Ingeniería de aguas residuales/Reutilización de las aguas residuales

RIEGO AGRÍCOLA

1. INTRODUCCIÓN

Es el uso más extendido, además de que supone una etapa más en el tratamiento de aguas, ya que el suelo es un elemento de alta eficacia depuradora:

A medida que el agua se infiltra en el terreno, este actúa a modo de filtro y en su superficie, por la actividad bacteriana se produce la degradación biológica de la materia orgánica de la misma manera que un tratamiento secundario.

Las principales ventajas e inconvenientes de un agua residual frente a un agua no contaminada son:

Agua residual: Aporta abundantes elementos nutritivos (es agua fertilizada), pero conlleva riesgos sanitarios con posible contaminación de acuíferos, siempre que no tomemos las medidas adecuadas.

Agua no contaminada: No presenta problemas sanitarios, el riesgo de contaminación es nulo y su poder fertilizante es escaso.

Los efluentes utilizados para riego proceden de colectividades urbanas con mezclas de aguas domésticas y procedentes de industrias que han sufrido una depuración. Las aguas residuales brutas no suelen utilizarse para riego de especies de consumo, aunque sí para riego de especies arbóreas con finalidad de producción forestal.

2. DEFINICIÓN DE USO

Se entiende por uso agrícola, el uso de aguas para regar cultivos agrícolas destinados al consumo directo alimenticio humano y animal, y consumo indirecto industrial (alimentos procesados como conservas y azúcar y productos textiles de origen vegetal)

3. CRITERIOS DE CALIDAD PARA EL AGUA DE RIEGO

Los parámetros de calidad, que a continuación se enumeran, son suficientes para evaluar la idoneidad de un agua de riego, así como para estimar la posibilidad de que el agua puede causar algún problema general tanto al suelo como a la planta. Los parámetros de calidad son: Tabla 1

Tabla 1

SALINIDAD

PARÁMETROS	UNIDADES	NINGUNO	MODERADO	SEVERO	TIPO DE RIEGO

Conductividad	µs/cm	700	3000	>3000
Sodio	mg/l Na	70	>70		R.A.
S.A.R		3	9	>9	R.S
Cloruros	mg/l Cl	100	>100		R.A.
		140	350	>350	R.S
Bicarbonatos	mg/l CaCO3	90	500	>500	R.A.
Sulfatos	mg/l SO4	200	400	>400
VARIOS
pH		6.5-8.4	4.5-9	4.5-9>
S.S.	mg/l	15	>15		R.A.
		20	120	>120	R.S
Cloro residual	mg/l Cl	1	5	>5	R.A.
MATERIA ORGÁNICA Y NUTRIENTES
DBO	mg/l O2	15	>15		R.A.
		20	60	>60	R.S
DQO	mg/l O2	120	300	>300
Nitrógeno total	mg/l N	5	30	>30
TÓXICOS
Boro	mg/l B	0.7	3	>3
Aluminio	mg/l Al	5	20	>20
Arsénico	mg/l As	0.1	2	>2
Berilio	mg/l Be	0.1	0.5	>0.5
Cadmio	mg/l Cd	0.01	0.05	>0.05
Cobalto	mg/l Co	0.05	5	>5
Cromo	mg/l Cr	0.1	1	>1
Cobre	mg/l Cu	0.2	5	>5
Fluoruros	mg/l	1	15	>15
Hierro	mg/l Fe	5	20	>20
Litio	mg/l Li	0.05	2.5	>2.5
Manganeso	mg/l Mn	0.02	10	>10
Molibdeno	mg/l Mo	0.01	0.05	>0.05
Níquel	mg/l Ni	0.02	2	>2
Plomo	mg/l Pb	5	10	>10
Selenio	mg/l Se	0.02	0.02	>0.02
Vanadio	mg/l V	0.01	1	>1
Zinc	mg/l Zn	2	10	>10

NINGUNO:- Agua de buena calidad para cualquier suelo y planta

Riego continuo en todo tipo de suelo.

MODERADO: Agua mediocre, para plantas tolerantes y suelo de textura fina. EI contenido en tóxicos potenciales obliga a riego discontinuo, uso del agua por un periodo hasta 20 años, en suelos neutros o alcalinos de textura fina.

SEVERO: Agua de mala calidad, sólo para plantas muy tolerantes y suelos de textura fina muy bien drenados. Riego discontinuo con muchas precauciones.

3.1 Características físicas

Las características físicas incluyen la totalidad de los sólidos en suspensión y las sustancias orgánicas disueltas. Pueden taponar los poros del suelo, revestir con esas sustancias la superficie del terreno y reducir la aireación y penetración del agua, así como obstruir el sistema de riego. Uno de los objetivos fundamentales de las depuradoras es la eliminación de los sólidos contenidos en el agua residual.

Si se aplica un segundo tratamiento, los elementos en suspensión presentan muy pocos problemas. Las materias orgánicas, con tal que no crean problemas de olores ni de aireación, pueden ser beneficiosos para el suelo.

3.2. Características químicas

Las características químicas de importancia para la agricultura de regadío pueden evaluarse mediante la Tabla 1, donde figuran, además, las concentraciones recomendadas para los oligoelementos. Aunque nosotros partimos de un agua que supuestamente no recibe altas cantidades de residuos industriales, se hará un estudio de los problemas que pueden plantearse con el uso excesivo de oligoelementos en agricultura:

Salinidad.

Sodicidad.

Toxicidad de microelementos y metales pesados.

Nitrógeno total.

pH.

Bicarbonato

3.2.1. Salinidad

Una de las características interesantes del agua de riego, es el contenido en sales que contiene.

En los sistemas convencionales de riego no toda el agua infiltrada en el suelo es consumida por evapotranspiración (EPT) sino que una fracción del agua rebasa la máxima profundidad de la zona radicular de las plantas. Esta fracción que drena produce un lavado de sales y disminuye el proceso de acumulación de sales en el espesor del suelo explorado por las raíces. Sin embargo, siempre que el balance entre las sales acumuladas en el suelo y las eliminadas por las aguas de drenaje sea positivo el suelo acabará salinizándose, haciéndose improductivo.

Las solubilidades de muchas de las sales contenidos en el agua de riego, tales como cloruros, sulfato de sodio, magnesio y potasio, cloruro cálcico, bicarbonatos de sodio y potasio son muy superiores a las cifras límites de tolerancia a la salinidad de la mayor parte de las plantas no halófilas. Las relativamente bajas solubilidades del carbonato cálcico, magnesio y del sulfato cálcico limita su acumulación en la solución del suelo a niveles inferiores a los perjudiciales para las plantas.

Las aguas de riego rara vez contiene suficiente cantidad de sales como para causar un daño inmediato a los cultivos. Cuando no se produce un lavado adecuado, las sales se disolverán en el agua del suelo hasta que se alcance una concentración tal que se exceda el producto de solubilidad de cada una de ellas. De forma general, en aquellos casos en que los valores de la fracción de lavado sean menores del 10%, la precipitación de las sales menos solubles puede ser importante. Los problemas de salinidad se darán más frecuentemente durante los periodos cálidos debido a la frecuencia de los riegos, y al mayor consumo de agua por parte de las plantas.

