piscinas de manantial

Piscinas de Manantial: La Piscina Naturalizada Mediterránea 1

Piscinas de ManantialLa Piscina Naturalizada Mediterránea

Francisco M. Vinuesa Caro

© Quarta Natura SL 2014


PARTE 1: BASE TEORICA DE LAS PISCINAS NATURALIZADAS:1. QUE SON LAS PISCINAS NATURALIZADAS2. TIPOS DE PISCINAS NATURALIZADAS3. FUNDAMENTOS DE LA DEPURACION BIOLOGICA DEL AGUA4. LAS CARACTERISTICAS DEL AGUA DEPURADA BIOLOGICAMENTE5. PARAMETROS DE CALIDAD DEL AGUA6. LA PISCINA NATURALIZADA Y LA NORMATIVA LEGAL7. PISCINAS DE USO PUBLICO8. LA FLORA Y LA FAUNA DE LA PISCINA BIOLOGICA.

PARTE 2: EL METODO DE QUARTA NATURA:1. LIMITACIONES TECNICAS DEL METODO CONSTRUCTIVO2. LAS CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE DEPURACION DE QUARTA NATURA:

BIOSISTEMA BPM:a. SISTEMA DE FITODEPURACION POR MACROFITASb. SISTEMA DE FILTRO LENTO DE ARENAc. SISTEMA DE RECIRCULACION DEL AGUAd. SISTEMA DE GESTION DE LA DEPURACION

3. LOS MODELOS DE PISCINA NATURALIZADA DE QUARTA NATURA:a. TIPO LAGUNAb. TIPO TIPO ALBERCAc. TIPO BIOPISCINA

4. CALCULO DEL BIOSISTEMA Y PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO5. METODOS CONSTRUCTIVOS EN UNA PISCINA NATURALIZADA.6. DETERMINACION DE LOS MINIMOS DE UN PROYECTO DE PISCINA

NATURALIZADAa. MINIMOS DE TAMAÑOb. MINIMOS ECONOMICOSc. MINIMOS ESTETICOSd. MINIMOS CONSTRUCTIVOS

7. EL PRESUPUESTO DE UNA PISCINA NATURALIZADA

PARTE 3 LA ESTETICA EN LAS PISCINAS NATURALIZADAS

Anexo: EL MANTENIMIENTO DE LA PISCINA NATURALIZADA



INTRODUCCION

En cada ocasión que alguien me pregunta por las piscinas que hacemos un cúmulo enorme de información intenta salir para ayudar a esa explicación. En más de una intente la fórmula negativa, contando lo que no son. En otras infinidad de datos técnicos sobre los procesos, pero en la mayoría de las ocasiones la mejor de todas las explicaciones era enseñar una foto, enseñar un proyecto realizado o permitir la oportunidad de zambullirse en una.

Después de esto cualquier explicación era más sencilla, más entendible. Las fotos si que son posibles en un libro, el bañarte por ahora creo que no. Pero el modelo de explicación que seguía a esas pruebas si que se puede aportar; y es que la razón por la que llegan a gustar las piscinas naturalizadas es siempre doble, por un lado está la calidad del agua que usamos, el hecho de estar viva, el no tener productos químicos y sus sensaciones tan únicas; y por otro siempre esta ese espacio diferente que creamos aprovechando las características de estos proyectos, las fuentes, arroyos, cascadas y cauces permiten una estética especial en cada una de las obras que realizamos.

Este es básicamente el criterio que seguiré en este libro, por un lado explicar como podemos conseguir esa agua viva, tanto en sus aspectos más generales como en el modelo desarrollado por Quarta Natura; y por supuesto el formato estético que estos tipos de Piscinas Naturalizadas nos permiten, dejando a la imaginación todas aquellas posibilidades que en cada caso se pueden plantear.

Francisco M. Vinuesa Caro



PARTE 1: BASE TEORICA DE LAS PISCINAS NATURALIZADAS:

1. QUE SON LAS PISCINAS NATURALIZADAS

Un poco de historia.Desde que en 1952 en el instituto Max Plank en Alemania se desarrolla el primer experimento de fitodepuración aplicada en un primer momento a la depuración de aguasurbanas comienzan los pasos para su implementación al agua de baño, dos años después en Graz (Alemania) Gottfriend Kern construye un primer lago de de unos 190m2 de los que unos 35 eran adaptados para el baño.

En 1976 el profesor Richard Weixler inspirándose en el trabajo de Kern desarrolla un proyecto de unos 1000m2 con 200 para baño, todos estos proyectos iniciales eran espacios acuáticos que recrean ecosistemas sin ningún equipo técnico.

En los siguientes años se desarrollan algunos nuevos proyectos hasta que en 1984 Paul Schwedtke construye su famosa biopiscina para sustituir su antiguo sistema de cloro, actualmente sigue en funcionamiento.

Por otro lado ya desde el siglo XVIII se desarrollan los sistemas de depuración y desinfección del agua de los ríos mediante sistemas de filtración lenta biológica, usadosprincipalmente durante el siglo XIX en Europa hoy se continúan construyendo en diferentes zonas de Asia, África y América por su alta eficiencia y facilidad tecnológica principalmente asociados a la depuración y potabilización de agua para consumo humano.

