrado.
Existen varios sistemas de fitodepuración, nosotros utilizamos sistemas de flujo subsuperficial que evitan el contacto de las aguas residuales con el aire, lo que evita la presencia de malos olores e insectos.
De esta forma es posible su ubicación muy cerca de viviendas y núcleos urbanos, creando así una zona verde que integra perfectamente con el jardín o el espacio público.
Eliminación de contaminantes emergentes
Investigadores del Instituto Universitario de Estudios Ambientales y Recursos Naturales (i-UNAT) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) han estudiado la capacidad de un sistema de depuración natural ubicado en el Campus de Tafira de eliminar micro-contaminantes orgánicos, en particular hormonas y productos de cuidado personal de las aguas residuales.
El estudio, publicado en Science of the Total Environment, se ha llevado a cabo en el Sistema de Depuración Natural del Campus de Tafira, que desde el año 2000 y ha servido para depurar las aguas residuales de una parte del Campus de Tafira.
En nuestro día a día consumimos centenares de productos químicos distintos cuyos efectos en el medioambiente a largo plazo se desconocen. Para poder controlar la amenaza que estos contaminantes posan a la naturaleza, e incluso a los seres humanos, es esencial desarrollar procesos de detección, evaluación y depuración.
Hormonas, fármacos y productos de cuidado personal
El estudio ha evaluado la presencia de 15 hormonas esteroideas y productos de cuidado personal. De las hormonas estudiadas, hay algunas naturales que provienen de las excreciones humanas y animales. Las hormonas sintéticas estudiadas provienen de productos farmacéuticos y cosméticos.
Los investigadores del citado Instituto de investigación, analizaron dos tipos de hormonas, las que excreta el cuerpo de forma natural, femeninas y masculinas, como la testosterona o el estradiol, que llegan a las aguas residuales. Y también las hormonas sintéticas que se utilizan como fármacos, como es el caso del norgestrel, compuesto utilizado en la píldora anticonceptiva.
De un grupo de 15 hormonas, se detectaron ocho. En las aguas estudiadas no se encontraron cantidades significativas de productos de cuidado personal.
Resultados de eliminación
La ULPGC ensaya con éxito en Tafira la depuración natural de fármacos. Comprobaron un alto nivel de eliminación de los compuestos hormonales detectados.
Los resultados del trabajo, denominado Estudio de la eficiencia de eliminación de contaminantes emergentes mediante tratamientos naturales y recuperación del Palmeral de Salvago a través de riego con aguas residuales regeneradas del Campus Universitario de Tafira, revelan un alto nivel de eliminación de estos contaminantes, -en torno al 75%-, tanto compuestos hormonales como fármacos, nicotina y cafeína, fundamentalmente.
El sistema de depuración natural de La Tafira ha permitido una reducción media de la concentración de hormonas de un 77%, reduciendo el riesgo ambiental asociado a dichos contaminantes de un riesgo medio-alto en el agua de entrada, a un riesgo bajo tras el proceso de depuración.
| Aspecto analizado | Resultado indicado |
|---|---|
| Contaminantes eliminados | Hormonas, fármacos, nicotina y cafeína |
| Eliminación aproximada indicada | En torno al 75% |
| Reducción media de hormonas | 77% |
| Riesgo ambiental | De medio-alto en el agua de entrada a bajo tras la depuración |
Importancia ambiental de las hormonas
«Hemos estudiado a través de la depuradora de Tafira, la cantidad de contaminantes emergentes que llega a la misma y cómo funcionan los tratamientos de depuración natural para eliminarlos. El problema de los emergentes -fármacos, detergentes, hormonas- es que no están en la legislación, hoy por hoy, las depuradoras no están obligadas a eliminarlos, pero es interesante saber si lo que tenemos actualmente, tanto las depuradoras convencionales como las naturales, son capaces de eliminar este tipo de compuestos o no», indicó Rayco Guedes.
“Las hormonas pueden afectar principalmente al aparato reproductor de los organismos. Una cantidad de hormonas que para nosotros no sería peligroso, si llegan a una bacteria o a otro pequeño organismo acuático, pueden causar problemas de hermafroditismo, de cambio de sexo, o se pueden crear poblaciones unisexuales”, explica Rayco Guedes, primer firmante del artículo de investigación.