Cálculo de la salinidad

El efecto de la salinidad es fundamentalmente de naturaleza osmótica, originando una disminución del potencial total del agua en el suelo, y afecta por lo tanto negativamente al rendimiento de los cultivos.

El contenido de sales suele ser peligroso cuando pasa por encima de 100 mg/l, contabilizándose en esta cifra todos los iones existentes en el agua. La salinidad del agua de riego se determina midiendo su conductividad eléctrica (C.E.), concentración de boro, cloruro, bicarbonatos, Na+, Ca2+ y Mg2+.

La C.E., es una de las determinaciones que se utilizan con mayor frecuencia, indica la facilidad con que una corriente eléctrica pasa a través del agua, de forma que cuando mayor sea el contenido de sales solubles ionizadas, mayor será el valor de aquella. Para medirla se emplea el conductivímetro.

Técnica y prácticamente se ha demostrado que la cantidad de sales disueltas ionizadas en el agua es proporcional a la C.E.

Como la mayoría de las sales de interés son muy solubles o ionizables, se ha comprobado que se cumple la siguiente relación:

S.T. = C.E. · K

Siendo:

S.T. = Concentración en sales totales, en mg/l.

C.E. = Conductividad eléctrica a 25 ºC, en dS/m.

K = Constante de proporcionalidad, siendo 0,64 si expresado en μm/cm o 640 si está en mm/cm.

La F.A.O. clasifica en tres niveles la C.E. según los riesgos de salinidad:

Tabla

Índice de Salinidad	C.E. (miliohm/cm) a 25ºC	Riesgos de Salinidad
1	< 0,75	Sin problemas
2	0,75 — 3,0	Problemas crecientes
3	> 3,0	Problemas serios

Solución de los problemas de salinidad:

El drenaje, la lixiviación y el cambio de un cultivo por otro más tolerante a la salinidad, son prácticas para evitar el impacto de una acumulación de sales a largo plazo.

Sin embargo, también se deben considerar las prácticas para tratar la salinidad temporal, estas prácticas consiste en el lavado las sales aplicando a la zona radicular más agua que la que necesitan los cultivos durante su período de crecimiento. Esta cantidad extra de agua, percola por debajo de la zona radicular, desplazando por lo menos una parte de las sales acumuladas en ella.

Los factores críticos en el control de las sales son la cantidad de agua necesaria para la lixiviación y el momento oportuno para su aplicación.

Las prácticas que pueden aumentar la eficacia del lavado:

Lavar las sales preferentemente durante las estaciones frías. Ello aumenta la eficacia y facilita la lixiviación ya que la evapotranspiración es más baja.

Utilizar los cultivos de mayor tolerancia a la salinidad. Ello implica una fracción de lavado menor y permite un ahorro de agua.

Labrar el suelo para disminuir la escorrentía y destruir las grietas que dejan pasar el agua a través de poros grandes y otras resquebrajaduras, disminuyendo la eficacia de lavado.

Riegos con aspersión con intensidades de aplicación superiores a la velocidad de infiltración. La lixiviación por aspersión requiere mayor tiempo y menor agua que la lixiviación por inundación continua.

Preferir la práctica de alternar períodos de inundación con períodos secos, a la práctica de inundación continua.

Programar los lavados durante los períodos de menor consumo de agua por los cultivos. En caso contrario, proponer los lavados para después de la campaña de cultivo.

En los casos de suelos de lenta infiltración, se debe prever el riego de presiembra o la lixiviación fuera de la campaña de cultivo, para evitar aplicaciones excesivas de aguas durante el período de crecimiento.

Regar antes de la llegada de las lluvias, cuando se prevea que estas serán insuficientes para completar la lixiviación.

Tolerancia de los cultivos a la salinidad:

No todos los cultivos responden de igual manera a la salinidad, algunos producen rendimientos aceptables a niveles de alta salinidad y otras son sensibles a niveles relativamente bajos. Esta diferencia se debe a la mejor capacidad de adaptación osmótica que tiene algunos cultivos, los que permiten absorber, bajo condiciones de salinidad una mayor cantidad de agua. Las plantas sensibles a la salinidad, gastan mucha energía en captar esa agua en detrimento del desarrollo de la misma.

3.2.2. Sodicidad

Las partículas del suelo adsorben y retienen cationes como consecuencia de las cargas eléctricas que existen en la superficie. Una vez que los cationes adsorbidos se han cambiado químicamente con las partículas del suelo, pueden ser reemplazadas por otros cationes que se encuentran en la solución del suelo. Esta reacción recibe el nombre de intercambio de cationes, donde los más fácilmente intercambiables son los cationes Na, Ca y Mg.

Se entiende por sodicidad al fenómeno derivado de la composición del agua de riego, que tiende a elevar el porcentaje de sodio intercambiable (P.S.I.). Este aumento depende, entre otros factores, de la relación del sodio soluble a los cationes divalentes (Ca2+, Mg2+) y del nivel de iones bicarbonatos en el agua de riego.

El sodio es uno de los uno de los iones que más favorece a la degradación del suelo, es el sodio que sustituye al calcio en los suelos áridos, produciendo problemas de filtración en los mismos. Esta situación da lugar a una dispersión de los agregados y a una pérdida de la estructura, que dificulta la circulación del aire y agua, por lo que el suelo adquiere un aspecto polvoriento y amorfo, perdiendo rápidamente su permeabilidad.

Está demostrado que aguas con alto contenido en sodio y baja salinidad conducen al hinchamiento y/o dispersión de las partículas del suelo, con el consiguiente efecto negativo sobre las propiedades físicas del mismo. La infiltración, en general, aumenta con la salinidad y disminuye con una reducción en salinidad, o un aumento en el contenido en sodio en relación al calcio y en magnesio (RAS).

Un agua de salinidad (Cea < 0,5 ds/m o < 0,2), tiende a lixiviar las sales y minerales solubles, incluyendo el calcio, reduciendo su influencia sobre la estabilidad de las agregadas y estructura del suelo. Las partículas más pequeñas del suelo así dispersados obstruyen el espacio poroso y sellan la superficie del suelo, reduciendo notablemente la infiltración.

En la siguiente tabla se muestra los efectos sobre la permeabilidad del suelo que pueden presentarse con diferentes concentraciones de salinidad y sodio.

Tabla 4

	!sin Problemas	Problemas Crecientes	Problemas serios
Riesgo del descenso de permeabilidad (CE μΩ/cm)	>0,5	<0,5	<0,2
Riesgo del descenso de permeabilidad (SARaj)	<6	6-9	>9

Por otro lado, un alto contenido en sodio, además, es fitotóxico para muchas plantas: Les produce quemaduras en las hojas, clorosis y muerte de las ramas pequeñas.

3.2.3. TOXICIDAD

La toxicidad se produce dentro de la misma planta y es el resultado de la absorción y acumulación de ciertos constituyentes existentes en el agua de riego. Estos reciben el nombre de microelementos ya que son elementos indispensables para la vida de las plantas pero se encuentran presentes en proporciones muy pequeñas en los tejidos biológicos.