En la década de los 80 y 90 nacen con muy diversos tipos de biofiltración las primeras empresas en centro Europa, creándose en el 2000 la Asociación Alemana de Constructores de Biopiscinas, matriz de la actual IOB (International Organization for natural bathing waters) definiendo esta la tipología actualmente aceptada de modelos de sistemas de depuración natural del agua para baño, estando dividida en 5 clases según su implementación técnica.

A partir del nuevo siglo en un lento pero continuo desarrollo los sistemas naturales para el baño se conocen e implementan en más países, Francia, Italia, Austria, Estados Unidos o Australia son algunos de sus ejemplos, adaptándose a las características locales de cada uno de ellos. Se considera que solamente en Europa hay más de 20.000 biopiscinas de las cuales algo más de 200 son de uso público.



2. TIPOS DE PISCINAS NATURALIZADAS

LOS SISTEMAS DE DEPURACION BIOLOGICA DEL AGUA PARA EL BAÑO.

Desde que en los años ochenta se realizaron las primeras biopiscinas con sistemas desarrollados a partir de los procesos de depuración de aguas residuales por macrofitas, estos sistemas de depuración se han desarrollado tanto técnica como formalmente, existiendo proyectos realizados en numerosos países.

A finales del 2009 existían más de 20.000 instalaciones en Europa siendo más de 200 las de uso público, estando este regulado en numerosos países como Austria, Alemania o Suiza; o aplicándose en otros países de forma genérica la normativa desarrollada a partir de la Directiva Europea para baño en aguas continentales DIRECTIVA 2006/7/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 15 de febrero de 2000.

El grado de complejidad y estructuración de estos sistemas puede verse en la división propuesta por la Asociación Alemana de Constructores diferenciando 5 Clases diferentes en función de sus características (Deutsche Gesellschaft für naturnahe Badegewässer e. V. (DgfnB))

En España existen una serie de empresas que desde hace años diseñan, construyen o distribuyen Sistemas de Depuración Biológica para el Baño; desde las pioneras como Aguas Vivas o Lifedesing a distribuidores como Aragrup o de desarrollo de sistemas propios como la nuestra, Quarta Natura.

En estos sistemas siempre existe la posibilidad de la autoconstrucción principalmente en los de tipo I al III e incluso IV, siempre siguiendo las recomendaciones de diseño y construcción de referencia en el sector con más de 30 años de experiencia, siendo recomendable la participación de un especialista o empresa para la realización de sistemas más técnicos.



3. FUNDAMENTOS DE LA DEPURACION BIOLOGICA DEL AGUA

La depuración natural del agua reproduce a pequeña escala el mismo sistema que en lagos, humedales o riberas de ríos. La zona de plantas crea un jardín acuático que se encarga de depurar el agua de la misma forma que se hace en la naturaleza.

El sistema se compone de una zona de nado, la cual puede incluir un área de juego de menor profundidad y una o dos zonas de filtración biológica. Mediante la acción conjunta de gravas, y plantas acuáticas, el agua se mantiene limpia y cristalina durante todo el año.

La zona de filtración de gravas es un sistema vivo, esto se debe a la reproducción de la biología acuática: las bacterias van transformando la materia orgánica de hojas, polen o pequeños animales que llegan al agua, en elementos nutritivos asimilables por las plantas (materia inorgánica), contribuyendo así a la depuración y reciclaje del agua.

El equilibrio biológico entre organismos vivos presentes en estas láminas de agua ofrece agua saludable sin riesgos sanitarios para el entorno y los bañistas.

No se trata de un equilibrio fijo, este se desplaza continuamente a través del tiempo, y varía según varios factores externos, destacando los climáticos, sobre todo la temperatura, las horas de insolación y la lluvia. Éstos desplazan el equilibrio existente en el momento, variando desde el pH hasta el aspecto estético del sistema, pasando por todos los parámetros que determinan los buenos valores de calidad del agua.

No obstante, si se seleccionan los sustratos y las plantas adecuadas se logra un equilibrio tal, que por sí mismo reduce al mínimo aceptable estéticamente, las condiciones de vida de las algas y escalones superiores de la cadena trófica como insectos, anfibios y otros.



4. LAS CARACTERISTICAS DEL AGUA DEPURADA BIOLOGICAMENTE

Los sistemas de depuración biológica obtienen una alta calidad sanitaria del agua gracias a su ajustada y adecuada planificación, pero de cara a la tranquilidad de usuarios y a una mejor transparencia de las características de estas aguas se están realizando una serie de movimientos, principalmente en Europa para la creación de una¡os estándares públicos de calidad.

Partimos que al tratarse de un agua sin tratamiento químico su calidad será reflejada por las características biológicas, microbiológicas y químicas de las aguas de baño, Directiva Europea de Calidad de Baño en Agua Continental. Directiva 2006/7/CE de 15 de Febrero de 2006, a partir de esta diferentes países han desarrollado su propia normativa como es el caso de Austria o Alemania, usándose también en países no integrados en la Unión como Suiza. La directiva 2006/7/CE determina una serie de parámetros de calidad especialmente microbiológicas del agua de baño.

