Treatment Wetlands
Sobre este libro
Los humedales se encuentran entre los ecosistemas más productivos y biogeoquímicamente complejos del planeta, concentrando la actividad biológica en la intersección de los entornos terrestres y acuáticos. Durante décadas, ingenieros y ecólogos han aprovechado esta productividad natural para tratar aguas contaminadas, construyendo sistemas de humedales que replican y aceleran los procesos mediante los cuales los pantanos y marismas naturales depuran el agua que pasa por ellos. Treatment Wetlands, Segunda Edición, de Robert H.
Kadlec y Scott D. Wallace, publicado por CRC Press en 2009, constituye la referencia técnica más completa disponible para el diseño, construcción, operación y evaluación de sistemas de humedales construidos para la mejora de la calidad del agua. Basándose en la primera edición de referencia coescrita por Kadlec y Robert Knight en 1996, este volumen actualizado incorpora más de una década de datos de monitoreo adicionales, modelos de diseño refinados y cobertura ampliada de tipos de sistemas y categorías de contaminantes.
El libro aborda un rango excepcionalmente amplio de aplicaciones. Los humedales de tratamiento construidos se utilizan en todo el mundo para tratar efluentes de aguas residuales municipales, escorrentía agrícola, aguas de proceso industrial, aguas pluviales, drenaje ácido de minas, lixiviados de vertederos y aguas subterráneas contaminadas. Su atractivo radica en combinar una eliminación eficaz de contaminantes con bajo consumo de energía, baja complejidad operativa, bajo costo relativo a las tecnologías de tratamiento convencionales, y los valores ecológicos y recreativos adicionales que pueden proporcionar los sistemas vegetados.
Kadlec y Wallace organizan su tratamiento del tema en torno a las dos configuraciones de sistemas primarias que dominan la práctica mundial. Los humedales de flujo superficial libre (FWS por sus siglas en inglés) permiten que el agua fluya por la superficie de una cuenca poco profunda plantada con macrófitas emergentes como espadañas y carrizos. La superficie del agua está expuesta a la atmósfera, lo que permite la transferencia de oxígeno, y la profundidad poco elevada sustenta la vegetación arraigada cuyos tallos y hojarasca proporcionan superficies de unión para las biopelículas microbianas.
Los sistemas de flujo subsuperficial (SSF) conducen el agua a través de un medio poroso — típicamente grava o roca triturada — en lugar de a través de una superficie abierta. En los sistemas horizontales SSF, el agua entra en un extremo de un lecho de grava y viaja horizontalmente hasta la salida en el extremo opuesto, permaneciendo bajo la superficie durante todo el recorrido. Los sistemas de flujo vertical entregan agua intermitentemente a la superficie del lecho, permitiéndole percolar hacia abajo.
Los sistemas de flujo subsuperficial eliminan la superficie de agua expuesta, reduciendo la cría de mosquitos y los problemas de olores que pueden afectar a los sistemas FWS en ubicaciones sensibles. Los sistemas de humedales construidos híbridos — que combinan etapas FWS y SSF en secuencia deliberada — han surgido como una poderosa estrategia de diseño para alcanzar objetivos de tratamiento que ningún tipo de sistema puede lograr por sí solo. Una configuración común combina celdas SSF de flujo vertical, que oxidan eficientemente el amoniaco mediante nitrificación, con celdas SSF de flujo horizontal o etapas FWS, donde las condiciones anóxicas necesarias para la desnitrificación convierten el nitrato en nitrógeno gaseoso atmosférico.
Esta disposición secuencial puede lograr una eliminación casi completa del nitrógeno, difícil de alcanzar con un solo tipo de humedal. Los mecanismos de eliminación de contaminantes revisados en el libro son numerosos e interconectados. Los sólidos en suspensión se eliminan principalmente por sedimentación y filtración.
La demanda bioquímica de oxígeno se reduce mediante descomposición microbiana aeróbica. El nitrógeno sufre una secuencia compleja de transformaciones entre zonas aeróbicas y anaeróbicas. La eliminación del fósforo se logra mediante la captación vegetal, la asimilación microbiana y la precipitación química.
Los patógenos se reducen mediante sedimentación, exposición ultravioleta en sistemas superficiales y mortalidad natural. Una fortaleza distintiva del libro es su base empírica: Kadlec y Wallace se basan en un conjunto de datos extraordinariamente extenso de sistemas operativos que abarcan múltiples continentes, climas y objetivos de tratamiento, presentando estadísticas de rendimiento que reflejan el rango real de resultados en lugar de condiciones de laboratorio idealizadas. Para profesionales de la gestión sostenible del agua, ingeniería civil y ambiental, y planificación de infraestructura verde, este volumen proporciona una base técnica indispensable.