En una población unisexual los ejemplares son todas hembras o todos machos, poniendo en peligro su reproducción y, a largo plazo, su supervivencia. A concentraciones más altas, las hormonas también pueden causar malformaciones o interferir en el crecimiento de los organismos.
De las quince hormonas estudiadas aquí, solo dos de ellas están recogidas en la legislación europea. Incluso estas dos no son de obligada depuración, sino que están incluidas en una lista de vigilancia para seguir recopilando datos y tomar más adelante una decisión sobre su regulación.
Recirculación y pretratamiento del agua
Además de esto, se estudió el efecto de la recirculación del efluente -50 y 100%-, así como el pretratamiento del influente, ya que el sistema trata aguas residuales crudas del Campus.
«El objetivo de este proyecto era estudiar la eficiencia del sistema de depuración natural del Campus de Tafira para parámetros convencionales de calidad de aguas residuales, así como en eliminación de residuos de hormonas y fármacos, porque conocer la eficiencia de remoción de los parámetros convencionales permitirá determinar si se podría verter o reutilizar el agua en función de la normativa», apuntó el investigador de la ULPGC.
La evaluación de los parámetros convencionales y de los contaminantes emergentes permite valorar el destino del agua tratada. La posibilidad de vertido o reutilización depende de la calidad alcanzada y de la normativa aplicable.
Reutilización del agua para el Palmeral de Salvago
La esperanza del proyecto es poder “darle una segunda vida” al agua de la depuradora regando el palmeral que rodea la instalación.
Tras comprobar que el agua producida en este sistema de depuración natural cumplía la legislación, se utilizó para el riego del palmeral anexo a la depuradora del Campus de Tafira, conocido como Palmeral de Salvago, de alto valor ecológico, para mejorar su salud.
El agua obtenida se utilizó para recuperar el Palmeral de Salvago, de alto valor ecológico. «La palmera canaria necesita agua, y pudimos comprobar que la que se producía en el sistema de depuración contribuyó a recuperar la calidad ecológica de ese palmeral», concluyó.
Ventajas del sistema natural
Las fito-depuradoras utilizan un proceso de tratamiento de agua natural, sin consumo de energía eléctrica y de bajo coste de mantenimiento. Además de estas importantes ventajas, los sistemas de fitodepuración necesitan muy poco mantenimiento y pueden soportar fuertes variaciones de carga hidráulica y orgánica.
- La ventaja económica de adoptar un sistema sin consumo de energía eléctrica.
- Su óptima adaptabilidad a fuertes variaciones de caudal y carga contaminante.
- La fitodepuración es un sistema totalmente natural y se adapta perfectamente al entorno.
- El óptimo rendimiento depurativo de este sistema en las zonas más calidas.
- El bajo coste del mantenimiento.
- La ausencia de olores e insectos.
Al depender de procesos naturales, este sistema tiene un consumo energético mínimo, lo cual es una gran ventaja frente a la depuración tradicional, que consume grandes cantidades de energía.
La depuradora natural lo que utiliza es la capacidad del suelo y de las plantas para depurar, no hay bombas ni energía, la depuración se realiza de forma natural.
Limitaciones y ámbitos de aplicación
La mayor limitación de la depuración natural es la cantidad de espacio que ocupa. “Este tipo de sistemas es viable para zonas aisladas o donde canalizar el agua residual puede ser complicado. Para poblaciones más grandes es imposible porque necesitaríamos un espacio gigantesco,” explica Guedes.
Resulta particularmente idónea para viviendas de vacaciones o de ocupación saltuaria, siendo en estos casos, el único sistema de depuración que garantiza un funcionamiento correcto, durante todo el año.
La fitodepuración es un excelente proceso depurativo natural y está especialmente indicado para viviendas, urbanizaciones de vacaciones, actividades estaciónales, pequeñas poblaciones o comunidades, etc.…
A diferencia del sistema compacto este sistema puede adaptarse a cualquier tamaño, forma, necesidades o integración paisajística. La fitodepuración puede ser utilizada como proceso depurativo completo o como sistema terciario para otros tratamientos (fangos activos, filtros biológicos etc.).
Mantenimiento de los sistemas de fitodepuración
La limpieza manual de la rejilla del tanque de tamizado depende de la cantidad de materiales no biodegradables presentes en las aguas residuales y en condiciones normales es de dos a cuatro veces por año. El vaciado de la fosa séptica, suele realizarse una vez al año.