En España se encuentra desarrollado en el Real Decreto 1341/2007, de 11 de octubre, sobre la gestión de la calidad de las aguas de baño.

La norma Alemana: Richtlinien für Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb von Freibädern mit biologischer Wasseraufbereitung (Schwimm und Badeteiche),2011. determina unos parámetros aún mas restrictivos en la calidad de agua de baño.

La Asociación Internacional de Agua de Baño Natural The International Organization for natural bathing waters (IOB) www.iobev.eu ha creado un programa especifico para el seguimiento de la calidad de agua de baño en las piscinas naturales públicas que existen, en un inicio a las alemanas y austriacas aunque últimamente se ha internacionalizado. Programa DNA de la IOB

Actualmente el GIABN (Grupo Ibérico de Aguas de Baño Naturalizadas) ha desarrollado unas directrices para la calidad del agua de baño en sistemas de uso público para su aplicación tanto en España como Portugal.

Por último la Asociación Alemana de Agua de Baño Natural (DGfnB) ha creado el IQN unlabel de calidad para los sistemas de baño natural.



5. PARAMETROS DE CALIDAD DEL AGUA

Parámetros higiénicosanitarios

Los valores límite para los parámetros higiénicosanitarios y microbiológicosse muestran en la tabla 1 .

Escherichia coli 100 UFC/100 ml

Enterococcus 50 UFC/100 ml

Pseudomonas aeruginosa 3 50 UFC/100 ml

Tab. : Agua en el área de bañoEscherichia coli y Enterococcus representan organismos indicadores los cuales no son patógenos en si mismospero pueden indicar la presencia de otros microorganismos patógenos.Si los valores límite se sobrepasan, deben determinarse las razones y tomarse las medidas apropiadas.

Parámetros químicos

La tabla 2 muestra los valores químicos requeridos recomendados para el agua de llenado que debenlograrse sólo después del pretratamiento. En principio la cantidad diaria de agua de relleno no debesobrepasar el 2% del volumen de la instalación de baño.

pH 6,09,0

Ácido capacidad KS 4,3 > 2 mmol/l

Fósforo total < 0,02 mg/l P

Conductividad < 1000 µS/cm (20 °C)

Nitrato < 50,0 mg/l NO3

Amonio < 0,5 mg/l NH4

Hierro < 0,2 mg/l Fe

Manganeso < 0,1 mg/l Ma

Dureza > 1mmol/l

Tabla 3 muestra los valores límite químicos recomendados para el área de baño y para el agua limpia.

pH 6,08,5 *

Ácido capacidad KS 4,3 > 2,0 mmol/l —

Dureza > 1,0 mmol/l —

Fósforo total < 0,01 mg/l P

Nitrato < 30,0 mg/l NO3

Amonio < 0,3 mg/l = 0,1 mg/l NH4

Conductividad (20°C) >200 <1500 µS/cm



6. LA PISCINA NATURALIZADA Y LA NORMATIVA LEGAL

Desde su aparición en centroeuropa a mediados de los 80 a su generalización y desarrollo en proyectos de uso público el concepto de piscina naturalizada se ha encontrado normalmente definido de forma algo ambigua.

Si bien en el uso particular no se presentan grandes problemas es a partir de su uso tanto en espacios turísticos como en lugares públicos cuando surge la necesidad de definir de forma más clara el concepto de piscina naturalizada sobre todo en sus aspectos higiénico sanitarios.

El término de Piscina:

Según el Real Decreto 742/2013 se define piscina como:“Piscina:Instalación formada por un vaso o un conjunto de vasos destinados al baño, al uso recreativo, entrenamiento deportivo o terapéutico, así como las construcciones complementarias y servicios necesarios para garantizar su funcionamiento. Pueden ser descubiertas, cubiertas o mixtas.”

Y Piscina Publica:“Aquellas piscinas abiertas al público o a un grupo definido de usuarios, no destinada

únicamente a la familia e invitados del propietario u ocupante, con independencia del pago de un precio de entrada. Podrán ser:

a) Tipo 1. Piscinas donde la actividad relacionada con el agua es el objetivo principal, como en el caso de piscinas públicas, de ocio, parques acuáticos o spas.b) Tipo 2. Piscinas que actúan como servicio suplementario al objetivo principal, como en el caso de piscinas de hoteles, alojamientos turísticos, camping o terapéuticas en centros sanitarios, entre otras.”

Siendo Piscina de Uso Privado: Aquellas piscinas destinadas únicamente a la familia e invitados del propietario, u ocupante, incluyendo el uso relacionado con el alquiler de casas para uso familiar.

a) Tipo 3A: Piscinas de comunidades de propietarios, casas rurales o de agroturismo, colegios mayores o similares.b) Tipo 3B: Piscinas unifamiliares.

Y Piscina Natural:Aquella en la que el agua de alimentación del vaso es agua costera o continental, está ubicada junto a su medio natural, y la renovación del agua está asociada al movimiento natural de mareas o cursos de ríos y se encuentra dentro del ámbito de aplicación del Real Decreto 1341/2007, de 11 de octubre, sobre la gestión de la calidad de las aguas de baño



Existiendo el agua termal o minero medicinal: Vaso de agua termal o mineromedicinal: Vaso cuya agua de alimentación ha sido declarada mineromedicinal o termal por la autoridad competente y no está tratada químicamente, ubicada en una estación termal y utilizada exclusivamente para tratamientos médicotermales.

