1. Construcción y explotación Esquema de un humedal de
de Humedales Construidos flujo subsuperficial
I. Proyecto
Bomba
II. Construcción
III. Explotación y Mantenimiento Reja
Tanque
Imhoff
by pass
Los humedales en el tiempo Los procesos biogeoquímicos
en los humedales
El reciclado de los elementos químicos mediante los procesos de
Los humedales naturales tienden a colmatarse con el tiempo y a transformación biogeoquímicos varía según las condiciones
convertirse en ecosistemas terrestres durante el proceso de sucesión. ambientales y el tipo de ecosistema.
Los sedimentos que se van acumulando provocan una pérdida
progresiva de la lámina de agua. Los humedales son ecosistemas muy heterogéneos, con
relaciones complejas entre suelo-agua-aire. Incluyen muchas de las
Los humedales sólo perduran si hay recurrencia de perturbaciones vías de reciclado de los elementos. Esta es la característica ecológica
naturales de cierta intensidad. Por ejemplo, humedales situados en las que hace de los humedales unos sistemas muy apropiados para el
zonas de inundación de rios pueden tener una larga vida. tratamiento de las aguas residuales.
De hecho, constantemente se desarrollan procesos que tienen El tratamiento del agua residual tiene lugar mediante las relaciones
tendencia a originar humedales y a hacerlos desaparecer que se establecen entre tres compartimentos: suelo, plantas y detritus
(materia orgánica muerta). El suelo tiene un papel fundamental en la
adsorción y acumulación.
La diferenciación como biofilm maduro produce un incremento en
el número de nichos o microambientes. Ello contribuye a
aumentar:
Construcción y explotación
-Diversidad de especies de la comunidad
de Humedales Construidos
-Diversidad metabólica y fisiológica de la comunidad
-Aumenta la complejidad de la estructura
I. Proyecto
Existe una gran relación entre el medio de la célula y su fisiología y estructura. Definición técnica, cualitativa y económica de las
obras a realizar.
Formación
Formació Niveles de Nutrientes Formación de
Formació
del Biofilm disminuyen en el variedad de nichos
centro
• Aplicabilidad (¿alternativa viable?)
- Caracterización de las aguas a tratar
(cantidad y calidad)
- Función del humedal en el tratamiento
- Superficie necesaria
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2. Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
I. Proyecto I. Proyecto
• Elección del emplazamiento • Estudio segregación de efluentes
- Coste expropiación del terreno (zonas rurales)
• Estudio de la viabilidad de los diferentes tipos de
- Aspectos técnicos (orografía, geología)
humedales
• Caracterización del terreno • Diseño Óptimo
- Topográfica (balance de tierras óptimo)
- Geológica (excavabilidad)
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
I. Proyecto I. Proyecto
El diseño se realiza mediante la (I) Requerimientos hidráulicos
combinación de:
El diseño hidráulico se realiza sobre la base
de la Ley de Darcy:
(I) CRITERIOS HIDRAULICOS
(Ley de Darcy)
Q / Wef = kf * i i = ∆H/L
(II) CRITERIOS DE REMOCION DE
Wef Área sección transversal efectiva del lecho, (m2)
CONTAMINANTES
Q Caudal promedio de aguas residuales, (m3/s)
(Modelo ideal de flujo pistón)
kf Permeabilidad del lecho filtrante, (m/s)
i Pendiente hidráulica (∆H/L), (m/m)
(III) CRITERIOS EMPIRICOS
Limitantes y Valores recomendados
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3. (II) En función de remoción de
contaminantes
El diseño se realiza ajustando su comportamiento a un
modelo ideal de flujo pistón:
La determinación del área necesaria para un BFV se realiza mediante el
uso de la siguiente ecuación:
Ce/Ca = e (-k/Ch)
→ Ce = Ca * e (-k/Ch) A = (Q/Kbfv) x ln(Ca-C*/Ce-C*)
Donde
Ce: concentración del contaminante en el efluente, (mg/l) Donde
Ce: concentración del contaminante en el efluente, (mg/l)
Ca: concentración del contaminante en el afluente, (mg/l) Ca: concentración del contaminante en el afluente, (mg/l)
C*: concentración de fondo, (mg/l)
k: constante(s) de degradación (kDBO5,kDQO,kE.Coli,kN,kP), (m/año) k: constante de degradación, (m/año)
Q: caudal de aguas residuales, (m3/d)
Ch: carga hidráulica por unidad de área (Q/Asuperficie), (m 3/m 2.año) A: área superficial del BFV (m2)
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
II. Construcción II. Construcción
II.1. Replanteo y operaciones previas
1. Replanteo y operaciones previas
2. Movimiento de tierras
3. Impermeabilización
4. Relleno y acondicionamiento
5. Plantación
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
Crear la forma de los lechos del humedal y de los demás elementos.
II. Construcción
• Maquinaria adecuada al terreno II.1. Replanteo y operaciones previas
• Compensar terraplenado y desmonte
• Nivelado y pendientes
• Control de la compactación
• Acabado y perfilado de taludes
• Comprobación de dimensiones
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4. Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
II. Construcción II. Construcción
II.2. Movimiento de Tierras II.3. Impermeabilización
Arcillas (espesores entre 20 – 30 cm.)
Asegurar la estanqueidad en los lechos para evitar pérdidas y
- Material homogéneo. Control de la compactación
contaminación del subsuelo. Mediante arcillas o láminas plásticas,
Láminas disponibilidad y extensión.
según Plásticas (PVC o EPDM)
- Mayor flexibilidad
- Diseño previo de los paneles (soldaduras en taller) y transporte a obra
- Protección de la lámina plástica. Geotextiles.