Los microelementos que actualmente son reconocidos como esenciales para las plantas superiores son el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el zinc (Zn), el cobre (Cu), el boro (B), y el molibdeno (Mo).

Otros elementos pueden tener un papel útil para ciertas plantas como el cloro (Cl), el silicio (Si) y el cobalto (Co).

El sodio (Na), realmente ocupa una posición muy particular. Representa un papel de microelemento para ciertas plantas y es sobre todo útil para las plantas halófilas.

Aparte existen otros elementos conocidos como metales pesados no esenciales (cadmio, mercurio, plomo,...) cuya presencia superior a una concentración límite son totalmente tóxicos tanto para los cultivos como para la fauna y flora acuática. (Tabla 6)

Tabla 6: Concentraciones máximas de microelementos recomendadas en aguas de riego

Microelemento	Concentración máxima recomendada (ppm)(b)	Observaciones
Aluminio	5,0	Puede provocar una falta de productividad en suelos ácidos pH< 5.5, aunque suelos más alcalinos precipitarán el ión y eliminarán cualquier toxicidad.
Arsénico	0,10	su fitotoxicidad varía ampliamente entre 12 ppm para la hierba del Sudán hasta menos de 0,5 ppm para el arroz.
Berilio	0.10	Su fitotoxicidad varía ampliamente entre 5 ppm para la col rizada y 0,5 para las judías verdes.
Cadmio	0,01	Es tóxico para las judías, la remolacha y los nabos a concentraciones tan bajas como 0,1 mg/l en disolución. Los limites recomendados son conservadores debido a su capacidad para acumularse en el suelo y en las plantas hasta concentraciones que pueden ser perjudiciales para las personas.
Cobalto	0,05	Es tóxico para la planta del tomate a una concentración de 0,1 mg/l en disolución. Suele ser inactivado por suelos neutros o alcalinos.
Cromo	0,1	No está considerado como un elemento esencial para el crecimiento. Los límites recomendados son conservadores debido a los escasos conocimientos sobre su fitotoxicidad.
Cobre	0,2	Es tóxico para diversas plantas a concentraciones entre 0,1 y 1,0 mg/l en disolución.
Fluoruros	1,0	Es inactivado por suelos neutros o alcalinos.
Hierro	5,0	No es tóxico para las plantas en suelos aireados, pero puede contribuir a la acidificación del suelo y a la disminución del fósforo y molibdeno, elementos esenciales para las plantas. El riego por aspersión elevado puede dar lugar a depósitos desagradables en las plantas, los equipos y los edificios.
Litio	2,5	Es tolerado por la mayoría de los cultivos hasta 5 mg/l; es un elemento móvil en el suelo. Es tóxico para los cítricos a concentraciones superiores a 0,075 mg/l. Actúa en forma similar al boro.
Manganeso	0,2	Es tóxico para diversas plantas a concentraciones entre unas décimas y unos miligramos por litro, aunque principalmente en suelos ácidos.
Molibdeno	0.01	No es tóxico para las plantas en las concentraciones normalmente presentes en el suelo y en el agua. Puede ser tóxico para el ganado cuando el forraje se cultiva en suelos con elevadas concentraciones de molibdeno disponible.
Níquel	0,2	Es tóxico para diversas plantas a concentraciones entre 0,5 y 1,0 mg/l; su toxicidad disminuye a pH neutro o alcalino.
Plomo	5,0	Puede inhibir el crecimiento de las células vegetales a concentraciones muy elevadas.
Selenio	0,02	Es tóxico para las plantas a concentr. tan pequeñas como 0,025 mg/l, y para el ganado cuando el forraje se cultiva en suelos con niveles relativamente altos de selenio añadido. Es un elemento esencial para el crecimiento de los animales, pero en concentr. muy pequeñas.
Estaño		Las plantas lo rechazan de forma eficaz; su tolerancia específica es desconocida.
Titanio		Comportamiento similar al estaño
Tungsteno		Comportamiento similar al estaño
Vanadio	0,1	Es tóxico para muchas plantas a concentraciones relativamente bajas.
Zinc	2,0	Es tóxico para muchas plantas a concentraciones muy variables; su toxicidad disminuye a pH>6,0 y en suelos con textura fina o de carácter orgánico.

a) Adaptado de Water Quality Criteria (NAS-NAE, 1972) y Pratt (1972)

b) La concentración máxima se ha basado en una tase de riego acorde con unas buenas prácticas agronómicas, es decir 12000 m3/ha/año. Si la tasa de riego excede este valor, la concentración máxima debe disminuir de forma proporcional. No debe efectuarse ningún ajuste cuando las tasas de riego sean inferiores a la indicada. Los valores recomendados corresponden a la fuente de abastecimiento de agua utilizada para regar de forma continuada en un mismo lugar.

Los microelementos esenciales participan en el metabolismo de la planta. Son necesarias para las enzimas ya sean como activadores ya como constituyentes específicos de sistemas enzimáticos.

Pequeñas cantidades de microelementos esenciales permiten obtener el crecimiento óptimo de la planta, pero rápidamente se llega del óptimo al exceso con cantidades mínimas (ocurre a pH ácido o muy ácido), es decir, a la toxicidad; no ocurre así en el caso de los macroelementos.

El orden de abundancia en suelos irrigados con este tipo de aguas: Fe> Zn> Cu> Pb> Cr> Ni> Cd. Los efluentes tras un tratamiento secundario tienen concentraciones similares a las de las aguas naturales excepto para el Zn, más abundante en aguas residuales urbanas.

Estos últimos elementos son considerados como los más peligrosos, junto el Hg.

Teniendo en cuenta que la mayoría de los microelementos tienden a acumularse en el suelo; el contenido de éstos en suelos regados con agua residual regenerada puede aumentar considerablemente si el riego se prolonga durante un largo periodo de tiempo. Ensayos realizados en el Estado de California han llegado a la conclusión de que se puede regar con agua residual de composición típica durante casi 100 años, antes de que la concentración debida a la acumulación de microelementos en el suelo alcance el límite máximo.

El agua y el suelo deben analizarse periódicamente a fin de estimar la velocidad de acumulación de elementos en el suelo.

3.2.4. Nitrógeno total

Los rendimientos de los cultivos sensibles al nitrógeno (remolacha azucarera, vid, albaricoque, cítricos...) pueden verse afectados por concentraciones de nitrógeno que excedan de 5 mg/l procedentes tanto de nitrato como de amonio. Cuando la concentración excede los 20 mg/1 son de temer problemas graves con cultivos sensibles. Para cultivos no sensibles, puede ser adecuada la concentración de más de 30 mg/l, evitándose en estos casos el aporte de abonos nitrogenados. Concentraciones de menos de 5 mg/l no tienen ningún efecto ni en cultivos sensibles al nitrógeno.

El nitrógeno y la planta

El nitrógeno orgánico no puede ser absorbido por la planta; previamente hay que transformarlo a nitrógeno mineral. Cuando necesita un efecto rápido sobre el cultivo se emplea el nitrógeno nítrico y para un efecto más lento el amoniacal.