Como queda claro no existe una definición clara del concepto de la piscina naturalizada.

En términos higiénico sanitarios existen por tanto dos ámbitos de aplicación en función se considere Piscina: Real Decreto 742/2013 o Piscina Natural: Real Decreto 1341/2007

En el primer caso se establecen unos criterios de desinfección que los sistemas biológicos de tratamiento natural de agua no consiguen al no aplicar ningún producto químico o físico a tal fin.

Por otro lado la renovación del agua de una piscina natural está asociada al curso natural del agua, con los sistemas biológicos de tratamiento de agua la renovación del agua en los vasos de baño se realiza mecánicamente por la acción de las bombas y no de forma natural.

Esta problemática se presenta no solo en España sino en diferentes países Europeos siendo desarrollada en forma de normativa o recomendaciones por Austria (OENORM), Alemania (FLL), o Francia (AFFSET)

En general se define Piscina Naturalizada como:“ Instalación formada por un vaso o un conjunto de vasos destinados al baño, al uso recreativo, entrenamiento deportivo o terapéutico, así como las construcciones complementarias y servicios necesarios para garantizar su funcionamiento, en las que se crean de forma artificial y por métodos biológicos un agua de calidad higiénicosanitaria similar a las aguas naturales que son aptas para el baño”

Por tanto aun siendo construcciones artificiales y confinadas de agua y siendo aplicable en el resto de sus aspectos la normativa de piscinas, en los aspectos higiénico sanitarios se opta por la aplicación de la normativa de calidad de agua de baño natural o un modelo más restrictivo de la misma.

Es por tanto una Piscina Natural, creada artificialmente.



7. PISCINAS DE USO PUBLICO

Las razones para la realización de una Piscina Naturalizada de uso público ya sean tipo biopiscina, o lago son numerosas, desde el interés creciente por lo natural tanto por parte de los usuarios como por los propios promotores, o como elemento significativo y diferenciador de nuestro proyecto o bien por sus aspectos de bajo impacto tanto paisajístico como medioambiental, la demanda de estos espacios de baño se ha incrementado significativamente en los últimos años, obligando en cierta manera a su vez a las autoridades de cada país al desarrollo de una normativa que establezca los parámetros de instalación y construcción así como los términos higiénicosanitarios de este tipo de proyectos. En este sentido hay que destacar los nulos problemas sanitarios surgidos en todas las existentes desde hace años; no se nos ha de olvidar tampoco el dato económico de su muy bajo mantenimiento (como base se puede cifrar entre 20 y 25 €/Año por cada m2 de zona de baño en productos químicos para una piscina convencional, reduciendo este a 0 € en una Piscina Naturalizada)

En Europa existen más de 200 proyectos de Biopiscinas Públicas, algunos de ellos existentes desde los años 90 del pasado siglo.



8. LA FLORA Y LA FAUNA DE LA PISCINA BIOLOGICA.

LAS PLANTAS EN FITODEPURACION:

Son numerosas las especies que utilizamos en los estanques de fitodepuración, normalmente se seleccionan según criterios de ubicación y necesidad, pero de forma general podemos decir que distinguimos dos grandes Grupos:

• Plantas Fitodepuradoras. Son las que realizan todo el trabajo en la zona de fitodepuración representando aproximadamente el 80% del total de las plantas, pertenecen en su mayoría a las Cyperaceas (géneros Cyperus, Scirpus, Carex, Schoenoplectus), Iridaceas (Iris pseudoacorus) y Typhaceas (genero Typha )

• Plantas Decorativas, Aunque representan solo una pequeña proporción podemos usar numerosas especies para decorar nuestro estanque, Nenúfares, Lotos, Menta de Agua, Pondeteria, Arum, Calla, Caltha, y otras.

LA FAUNA EN LA PÌSCINA NATURALIZADA

Una Piscina Naturalizada es la reproducción de un cauce natural, es un ecosistema VIVO por lo que en él existirá una determinada fauna. Si lo que desea es un agua limpia de todo tipo de bichitos, lo que necesita es una piscina, para estas existen numerosas empresas que le determinarán la cantidad necesaria de diferentes Biocidas (VENENOS) que ha de añadir para eliminar esos bichitos.

La fauna en la biopiscina no hay que buscarla, ya que la gran mayoría de insectos y animales llegarán por sí solos, bien en la lluvia o en las patas de las aves, también suelen llegar en las plantas que introducimos. Gran número de ellos son utilizados para determinar la calidad del agua, otros están protegidos, como es el caso de ciertas especies de libélulas o han aportado avances tecnológicos como los zapateros (origen de un nuevo material de alta resistencia) o los Barqueros (inspiración de cierto tipo de submarinos) Curiosamente uno de los mayores, el Escarabajo acuático es capaz de soportar las dosis normales de cloro de las piscinas.Muchos insectos solamente pasan los primeros estadios en el agua, abandonandola cuando se hacen adultos como es el caso de moscas, mosquitos, Frigáneas, Efímeras, moscas de la piedra o Libélulas. La mayoría de estos se alimentan de restos de animales o vegetales del fondo o bien de los seres microscópicos que viven en la capa superficial.