Esta operación tiene que ser efectuada por una empresa gestora autorizada. La balsa de fitodepuración no suele necesitar operaciones de mantenimiento.
Unicamente es necesario controlar y regular el sistema de reparto de la tubería de entrada y limpiar las toberas de distribución en caso de atasco. Cada 2 o 3 años (según su altura) puede realizarse un corte de las plantas a unos 30 cm de la superficie de la balsa.
Este sistema no tiene ningún coste de energía eléctrica.
Otros sistemas naturales relacionados
Fitodepuración y reutilización
Este sistema permite la reutilización del agua para riego del jardín con el ahorro de agua que ello conlleva en la vivienda.
Proyectamos, fabricamos e instalamos sistemas completos de fitodepuración con fosas sépticas bicamerales o tanques Imhoff para el tratamiento primario, balsas de fitodepuración y tanque de nivel, toma de muestras y vertido.
Evapotranspiración
La evapotranspiración es un proceso depurativo natural de aguas residuales prácticamente idéntico al de fitodepuración. La única diferencia es que, mientras en la fitodepuración tenemos un vertido del agua depurada, en los tratamientos de evapotranspiración, el agua es recirculada al comienzo del sistema.
De esta forma se puede conseguir una completa evaporación del agua tratada, gracias al poder de evaporación de las plantas y del sol. Este sistema es muy efectivo en zonas calidas, de poca pluviosidad y durante la estación de verano.
Su aplicación es particularmente interesante en aquellas zonas donde no es posible el vertido del agua tratada por diferentes motivos (falta de cuerpos hídricos receptores, terreno impermeable, etc.).
La evapotranspiración reúne todas las ventajas de la fitodepuración; la única desventaja es la necesidad de un sistema de bombeo para la recirculación del agua.
Aún así el consumo de energía eléctrica es muy bajo, debido a la utilización de bombas de bajo consumo y a su arranque discontinuo mandado por sondas de medición del nivel del agua.
Oxidación total
Entre los sistemas de oxidación total disponibles en el mercado, el nuestro es seguramente entre los más avanzados. Es muy compacto y tiene un 30% menos de volúmenes, respecto a un sistema de oxidación total convencional.
Su consumo total (60 w temporizados 15 horas diarias), es el más bajo de todos. Además, no necesita bomba de recirculación de lodos y sus resultados depurativos son óptimos.
Se trata de un sistema completo de oxidación total compacto, con sedimentador integrado, recirculación natural de fangos y filtro biológico de alto rendimiento, realizado en PRFV, de tipo totalmente ecológico, con componentes prefabricados, preinstalados, monobloque y con total garantía de resultados de depuración óptimos.
Investigación y seguimiento científico
Tras más de dos años de trabajo, el proyecto realizado en la depuradora natural del Campus de Tafira, se encuentra en su fase final y el agua resultante se ha utilizado para recuperar el Palmeral de Salvago, anexo a las instalaciones y de alto valor ecológico.
Así lo informó Rayco Guedes que, junto con José Juan Santana Rodríguez y Zoraida Sosa Ferrera, los tres investigadores del grupo de Análisis Químico Medioambiental del i-UNAT, participan en el citado estudio que lidera el profesor del Departamento de Química, José Alberto Herrera Melián.
“Nuestro trabajo es desarrollar métodos para poder detectar cada químico, que a menudo es difícil por su baja concentración, y aportar información sobre su presencia en el medio,” explica Sarah Montesdeoca, investigadora del departamento de química y segunda firmante del estudio.
El grupo de investigación trabaja de manera multidisciplinar y colabora con el departamento de toxicología de la universidad para conocer el impacto de los contaminantes en el medio.
La IV edición del Concurso de la Cátedra Telefónica de la ULPGC, concedió el primer premio en la modalidad de investigación, innovación y transferencia al proyecto del i-UNAT denominado Estudio de la eficiencia de eliminación de contaminantes emergentes mediante tratamientos naturales y recuperación del Palmeral de Salvago a través de riego con aguas residuales regeneradas del Campus Universitario de Tafira, que mide la eliminación de contaminantes en aguas residuales, fundamentalmente fármacos y hormonas hasta un 75%.
Humedal para tratamiento de aguas negras, Valle de Bravo. Ecodena México
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