Las plantas absorben nitrógeno desde el principio hasta el final de su desarrollo; pero hay etapas en las que las necesidades de nitrógeno son más intensas. En los cereales, las mayores necesidades coinciden con el ahijado, encañado y floración; en los frutales coinciden con la floración y el cuajado de frutos

3.2.5. Índice de acidez

El pH representa la medida de la acidez o alcalinidad del agua.

El intervalo normal para agua de riego oscila entre pH 6,5 y 8 y el agua residual urbana ya sea bruta o tratada sin vertidos industriales en condiciones normales se encuentra en un intervalo ideal para su uso para riego.

Sin embargo, cuando se encuentra fuera de este rango indica que algo anormal ocurre; ya sea referente a la calidad del agua o a la presencia de algún ión tóxico. Cuando sucede esto último el pH sirve como advertencia de que hay que realizar una rigurosa analítica del agua, para una vez averiguado qué causa la bajada o subida del pH, hacer las correcciones necesarias.

El control de pH se hace necesario tanto para evitar daños en cultivos, en tratamiento biológico etc., como para evitar corrosiones en tuberías de los diferentes sistemas de distribución del agua así como en los sistemas de riego

3.2.6. Bicarbonatos

La alcalinidad es debida a la presencia de bicarbonatos HCO3-, carbonatos e hidróxidos. La mayor parte de la alcalinidad natural en las aguas las causa el bicarbonato. En las aguas residuales es útil porque proporciona un amortiguamiento para resistir los cambios de pH; pero con respecto al riego, aún en concentraciones muy bajas puede ser un problema sobre si se trata de riego por aspersión de frutales o viveros durante períodos de baja humedad y gran evaporación. A medida que el agua de las hojas se evapora, las sales se concentran. Aunque ello no implica toxicidad, si el efecto de concentración es suficientemente grande, las sales menos solubles en el agua precipitan depositándose en el fruto y en las hojas.

3.3 .Características biológicas:

Estas características se relacionan con bacterias, virus y otros organismos causantes de enfermedades. Antes de ser tratadas, las aguas residuales tendrán toda clase de microorganismos, muchos de los cuales son patógenos, es decir, causantes de enfermedades. El grado de desinfección dependerá del tratamiento usado, la utilización que se prevé y los requisitos sanitarios. Algunos ejemplos son:

· *Bacterias de la putrefacción, como por ejemplo Pseudomonas fluorescens, P. aeruginosa, Proteus vulgaris, Bacillus cereus, B. subtilis, Aerobacter cloacae, Zooglea ramigera... · · *Coliformes: constituye un indicador importante de la impurificación del agua con materias fecales · · *Enterobacteriáceas, como Escherichia coli, Aerobacter aerogenes, Streptococcus faecalis; todas ellas procedentes de los intestinos. · · *Hongos: las aguas de desecho contienen también esporas e hifas de hongos como Leptomitus lacteus y Fusarium aquaedutuum. Proliferan en un amplio intervalo de pH (de 3 a 9). · · *Bacterias intestinales patógenas, como Salmonella typhi y Salmonella paratyphi, que producen enfermedades típicas, algo más raro es la Shigella que produce la disentería, el Vibrio cholerae (agente del cólera), el bacilo tuberculoso (Mycrobacterium tuberculosis)... · · *Virus patógenos para la especie humana: Además de bacterias y hongos las aguas residuales urbanas son portadoras de numerosos virus patógenos para la especie humana, los cuales conservan su virulencia allí, durante más o menos tiempo, como el virus de la poliomielitis. · · * microorganismos patógenos para los animales: Un ejemplo claro es el de la brucelosis del ganado producida por bacterias del género Brucella. · Una forma de transmitir todas estas enfermedades es a través del uso de estas aguas para riego agrícola. Por este motivo es necesario e imprescindible un tratamiento previo para su posterior reutilización en riego, tratamiento que dependerá del uso que se le vaya a dar (tipo de riego, cultivo, zona a regar) y por supuesto condiciones sanitarias impuestas.

La propuesta de calidad de los parámetros microbiológicos requerida para las aguas de riego, de la O.M.S, son muy parecidas a las establecidas por el M0 de Sanidad de Francia, estas últimas son:

Tabla 8

	Hortalizas y frutas crudas	Cereales y cultivos para conservas
PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS
Nematodos intestinales (media aritmética huevos/l)	<1	<1
Coliformes fecales(media geométrica/100ml)	<1000
Tratamiento orientativo	Estanques de estabilización o equivalente	Estanques de estabilización o equivalente
Grupo expuesto	Trabajador, consumidor	Trabajador

En EEUU la E.P.A (Agencia de protección ambiental), recomienda una normativa a nivel federal sobre la reutilización de aguas residuales para uso agrícola, para aquellos estados que no han desarrollado su propia normativa.

Las recomendaciones de calidad son muy estrictas, más que la O.M.S, además de que contemplan otros parámetros como pH, DBO y Turbidez o SS:

AQUÍ ESTOY

Tabla 9

TIPO DE REUTILIZACIÓN

TRATAMIENTO

CALIDAD

DISTANCIA DE SEGURIDAD

Riegos de cultivos

comestibles no procesados

comercialmente

Secundario

Filtración

Desinfección

PH= 6-9

<10 mg/l DBO

<2 NTU

0 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

15 m a fuentes o pozos de agua potable

30 m a zonas permitidas al público

Riego de cultivos que se consumen

procesados

Secundario

Desinfección

PH = 6-9

<30 mg/l DBO

<30 mg/l SS

200 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

90 m a fuentes o pozos de agua potable

30 m a zonas permitidas al público

Riego de pastos de animales productores

de leche y cultivos industriales

Secundario

Desinfección

PH = 6-9

<30 mg/l DBO

<30 mg/l SS

200 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

90 m a fuentes o pozos de agua potable

30 m a zonas permitidas al público

=4. SISTEMAS DE RIEGO

4.1. Riego por aspersión,

Consiste básicamente en aplicar agua a la superficie del terreno rociándola en forma de lluvia, además de los problemas comunes con otros sistemas como puede ser obstrucciones de goteros, contaminación por hongos, etc., tiene el inconveniente de que pueden aparecer problemas especiales de toxicidad así como tener un mayor riesgo sanitario. Por ello el sistema de distribución del agua mediante aspersores exige un agua de superior calidad que los demás tipos de riego.

Pueden ser:

De tipo fijo:

colocadas en la superficie o enterradas

Las superficiales tienen la desventaja de verse afectadas por la climatología, el ganado o los equipos de laboreo. La principal ventaja es su bajo costo y fácil mantenimiento. El material que se está utilizando es el PVC.

Las conducciones enterradas son de Uralita o PVC. Tienen mayor costo pero presentan mayor duración

De tipo móvil:

con instalaciones móviles se puede llevar a cabo mediante el uso de aspersores múltiples, rodantes y de pivote central

4.1.1. Efectos especiales de toxicidad

Debido al modo de dispersar el agua el riego por aspersión se produce una absorción foliar de micronutrientes, acelerándose la velocidad de acumulación del ión tóxico en la planta, siendo a veces esto la fuente principal de toxicidad.