La larva de Frigánea construye un refugio con restos de piedras y trozos de plantas. Las Efímeras son unos insectos que pasan casi toda su vida dentro del agua, cuando se hacen adultos y pueden volar, solamente viven el tiempo de poder reproducirse. Las Libélulas necesitan espacios amplios para reproducirse mientras que los Caballitos del diablo son más fáciles de ver en espacios reducidos o entre las plantas. Ambos nos ayudarán a acabar con las larvas del mosquito.

En la Alberca pueden vivir animales muy pequeños como la Pulga de Agua o Daphnia, Protozoos y Diatomeas, los Platelmintos son unos gusanos de vida acuática. Los caracoles acuáticos son muy importantes, ya que se alimentan de algas, consumiendo gran cantidad, hay que tener cuidado con la aparición y proliferación del conocido como caracol manzana, que está causando graves problemas en muchas zonas del Ebro.


http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FInsecto_acu%25C3%25A1tico&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHieCnbFqek4LVX0s8J6vbrj0BkvA

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http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FEphemeroptera&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHZUxSD2Af1YfjSOVTG4F97qQJioA

http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FPlecoptera&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNH8I4c7XYgGYXLkdPnloe-0MgZELg

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http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FAnisoptera&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHtei7lLpE_iLxPvmbGuTw5h5nyig

http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FTrichoptera&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNGo07izLd3jQmlosoWDL9UAj7nmWw

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http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FZygoptera&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNEglFOsWztCCZ1rdOBL9d1B05tG-A

http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FDaphnia&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNGwAixps-JP8r5Yw_cnX8q-pKq8tQ



http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FProtozoo&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNF6aM8FkM-niDDXY_FtvyCKpZIrMA

http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FDiatomea&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNFBn-uYkkvkokvgboSzDzgjKQTzDA

http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FPlatyhelminthes&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHfqbaWY6Ilr5-jhbP7yGDVChDxFA


Sobre la superficie viven otros insectos como los Patinadores y Remeros, los Tejedores o Zapateros, que se alimentan de insectos que caen al agua. Otros son los nadadores invertidos, los Barqueros. Con el tiempo es posible que tengamos Escarabajos Acuáticos, de los que existen tanto los herbívoros como los carnívoros. El Dístico es un gran depredador dentro de los escarabajos que es capaz de atacar incluso a peces pequeños, otro depredador es el Escorpión acuático, que es en realidad un insecto que debe su nombre a poseer unas pinzas anteriores que recuerdan a un escorpión.

Con respecto a los anfibios, ranas y sapos prefieren zonas amplias, no así los tritones que se adaptan mejor a zonas más recogidas, los anfibios devoran gran cantidad de babosas e insectos dañinos para el jardín.

Y por último de los peces siempre serán recomendables aquellos de bajo metabolismo, ya que si queremos Kois, lo ideal es crear un espacio específicamente destinado para ello.

LAS ALGAS EN LA PISCINA NATURALIZADA

Uno de los principales problemas al que podemos enfrentarnos en la Alberca es la aparición desmesurada de diferentes especies y clases de algas. Su aparición además de suponer un claro perjuicio estético y de limpieza en la zona de baño, implica un riesgo para el correcto desarrollo de las plantas, pudiendo llegar incluso a asfixiarse al cubrir por completo las hojas que es donde se desarrolla la fotosíntesis. En otros casos pueden llegar a cubrir completamente las superficies de las zonas de baño o decoración, en este caso también tiene gran influencia los materiales usados en su construcción.

Las algas son consideradas vegetales fotosintéticos, aunque dentro del grupo se incluyen a menudo grupos no vegetales como las cianobacterias compuestas por bacterias fotosintéticas dotadas de clorofila. Las algas se caracterizan por no presentar raíces y carecen de hojas y tallo. Algunas de ellas son unicelulares (microalgas) invisibles a simple vista y otras están formadas por complejos compuestos moleculares pudiendo llegar a tener un tamaño considerable. Poseen pigmentos fotosintéticos como los carotenos que varían su coloración. Particularidad ésta por la que comúnmente son clasificadas:

Algas Verdes Clorofitas Algas AmarilloVerdosas Crisofitas Algas AzulVerdosas Cianofitas

Algas Rojas Rodofitas Algas Marrones o Pardas Feofitas

Las algas en muchos casos llegan a ser un importante complemento en la dieta de muchas especies de insectos, crustáceos y peces. En otros sin embargo pueden llegar a constituir una plaga muy difícil de erradicar.

Las causas de aparición y proliferación de las algas son variadas mostrando a las claras unas malas condiciones en el mantenimiento de los parámetros físicoquímicos.


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http://www.google.com/url?q=http%3A%2F%2Fes.wikipedia.org%2Fwiki%2FCianofitas&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNHlnUczT-dhNLZipeXCuNzbcBWusA

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Por otro lado no hemos de olvidar que no estamos realizando una piscina, sino que disponemos de un espacio en el que acumulamos agua de manantial en la que nos podremos bañar.