- Control en la ejecución de entradas y salidas de canalizaciones
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
II. Construcción
II.4. Relleno y Acondicionamiento
Dotar a los lechos de los elementos para el y funcionamiento correctos.
Permitir las operaciones de explotación y mantenimiento.
– Entrada y salida del agua
– Control del nivel en los lechos
– Medio granular (flujo subsuperficial)
Estructuras de entrada y salida del agua Construcción y explotación
de Humedales Construidos
Distribución uniforme del agua
Dispositivos de recogida:
tuberías perforadas
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5. Construcción y explotación Selección del medio granular
de Humedales Construidos
Características típicas del material granular usado en humedales construidos
II. Construcción de flujo subsuperficial (U.S.EPA, 1993)
II.4. Relleno y Acondicionamiento
Medio granular Tamaño efectivo Porosidad Conductividad
Medio Granular (flujo subsuperficial)
D10 (mm) (%) hidráulica (m/d)
Material homogéneo en forma y tamaño. Limpio. No disgregable. Arenas graduadas 2 28 – 32 100 – 1000
Retención de materia en suspensión y microorganismos patógenos Arenas gravosas 8 30 – 35 500 – 5000
Formación de biopelícula Gravas finas 16 35 – 38 1000 – 50000
Precipitación de fósforo
Gravas medias 32 36 – 40 10000 – 50000
Precipitación de metales pesados
Rocas pequeñas 128 38 – 45 50000 – 250000
Soporte físico crecimiento de plantas
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
II. Construcción: Plantación
Aportar a los lechos la vegetación necesaria para el tratamiento.
• 1 especie (2-3 máximo). Carrizo (Phragmites) y espadaña (Typha). Procedencia
de vivero
• X plantas/m2
• Todos los elementos deben estar funcionando
• Asegurar que las raíces tocan el agua
Construcción y explotación Los macrófitos de los
humedales
de Humedales Construidos
II. Construcción: Plantación
Utilización de plantas
Utilizació
adaptadas!!!
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6. Vegetación ¿Qué especie plantar?
1. Constituyen superficie para Tolerancia a tóxicos y condiciones
anaerobias
formación de biopelícula.
Capacidad para almacenar nutrientes
2. Estabilizan medio granular,
Facilidad de manejo
amortiguan: velocidad del viento,
intensidad de luz y temperatura.
3. Facilitan la filtración y la adsorción
de los componentes del agua
residual.
4. Liberan oxígeno por las raíces Adaptación a profundidades
(insignificante). variables
5. Asimilan nutrientes Importante desarrollo de la
rizosfera
Phragmites australis
Los macrófitos de los humedales
Tipos de macrófitos
Flotantes Flotantes no
Emergentes Sumergidos
enraizados enraizados
Ej. Carrizo
Ej. Ej.
Ej. Ej. Jacintos de
Ej.
Nenúfares,
Nenú agua
Phragmites lirios de agua
Typha Eichornia
Scirpus Nymphaea crassipes
Iris
Scirpus holoschoenus
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7. Jacinto de Agua (Eichornia crassipes)
Los macrófitos de los humedales Los macrófitos de los humedales
Tipos de macrófitos Función de los macrófitos
Tratamiento
Aguas
residuales
Flotantes Flotantes no
Emergentes Sumergidos Aporte de oxígeno Aumento de la conduc- Absorción de
enraizados enraizados
a la rizosfera. tividad hidráulica del nutrientes
Ej. carrizo
Ej. Ej. Nenúfares
Ej. Nenú Ej. Jacintos de
Ej.
suelo
agua (poco
(dudoso según efectiva)
Adaptaciones algunos estudios)
al medio • Espacios aéreos (aerénquima).
anaeróbico
anaeró
• Cambios hormonales. Inducen a la
formación de raíces adventicias.
• Transporte de gases a la raiz.
• Oxigenación de la rizosfera.
Construcción y explotación Construcción y explotación
de Humedales Construidos de Humedales Construidos
III. Explotación y Mantenimiento
Operaciones necesarias para mantener el tratamiento y
las instalaciones.
• Operaciones sencillas, de baja tecnificación
• Pocas operaciones y sencillas no implica que “no hay
explotación”
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8. Construcción y explotación Mantenimiento y operación
operació
de Humedales Construidos
Limpieza de estructuras de
III. Explotación y Mantenimiento distribución y recogida de aguas
• Limpieza de estructuras de distribución y recogida de aguas Control de la vegetación en los
lechos
• Siega de la vegetación - Eliminación de maleza Eliminación de maleza
• Gestión del nivel de agua (periodo de arranque; según época del año) Mantener las condiciones del
tratamiento primario
• No olvidar el resto de elementos de la línea de tratamiento. Mantener las Según el diseño, explotaciones
más específicas pueden ser
condiciones del tratamiento primario.
necesarias
Cosechado de la vegetación
vegetació Cosechado de la vegetación
vegetació
Ventajas del cosechado:
Recomendado para especies de gran biomasa
(Typha, p.ej.), especialmente en zonas muy
-minimizar la acumulación de materia y su
productivas.
degradación
No recomendado para zonas frías y otras
-aumenta el aporte de oxígeno al suelo.
plantas como Phragmites.
-favorecer la eliminación de nutrientes (discutible)
Vegetación muerta tiene efecto protector en
países o zonas frías.
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