En general, hay que decir que pueden producirse daños por la concentración de sales acumuladas en la superficie externa de las hojas, debido a la pulverización de las sales. Para evitar esto existen varias soluciones, entre las que destacan:

riego nocturno, pues en general la humedad aumenta y disminuye el viento

aumentar la velocidad de rotación de los cabezales de los aspersores.

4.1.2. Riesgo sanitario

Uno de los problemas principales que se presentan con el uso de las aguas residuales para riego es el de posibles infecciones, y propagación de microorganismos patógenos debido a los aerosoles que se forman. Por ello es necesario saber cómo y qué se va a regar. El riesgo mayor se tiene cuando se cultiva el riego por aspersión para regar cultivos de consumo directo ya que, valga la redundancia, existe un contacto directo entre frutos, follaje y hombre, existiendo pues un máximo riesgo sanitario. Por este motivo el Código de Agua de California distingue diferentes tratamientos según el nivel de reducción de coliformes que se quiera obtener, que a su vez dependerá del tipo de riego y la utilización que se le dé. Como se observa en la tabla 12 es el riego superficial de viñedos y árboles frutales el que presenta un nivel de tratamiento menor y el riego por aspersión el que presenta una legislación más estricta y rigurosa en cuanto a la reducción de coliformes totales.

4.2 Riego Superficial

4.2.1. Surcos o caballones:

El efluente se aplica por gravedad y fluye a través de los surcos. El terreno debe ser llano, y el tamaño de los surcos o caballones dependen del volumen de vertido, tipo de vegetal y tipo de suelo. Se debe de alternar periodos de inmersión de los surcos con periodos de secado para oxidar la materia orgánica y evitar la colmatación de los poros.

4.2.2. Inundación:

Como su propio nombre indica es por encharcamiento de parcelas. Para ello la tierra tiene que estar nivelada con el fin de mantener una profundidad uniforme. Así mismo se necesitan época de secado para oxidar la materia orgánica y evitar la colmatación de los poros

4.2.3. Escorrentías

Sobre pendientes con cubierta vegetal: Es una descarga controlada de un efluente en un terreno con una pendiente y longitud adecuada, el cual se encuentra tapizado por pastizales o masas forestales. Los terrenos ideales son los que tienen baja permeabilidad y coeficiente de retención adecuados para proteger los acuíferos.

4.3. Riego localizado

Ahorra mucha agua y se evita la proliferación de malas hierbas ya que la zona regada es muy puntual. Esta técnica exige una filtración exhaustiva del agua residual para evitar una obturación de los goteros. Se aplica fundamentalmente en frutales y plantas hortícolas

4.3.1. Efectos especiales de toxicidad

Cuando se riega con aguas salinas, se aportan menor cantidad de agua por lo que no se produce un lavado suficiente de sales, con lo que éstas se concentran en la zona radicular.

4.3.2. Riesgo sanitario

Es el sistema de distribución considerado como perfecto para evitar contacto operario-agua, ya que es un sistema totalmente cerrado que, además, no genera aerosoles.

4.4. Obturación

Como hemos visto las obturaciones se da tanto en el riego por aspersión como en el riego localizado, pero es en este último en el que existen más riesgos de obturaciones. Hay diferentes causas por la que se produce este tipo de problema en los goteros como son:

Los sólidos en suspensión que lleva el agua residual. Según el nivel de tratamiento éstos se reducirán en mayor o menor grado. Reducirlos casi al 100% resulta económicamente costoso.

La eutrofización: consiste en el desarrollo de algas u otros vegetales indeseables dentro del agua, producido principalmente por el enriquecimiento de ciertos nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, y pueden taponar tuberías, válvulas, emisores, goteros etc.

Por ello la turbiedad del agua de riego ha de ser muy baja si se quiere evitar la obturación de goteros. Por este motivo el riego localizado es el más restrictivo en cuanto a uso con agua residual urbana.

II. REUTILIZACIÓN CON FINES MUNICIPALES Y RECREATIVOS

Esta reutilización va dirigida principalmente para los siguientes usos:

Riego de parques y jardines públicos

Creación de lagos artificiales para pesca y fines recreativos

1. REUTILIZACIÓN PARA RIEGO DE PARQUES Y JARDINES PÚBLICOS

En cuanto a la calidad que debe de tener esta agua va a ser la misma que hemos visto en el caso anterior (los parámetros físico-químicos), con la ventaja de que las plantas que se van a regar (césped, y plantas ornamentales), son más tolerantes, que los cultivos agrícolas. El sistema de riego utilizado es el de aspersión por lo que habrá que tener en cuenta lo visto anteriormente

En cuanto a los parámetros microbiológicos, las recomendaciones de la OMS para el “Riego de campos deportivos y de zonas verdes con acceso público" son:

Tabla 11

	CONTACTO PÚBLICO DIRECTO	CONTACTO PÚBLICO NO DIRECTO
PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS
Nematodos intestinales (media aritmética huevos/l)	<1	<1
Coliformes fecales(media geométrica/100ml)	200	1000
Tratamiento recomendado	Estanques de estabilización o equivalente	Estanques de estabilización o equivalente
Grupo expuesto	Trabajador, público	Trabajador, público

4 a 6 estanques de estabilización con tiempo mínimo de retención de 20 días a Tª>

200C

Las recomendaciones de la E.P.A:

Tabla 12

TIPO DE REUTILIZACIÓN

TRATAMIENTO

CALIDAD

DISTANCIA DE SEGURIDAD

Riegos de parques campos de golf

cementerios, lavados de coches

Secundario

Filtración

Desinfección

PH= 6-9

<10 mg/l DBO

<2 NTU

0 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

15 m a fuentes o pozos de agua potable

Riego de árboles y parques con acceso

público prohibido o infrecuente

Secundario

Desinfección

PH= 6-9

<30 mg/l DBO

30 mg/l SS

0 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

90 m a fuentes o pozos de agua potable

30 m a zonas permitidas al público

=2. REUTILIZACIÓN CON FINES RECREATIVOS

2.1 Embalsamiento artificial

Los principales problemas de los embalses de agua residual depurada son:

El alto contenido en sales disueltas y sólidos en suspensión que llevan estas aguas.

El efluente que suele llegar a estos embalse tiene bajos niveles de oxígeno

En el fondo se suelen dar condiciones anaerobias

Pueden darse problemas de eutrofización.

Esto es lo que le están ocurriendo a la mayoría de los embalses de nuestro país que sufren el aporte de colectividades o pueblos asentados cerca de sus márgenes.

Por ello si se quieren dedicar estos embalses para pesca u usos recreativos (vela, esquí acuático, baños) los criterios de calidad han de ser muy elevados. No obstante hay que dorar los efluentes y esto puede presentar problemas pues el cloro se combina con la materia orgánica dando cloraminas, clorometanos y más tóxicos.