Al requerir de los mismos elementos para la nutrición que las plantas, las algas son competidoras directas de éstas. Factores como la iluminación, calidad de filtrado, nitratos, fosfatos y silicatos disueltos en el agua y la cantidad de anhídrido carbónico son entre otros los elementos que influyen en la aparición moderada o en forma de plaga persistente de las algas. Esta competencia además de incidir como ya hemos comentado en el óptimo desarrollo de nuestras plantas puede provocar importantes variaciones diurnas de Ph y de los niveles de oxígeno disueltas en el agua.



PARTE 2: EL METODO DE QUARTA NATURA:

1. LIMITACIONES TECNICAS DEL METODO CONSTRUCTIVO

Dado el sistema de depuración desarrollado por quarta Natura hemos establecido una serie delímites mínimos para las características de nuestras Piscinas Naturalizadas:

Tamaño: Superficie mínima de baño 2025 m2 Profundidad: Media mínima de 1,5 m Zona de Regeneración ( Fitodepuración por macrofitas): Superficie mínima 25% del área

de Baño. Zona de Manantial: Superficie mínima a razón de 0,9 m3/h superficie necesaria para

rellenar una vez al día la zona de baño con el régimen de máximo funcionamiento.

Además ha de contarse con una fuente de agua de relleno para las aportaciones por pérdidasde evapotranspiración del sistema.

Estos parámetros se estudian en el desarrollo de cada proyecto en particular teniendo a su vezen cuenta el tipo de obra que se realiza y el modelo de recirculación aplicado, por ejemplo lossistemas que utilizan energía solar para la recirculación requieren de una mayor superficie debiodepuración al usarse únicamente durante las horas de luz.



2. LAS CARACTERISTICAS DEL SISTEMA DE DEPURACION DE QUARTA NATURA:BIOSISTEMA BPM:

Las Piscinas de Manantial, Biopiscinas o Albercas de Quarta Natura son la reinterpretación actual del patio y el jardín mediterráneo, un espacio acuático donde además el baño es una sensación única.

El Biosistema BPM® es el producto diseñado y fabricado por Quarta Natura como sistema de depuración biológica del agua para la creación de nuestras Lagunas, Albercas o Biopiscinas.

Creamos el ecosistema de un arroyo de alta montaña en su casa. ¡Simplemente AGUA sin ningún producto Químico!

Una Piscina de Manantial es la recreación artificial de ecosistemas acuáticos complejos adaptados para el baño. Un Nacimiento o Fuente llena continuamente nuestro espacio de baño.

Son el desarrollo que desde Quarta Natura hacemos de lo que en otros países se denominan Biopiscinas, Piscinas Naturalizadas o Naturales, Lagos de Baño, Estanques de nado, etc.

Constan de tres elementos diferentes interconectados:

• La Fuente o Manantial: El lugar donde nos nace el agua. Siendo el elemento de filtración lenta en lecho de gravas mediante flujo invertido, sistema que desde el siglo XVII se ha usado para potabilizar aguas de los ríos.

• La Alberca o Zona de Baño: El espacio donde acumulamos el agua el cual es usado para el baño, más natural o arquitectónica, de materiales sintéticos o tradicionales, un espacio donde diseñar nuestros sueños.

• El Estanque: Un nuevo espacio en nuestro patio o jardín, donde las plantas, el sonido del agua y los elementos decorativos recrean los más bellos rincones acuáticos. En el se realiza la fitodepuración por macrofitas, sistema de depuración de aguas desarrollado a partir de mediados del siglo XX para la depuración de aguas residuales, en la actualidad se usa en numerosos municipios ya sea como único método o como terciario de una EDAR.

En ellas intervienen Ecología, Biología, Ingeniería y Arquitectura, integrándose en espacios únicos.



a. SISTEMA DE FITODEPURACION POR MACROFITAS (FMA)

La descarga de aguas residuales en cursos naturales de agua (arroyos, ríos, humedales) es una práctica antigua, surgida de la necesidad de evacuar dichas aguas fuera de los núcleos urbanos. El impacto ambiental que tales descargas causan obligó a considerar que la depuración previa era imprescindible, particularmente para nucleos urbanos de gran población. Sin embargo, esta toma de conciencia es relativamente reciente en España, y como ejemplo se puede mencionar que en Madrid, hasta la década de 1970 se vertían directamente las aguas residuales al río Manzanares. Las observaciones realizadas por naturalistas, ecó logos y otros investigadores sobre la capacidad depuradora de los humedales naturales incentivó el desarrollo de los sistemas de depuració n basados en humedales artificiales, que en Europa se remonta a los anos “50” del siglo XX, y en Estados Unidos a la decada de los “60” del mismo siglo. La denominación que se aplica a estos sistemas es la de “humedales artificiales”, en oposición a la denominación “humedales naturales”, en los que el hombre no ha influido en su construcción. En la lengua anglosajona los humedales artificiales se denominan “constructed wetlands”.

Los humedales artificiales consisten normalmente en un monocultivo o policultivo de plantas superiores (macrofitas) dispuestas en lagunas, tanques o canales poco profundos. El efluente, normalmente despues de recibir un pretratamiento, pasa a traves del humedal durante el tiempo de retención. El efluente es tratado a traves de varios procesos fisicoquimicos y bacteriológicos. El oxígeno necesario para estos procesos es suministrado por las propias plantas, que forman por fotosíntesis o toman del aire e inyectan hasta la zona radicular.

La transferencia de oxigeno hacia la zona radicular por parte de estas plantas acuaticas es un requisito imprescindible para que la eliminación microbiana de algunos contaminantes se realice con eficacia, estimulando ademas la degradació n de materia organica y el crecimiento de bacterias nitrificantes. Los mecanismos que tienen lugar para la depuración de contaminantes constituyen una gran variedad de procesos fisicos, quimicos y biológicos.

Las plantas juegan un papel fundamental en estos sistemas siendo sus principales funciones:– Airear el sistema radicular y facilitar oxígeno a los microorganismos que viven en la rizosfera– Absorción de nutrientes (nitrógeno y fósforo)– Eliminación de contaminantes asimilandolos directamente en sus tejidos– Filtración de los só lidos a traves del entramado que forma su sistema radicular.

La selección de las especies vegetales se debe realizar de acuerdo a la adaptabilidad de las mismas al clima local, su capacidad de transportar oxigeno desde las hojas hasta la raiz, su tolerancia a concentraciones elevadas de contaminantes, su capacidad asimiladora de los mismos, su tolerancia a condiciones climaticas diversas, su resistencia a insectos y enfermedades y su facilidad de manejo.



LOS HUMEDALES ARTIFICIALES COMO ECOSISTEMAS (Referidos a depuración deaguas)

Los humedales artificiales reproducen la dinamica de los humedales naturales, y como estos, constituyen delicados ecosistemas, que combinan procesos fisicos, quimicos y biológicos en un medio diseñado, construido y manejado por el hombre. La principal diferencia con respecto a los humedales naturales, es el grado de control que puede ejercerse sobre los procesos intervinientes. Algunos de los aspectos diferenciales con respecto a los humedales naturales, son el hecho de que el flujo de agua es más estable no esta sometido necesariamente a fluctuaciones estacionales, el tiempo de retenció n esta controlado por el operador, y la carga contaminante es mas elevada. Sin embargo, y a semejanza de lo que ocurre en los humedales naturales la influencia de los parametros climaticos (precipitación, radiación, temperatura) en el comportamiento del humedal es importante. Las temperaturas bajas hacen que se retarden los procesos biológicos, pero en cambio no afectan a procesos fisicos como la filtración y sedimentación.

El comportamiento de los humedales artificiales es el resultado de un entramado complejo de procesos fisicos, quimicos y biológicos, siendo de extrema importancia la actuacion e interacciones con el agua residual, de los componentes vivos del sistema: microorganismos, hongos, algas, vegetación (plantas superiores) y fauna.

Microorganismos y organismos inferiores heterótrofos

En este apartado se incluyen pequenos organismos heterótrofos que tienen cometidos indispensables para la depuración del agua residual, como bacterias, protozoos, actinomicetes, hongos. Aunque son grupos de organismos muy diferentes, coinciden en la doble vertiente de ser organismos que participan en la descomposición de materia organica y a la vez, productores primarios de biomasa. Son organismos heterótrofos, es decir, organismos que necesariamente requieren carbono organico para desarrollarse en oposición a los organismos fotosinteticos, algas y plantas, cuya fuente de carbono es inorganica. Se desarrollan naturalmente en los humedales artificiales, concentrandose alrededor de la superficie de particulas sólidas, sedimentos, y de desechos y partes sumergidas de las plantas.

Las bacterias intervienen en procesos esenciales para el buen comportamiento del sistema. Asi pues, son responsables de la degradacio n de la materia organica y de la remoción de la contaminación organica por intervenir en la liberación de compuestos gaseosos del carbono hacia la atmósfera (anhidrido carbonico, metano). Tambien desempenan una función esencial en el ciclo del nitrógeno, ya que hidrolizan el nitrógeno organico y lo transforman hacia formas asimilables para las plantas (ion amonio y nitrato); ademas, la actividad de ciertas bacterias anaerobias conduce a la desnitrificación, que consiste en la reducció n del ion nitrato a nitrógeno gaseoso, que se libera hacia la atmó sfera. La disponibilidad del fósforo para las plantas, que es otro elemento esencial para su nutrición, tambien depende en cierta medida de la actividad microbiana, al transformar formas insolubles de fósforo a formas solubles



facilmente asimilables por las plantas. Otros procesos en los que participan bacterias son la reducción de compuestos de azufre a sulfuros y la oxidació n de sulfuros.

Los protozoos son muy abundantes en las aguas residuales de tipo orgánico. Su papel en el tratamiento de las aguas residuales domésticas es bien conocido, y se aprovecha para el buen funcionamiento de sistemas de tratamiento convencionales (fangos activados, filtros de percolación lenta). Son importantes organismos en la cadena trófica del sistema, ya que al alimentarse de bacterias, regulan la población bacteriana responsable de la descomposición de la materia organica. Otros aspectos a destacar son su contribución a flocular sólidos organicos en suspensión del agua residual y la excreción, como productos de su metabolismo, de ortofosfatos y amonio, compuestos inorganicos de fósforo y nitrógeno, respectivamente, facilmente asimilables por las plantas.