La repoblación con peces conlleva a su vez problemas por la acumulación de determinados elementos tóxicos, presentes en el agua residual en las cadenas alimentarias.

Debido a los riesgos antes mencionados la OMS no lo contempla.

La EPA dispone:

Tabla 13

TIPO DE REUTILIZACIÓN

TRATAMIENTO

CALIDAD

DISTANCIA DE SEGURIDAD

Uso de recreo si el contacto con el A.R. depurada es accidental

Secundario

Filtración

Desinfección

PH= 6-9

<10 mg/l DBO

<2 NTU

0 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

150 m a fuentes o pozos de agua potable

Uso estético si el contacto con el público no está permitido

Secundario

Desinfección

<30 mg/l DBO

<30 mg/l SS

200 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

150 m a fuentes o pozos de agua potable

Usos en construcción

Secundario

Desinfección

<30 mg/l DBO

<30 mg/l SS

200 C.F./100 ml

1 mg/l CLO2

3. POTABILIZACIÓN

La mayoría de los países descartan el consumo humano de agua residual depurada. Aún estando regulado y permitido este uso en ciertos países, no se tienen noticias de haberse llegado a aplicar. En España la Legislación de aguas prohíbe este uso, salvo en casos de excepción o catástrofe, y siempre previa autorización de la Administración sanitaria y del Organismo de cuenca correspondiente

4. SUMINISTRO URBANO NO POTABLE EN RED, BALDEO Y LIMPIEZA DE CALLES

El suministro urbano en red de agua no potable (con excepción de las redes locales para riego de zonas verdes), así como el baldeo y limpieza de calles es un uso muy excepcional, admisible solamente con las garantías necesarias.

La E.P.A no contempla el riego y limpieza de calles con aguas residuales depuradas. Sólo el estado de Hawai lo tiene:

Coliformes fecales < 2.2 /100 ml

Virus < 1 PFU/ 40L

5. CALEFACCIÓN Y REFRIGERACIÓN URBANAS

Calefacción urbana: No está regulado por las normativas conocidas, si bien se sabe de su aplicación en Japón

Refrigeración urbana: EEUU la considera con parámetros equivalentes a los del agua potable. En España está prohibida

6. LAVADO DE INSTALACIONES

Uso no recogido en las normativas conocidas.

EEUU si considera para lavado de coches y cuartos de aseo, donde el peligro es potencialmente mayor:

pH =6-9

<2UNT

<10 mg/l DBO

CF O mg/l

CL2 >1 mg/l

7. EXPERIENCIA EN CALIFORNIA

En EEUU está tan instaurada la política de reutilización de aguas residuales para los distintos usos municipales, que en una localidad de California han creado para estos fines una infraestructura que es una red de distribución doble, una para el agua potable y otra para el agua que va a ser reutilizada.

Ventajas e inconvenientes:

Evita problemas de impacto medioambientales, ya que el agua depurada no se vierte al medio (terreno, ríos, mares)

En ocasiones en que haya exceso de agua residual depurada, ésta puede ser acumulada en embalses o lagos para su uso en incendios forestales

Como puede existir posibilidad de poder contaminar el agua potable, el agua reutilizada debe de tener requerimientos sanitarios que se han de cumplir estrictamente.

Lo principal es evitar las conexiones erróneas entre las diferentes redes de distribución, para ello:

1. La presión de la red de distribución de la red de agua potable sea superior a la red del agua residual

2. Existencia de planos perfectamente detallados del trazado de ambas redes y todas sus modificaciones

3. Registro de todas aquellas averías, con el fin de subsanar en futuro posibles errores en la concepción de nuevas infraestructuras

4. Cada red se señale con unos materiales diferentes

5. El agua residual vaya por debajo de cierta altura del agua potable.

III. REUTILIZACIÓN DEL AGUA RESIDUAL PARA TRANSPORTE Y LAVADO

Para esta actividad se pueden mezclar agua residual urbana e industrial en mayor o menor proporción

No es necesaria una calidad muy apreciable para estos fines pero al menos debe darse un tratamiento secundario, en el caso de aguas residuales urbanas.

Se suele usar para:

Lavado y transporte de materias primas: Carbón, azucareras,

Transporte de residuos: cenizas en centrales térmicas

Lavado de productos acabados o semiacabados: pastas en papeleras, productos de laminado, pieles en curtidurías,

Lavado de gas antes de su vertido a la atmósfera: siderurgia, altos hornos, fundiciones,...

En los casos de industrias agroalimentarias y textil en agua residual debe ser bacteriológicamente correcta y clara. Las industrias de semiconductores necesitan un agua muy pura.

Ejemplos: Fundición de cobre, Zinc en Bristol Reino Unido.

IV. REFRIGERACIÓN INDUSTRIAL

1. Definición

Se define como el uso de aguas en plantas de producción de energía y algunas industrias, para extraer calor mediante su circulación por circuitos, basados en un sólo paso de agua (circuitos abiertos) o en una recirculación de agua de refrigeración (circuito semicerrados).

Tipos de circuitos de refrigeración:

a. Abiertos: Requiere grandes volúmenes de agua. Existe contacto entre el agua y el cuerpo a refrigerar. No hay recirculación. A veces originan problemas ecológicos graves, si se evacuan a ríos o lagos pues originan contaminación térmica. No obstante este calor puede ser provechoso, por ejemplo en acuicultura.

b. Semicerrados: Tienen recirculación, purga y alimentación para evitar excesiva concentración de contaminantes por evaporación. Hay contacto con el aire

c. Cerrado: Hay recirculación, pero no existe contacto con el aire. Son más costosos, pero se eliminan las pérdidas de las purgas.

2. Usos

Producción de electricidad, siderurgia, petroquímica, química, automovilísticas, cementeras, incineración de residuos. En las zonas costeras esta técnica de reutilización no tiene apenas incidencia, ya que, salvo en contadas excepciones, se dispone para estos fines de un efluente inagotable del mar. Está prohibido en industrias alimentarias y auxiliares.

3. Principales problemas

3.1. Corrosión e incrustaciones:

Para evitarlo:

Inhibición del poder incrustante: Determinar la dureza total en todas las condiciones térmicas del agua de refrigeración, añadiendo a continuación los productos químicos retardadores de la precipitación de la cal

Inhibición de la corrosión: El pH deberá ser entre 6.5-7 de tal forma que no sea muy ácido y se produzca corrosión o muy alcalino para que no precipiten los hidróxidos insolubles

3.2. Fangos y desarrollos biológicos:

Las materias en suspensión originan películas de barro en los circuitos que junto al aporte de nutrientes de estas aguas pueden originar desarrollo de organismos que disminuyan la luz de la tubería, para evitarlo habrá que purgar con productos químicos para la limpieza de estos elementos biológicos

Riesgos sanitarios: Evacuación de gases tóxicos que se producen por determinadas bacterias en condiciones anóxicas.

4. Parámetros de calidad:

Tabla 14

PARÁMETROS	UNIDADES	CIRCUITO ABIERTO	CIRCUITO SEMICERRADO
Sólidos en suspensión	mg/l	5000	100
Conductividad	ms/cm²	1500	750
Alcalinidad	mg/l CaCO₃	500	350
Dureza total	mg/l CaCO₃	850	650
pH		5-8.3	5-8.3
DQO	mg/l O₂	75	75
Sílice	mg/l SiO₂	50	50
Cloruros	mg/l Cl^-	600	500
Amonio	mg/l NH₄⁺		4
Fosfatos	mg/l PO₄³⁺	4	1
Detergentes	mg/l MBAS		1
Coliformes fecales	CF/100 ml	10 000	2

=V. APROVECHAMIENTO TÉRMICO

Las aguas naturales utilizadas en procesos industriales de refrigeración presentan un balance positivo de energía térmica. Su liberación al medio acuático supone una transformación no natural de éste, con lo que la vida en ese medio puede verse alterada.

Entre las principales industrias cuyo efluente es aprovechable térmicamente se encuentran las centrales térmicas, refinerías y destilerías, pero el ejemplo más representativo son las refinerías de crudo (petróleo) de las zonas litorales. Estos efluentes se van a aprovechar para el cultivo de especies vegetales (ornamentales, agrícolas) y especies animales (piscícolas).

1. Características

Constituyen el volumen más importante de agua en las refinerías sin recirculación (80 al 90 % del total de los efluentes).

Los efluentes están generalmente poco contaminados, a no ser que haya fugas en los circuitos, en cuyo caso pueden contaminarse con algunas fracciones de petróleo.

A veces pueden llevar compuestos como cromato de sodio, dicloro (vulgarmente cloro), fungicidas que inhiban el crecimiento de hongos o productos químicos que inhiban la corrosión de las tuberías.

Para que el aprovechamiento térmico sea rentable no cabe pensar en conducciones largas de agua caliente, debido a la pérdida de calor.

2. Aplicación

El cultivo de estas especies puede darse:

2.1. Bajo cubierta (tipo invernadero):

Es caro y complejo. Las especies cultivadas son más productivas, y no están restringidas a las de la zona. Existe un mayor control de la temperatura para que sea uniforme a lo largo de todo el año, por lo que será necesario un aporte subsidiario de energía. El calentamiento del invernadero se realiza mediante un sistema de tuberías y radiadores de convección, los cuales caldean el aire circundante. Las especies que se cultivan frecuentemente son:

Especies agrícolas: flores (rosa, clavel, nardo), frutas tropicales (piñas, kiwi...), plantas hortícolas (tomate, pimiento...).

Especies piscícolas: el estanque donde se crían o engordan debe tener un sistema de recirculación y depuración del agua para conservar los niveles óptimos de OD y DBO. La temperatura es de 20 a 25 ºC todo el año; esto unido a fotoperiodos más largos que los naturales hace que disminuya el tiempo necesario para el engorde entre un 30 y un 40 %

2.2. A cielo raso:

La inversión es menor, las especies cultivadas son las de la zona, pero aumentando su ciclo reproductivo y vegetativo. No es necesario un aporte subsidiario de energía térmica, ya que las especies son menos exigentes, siendo generalmente las existentes en la zona.

Especies agrícolas: se efectúa enterrando las conducciones de agua caliente en la zona próxima al sistema radicular superficial de la planta (fresa, espárragos), especies hortícolas de alta rentabilidad

Especies piscícolas: se realiza utilizando directamente el efluente térmico, el cual llega a una o varias balsas.

En zonas litorales cabe aplicar un aprovechamiento intensivo de los efluentes térmicos, utilizando para refrigeración aguas profundas, frías y ricas en nutrientes. Esto se está estudiando actualmente en la Universidad de Hawai por tres motivos:

1. Reducción del agua necesaria para enfriar la instalación.

2. Eliminación o reducción de la contaminación térmica.

3. Aprovechamiento de la mayor riqueza de nutrientes de estas aguas.

Se ha visto que la producción primaria es sensiblemente superior a la de las aguas superficiales. Se experimentó con clorofíceas, cianofíceas y poblaciones mixtas de fitoplacton.

En Palma de Mallorca, el agua de refrigeración de la central térmica se extrae de las aguas superficiales regresando con un aumento de temperatura de 80 ºC. Este efluente se recoge en estanques para producción de especies marinas (lubina, dorada, angulas...).

VI. PRODUCCIÓN DE BIOMASA

Esta agua aporta nutrientes para el desarrollo y crecimiento de seres vivos. Los casos más frecuentes son el riego de especies agrícolas o forestales.

1. Producción de microalgas

Es una vía de investigación prometedora ya que las algas microscópicas presentan algunas propiedades interesantes frente a cultivos condicionales:

Mayor productividad.

Se desarrollan en una gran diversidad de medios acuáticas.

Soportan condiciones climáticas muy adversas.

Se pueden aplicar en la depuración del agua. Su crecimiento genera un agua de alta calidad que puede utilizarse alternativamente para la alimentación animal o humana (japoneses 70 % de proteínas).

2. Plantas superiores

Jacinto de agua, carrizo, que no tienen alto valor comercial, pero son coadyuvantes en la depuración.

3. Biomasa animal

Su aplicación es más comercial, aunque su uso está restringido: la piscicultura de especies con requerimientos mínimos como carpa, lucio..., la vermicultura (cría de lombrices).EI medio idóneo es el lagunaje.

En Francia se cría fitoplancton y zooplancton como alimento en acuicultura, tanto a nivel industrial (piscifactorías) como recreativo (acuarios).

Normalmente se mezcla agua residual depurada por lagunaje, enriquecida con fito y zooplancton y agua natural para la cría de carpa, lucio...; también se puede realizar una piscicultura de manera directa en lagunas utilizando el lucio. En cualquier caso se requiere un control sanitario de la pesca, ya sea para consumo humano o para la elaboración de harinas o piensos de consumo animal.

La OMS regula el uso del agua residual depurada en acuicultura, sin diferenciar si se destina o no al consumo humano:

Huevos viables de trematodos 0/l

Coliformes fecales < 1000/100 ml

La EPA no lo recoge.

VII. RECARGA DE ACUÍFEROS

La recarga artificial de acuíferos apenas se ha iniciado en España, hasta el momento sólo se han realizado varias experiencias piloto, con los que se están obteniendo datos para el diseño de futuros proyectos.

1. Definición de acuífero

Formaciones geológicas del subsuelo, que contienen o han contenido agua y por las que el agua puede fluir.

2. Definición de uso

Se entiende por recarga de acuíferos, el uso de aguas para incremento de las aguas subterráneas como conservación y salvaguardar del dominio público hidráulico, restituyendo el nivel de acuíferos sobre explotados, creando una barrera contra la intrusión marina en acuíferos costeros, y/o disponiendo de un almacenamiento de aguas para usos posteriores.

3. Métodos de recarga de acuíferos

3.1. Infiltración- Percolación

Con este método se obtiene, además de los objetivos antes mencionados, una mayor depuración del agua (que previamente ha sido tratada), ya que por un lado en la capa superficial del terreno se produce una intensa actividad bacteriana, similar a la de un tratamiento biológico y, además a medida que se va infiltrando hasta llegar al acuífero este agua sigue depurándose como si hubiera pasado a través de un filtro.

A.) Características de los suelos

Deben ser bastante permeables: suelos arenosos, franco-arenosos, ricos en gravas y con una capacidad de infiltración que oscile entre 10 y 60 cm al día.

La textura no debe ser muy gruesa para facilitar las reacciones químicas y biológicas entre suelo y efluente

Necesita periodos de reposo de al menos 22 días, permitiendo reoxigenación del suelo

En el caso de heladas o lluvias hay que disminuir el agua residual a infiltrar

Realizar análisis periódicos de las aguas infiltradas tanto en el nivel freático como en el acuífero: DBO, SS, SDis, N2, P2, coliformes totales, coliformes fecales, y con menos frecuencia un control de metales pesados

B.) Los niveles de depuración que se pueden alcanzar:

S.S. = casi total

Colif. Fecales = 85-98%

DBO = 85-98%

Detergentes = 90%

Nitrógeno = 30 al 80%

C.) Dispositivos de infiltración

1.- Estanques de infiltración´-----

El estanque recibe A.R. que bajo el efecto de la carga hidráulica va penetrando en el suelo.

La distancia mínima entre el suelo y la capa freática es de 3-5m

Los laterales del estanque deben ser impermeables, con hormigón o sedimentos muy finos para impedir la infiltración horizontal

El agua llega al estanque por gravedad o bombeo, que actúan como aireadores favoreciendo las condiciones aerobias del estanque, y una depuración importante en el propio estanque

El fondo del estanque puede ser:

Fondo desnudo: no precisa obra, pero se colmata con facilidad

Fondo con vegetación:

- permeabilidad suplementaria debido a las raíces

- protección del fondo en épocas de lluvias

- extracción de elementos minerales

- nivel bajo del efluente en primavera y en verano

- desecamiento periódico para proceder a la siega de la vegetación

Fondo de arena

- Espesor de 50 cm, Diámetro de 0.2 a 0.3, actúa como un filtro

- Se colmata, por lo que debe hacerse un lavado periódico de dicha arena y cuando sea necesario el cambio de la arena

2.-Fosas canales y zanjas

Parecido a los estanques pero:

utilizan en general infiltración horizontal

fosas: dimensiones más reducidas que los estanques

canales: tienen una profundidad muy superior al resto de sus dimensiones. Son muy adecuados

3. Lechos de ríos acondicionados:

Aumenta la infiltración natural de los ríos mediante obras de acondicionamiento

4. Derrame subterráneo mediante red de tubos:

Actúa igual que un estanque:

Ventaja: la superficie del suelo queda libre

Inconveniente: Es más difícil de controlar al estar enterrado

El problema común que van a tener es la colmatación:

Desorganización de la porosidad del suelo

Destrucción de los agregados del suelo

Hinchamiento de las arcillas

Disminución de los poros del suelo:

1. por los SS

1. por la precipitación de sales

1. por metabolitos bacterianos

Desarrollo de algas

Para evitarlo:

periodos de infiltración alternados con los de descanso o secado: airear el suelo eliminar depósitos de SS

periodo de secado debe ser el doble al de infiltración

construir varios estanques, para que la infiltración no se detenga cuando se esté limpiando uno de ellos.

3.2. Inyección

Permite un mejoramiento en la calidad del agua

Desde el punto de vista microbiológico se necesita una adecuada distancia entre el punto de inyección y el de recuperación

La acción depurativa del suelo es mínima

Los dispositivos son los pozos de inyección, que actúan de manera inversa a los pozos de bombeo.

Se utilizan cuando existe una capa impermeable entre la superficie del suelo y la capa que queremos realimentar.

3.2.1 Problemas habituales:

El principal problema que nos vamos a encontrar es, al igual que en el caso anterior, peligro de colmatación:

Física: Por los sólidos en suspensión o la presencia de aire o gas en el agua de inyección haciéndose impermeable

Química: Dispersión e hinchamiento de las arcillas precipitación de sales alcalinas y alcalino-térreas

Biológica: Proliferación bacteriana, producen productos de desecho que colmatan los poro

Para evitarlo:

Tratamiento que elimine los sólidos en suspensión

Desmineralización

Cloración

Eliminación de gases disueltos y aire (es complicado), se consigue por:

- Desaireación del agua

- Consiguiendo que los elementos del pozo estén a presión mayor que la atmosférica, para evitar succión del agua inyectada.

Cuando se colmate: limpieza por bombeo que va incorporado al propio sistema de inyección.

Tabla 16: Niveles de tratamientos y criterios recomendados para las A.R. utilizadas para la recarga de acuíferos.

Mediante aplicación superficial:

1. Verificar la inexistencia de descargas de efluentes industriales tóxicos 2. 3. Oxidación biológica normal (tratamiento secundario) 4. 5. Absorción sobre carbón activo (tiempo de contacto 30 min.; DQO < 5 mg/l) 6. 7. Aplicación mediante infiltración- precolación del efluente en zona aerobia no saturada respetando los siguientes términos: 8. Profundidad mínima de la capa de 3m y una semana de aplicación alternada con dos de secado

9. Dilución con una cantidad igual de agua subterránea natural 10. 11. El agua de recarga debe quedar en la capa un año antes de ser extraída 12. 13. La calidad del agua subterránea debe de ser regularmente supervisada 14. Mediante inyección directa:

1. Verificar la inexistencia de descargas de efluentes industriales tóxicos 2. 3. Oxidación biológica normal (tratamiento secundario) 4. 5. Desinfección correcta (cloración) 6. 7. Coagulación- floculación química 8. 9. Decantación 10. 11. Filtración rápida en arena 12. 13. Absorción sobre carbón activo 14. 15. Desmineralización por osmosis inversa 16. 17. Aireación por aspersión para eliminar compuestos orgánicos volátiles 18. 19. Dilución con una cantidad igual de agua subterránea natural 20. 21. El agua de recarga debe quedar en la capa un año antes de ser extraída 22. 23. La calidad del agua subterránea debe de ser regularmente supervisada 24. Tabla 17 Propuesta de calidad para la recarga de acuíferos por extensión superficial o por inyección directa.

PARÁMETROS	UNIDADES	EXTENSIÓN SUPERFICIAL	INYECCIÓN DIRECTA
Sólidos suspensión	mg/l	10
pH		5-9.5	6.5-9.5
DBO	mg/l O2	10
Amonio	mg/l N	5	0.4
Nitritos	mg/l N		0.03
Nitratos	mg/l N	10	10
Cloruros	mg/l Cl	200	200
Boro	mg/l B	0.5
Detergentes	mg/l MBAS	0.5	0.2
Coliformes fecales	CF/100 ml	23	0

BIBLIOGRAFíA

“ La reutilización de las aguas residuales: acondicionamiento y uso”. CEDEX, editado por el MOPU

“ Criterios para la evaluación sanitaria de proyectos de reutilización directa de aguas residuales urbanas depuradas”. Consejería de Salud

“Riego con agua residual municipal regenerada”. Ed. Universidad Politécnica de Cataluña (1990)

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