Con carácter general los hongos son organismos descomponedores de la materia orgánica. Los hongos que se encuentran en los humedales (actinomicetos y otros) son mayoritariamente organismos saprofíticos que se nutren de restos de organismos –restos de alimentos, residuos de plantas...–, contribuyendo, por tanto, a reducir la carga orgánica contaminante del sistema.

Algas

Las algas son organismos acuáticos fotosintéticos cuyo papel es esencial en la biosfera; así pues, se estima que las algas contribuyen con alrededor de un 90% a la fotosíntesis de la Tierra. La presencia de algas en los humedales es inherente a su condición de habitats humedos. Las algas, al realizar la función fotosintetica, contribuyen a crear ambiente aerobio liberando oxigeno propicio para procesos oxidativos de la carga contaminante. Sin embargo, la proliferación incontrolada de algas, que puede ocurrir cuando en el medio hay un exceso de nitratos y fosfatos (eutrofización), no es deseable, porque puede ocasionar efectos perniciosos en el sistema.

Entre otros efectos, caben senalar el aumento de los sólidos en suspensión, turbidez, bloqueo del paso de la luz a traves de la columna de agua, competencia por nutrientes con plantas superiores acuaticas y afección a las raicillas de la vegetació n del humedal.

Vegetación

El papel de la vegetación en la eficacia de los sistemas de tratamiento de aguas residuales con macrofitas ha sido ampliamente debatido en el ambito cientifico. Es indudable que la vegetación en los humedales artificiales es un componente fundamental del sistema, ya que el sistema de tratamiento esta estrechamente relacionado con un tipo determinado de vegetación.

Por ejemplo, no pueden desarrollarse sistemas acuáticos si no se dispone de plantas flotantes.La vegetación desempena papeles multiples en el buen funcionamiento del sistema. Se trata tanto de actuaciones activas derivadas de la actividad fisiológica de la vegetación como



actuaciones pasivas, en las que no intervienen estos, sino procesos fisicos por efecto de la presencia de las plantas en el sistema.

Actuación pasiva de la vegetación en la depuración

En el balance global de las funciones que desempena la vegetación en los humedales artificiales, los procesos fisicos suponen la función mas importante de las plantas para la eficacia depuradora del sistema.

En primer lugar las macrofitas pueden ejercer funciones de desbaste, reteniendo los sólidos gruesos arrastrados por el agua residual. También, por actuar de barrera física para el flujo del agua residual, reducen la velocidad del influente, lo que favorece la floculación la sedimentación de particulas en suspensión.

Por otra parte, las partes de las plantas que están en contacto con el influente, actúan como soporte pasivo de microorganismos y crean en sus proximidades ambientes propicios para el desarrollo de estos; es decir, las plantas crean una enorme área superficial para el desarrollo de ‘biopeliculas’, en las que crecen bacterias, protozoos, y algas microscópicas.

También son de reseñar las actuaciones pasivas que se refieren a la parte aérea de las plantas. Cuando la vegetación tiene un determinado porte, como ocurre con plantas acuaticas emergentes, la vegetación tiene un cierto efecto amortiguador de las temperaturas extremas y otros fenómenos atmosfericos, ya que aisla la superficie del agua, intercepta lluvia y nieve, y reduce las perdidas de calor que eventualmente se producen por el viento.

Procesos activos de la vegetación en la depuración

Con respecto a las funciones que desempeñan activamente las plantas en los humedales artificiales, hay que destacar: el intercambio gaseoso hacia desde las hojas hacia la zona radicular en contacto con el agua residual, y la extracción de contaminantes del agua. Las plantas adaptadas a vivir en aguas con elevada carga orgánica, utilizando su propia energía procedente en última instancia de energía solar captada por fotosíntesis, son capaces de enviar el oxígeno del aire hasta sus raíces a través de un sistema conductor muy especializado. Esto favorece la degradación de la materia organica del entorno de las raices por medio de los microorganismos que viven asociados al sistema radicular de la planta. Tambien las macrofitas pueden ejercer una depuración directa por la absorción de iones contaminantes, tanto metales pesados como aniones eutrofizantes (nitratos y fosfatos principalmente).

• Oxigenación del medioComo ya se ha indicado, las plantas acuáticas, y particularmente, las macrofitas emergentes, han desarrollado mecanismos adaptativos a las condiciones de saturación del sustrato y de inundación. Entre estas adaptaciones hay que destacar las que se refieren a necesidad de proporcionar mecanismos de aireación de sus tejidos. La presencia de lenticelas, pequeñas



aberturas en hojas y tallos, permite que el aire entre dentro de la planta, pero lo que es más importante es el desarrollo de un tejido especializado con grandes espacios huecos interconectados, el aerenquima, que permite la convecció n de gases a traves de toda la longitud de la planta, llegando a proporcionar aire a las raices. Finalmente, por intercambio gaseoso en las raices se libera oxigeno al medio, redundando en la creación de un microambiente aerobio en el agua próxima a las raices.

Este microambiente estimula el desarrollo de microorganismos aerobios responsables de la degradación de la materia organica, resultando en la disminución de la carga contaminante del sistema. La magnitud del efecto oxigenador de las macrofitas acuaticas ha sido muy debatido en la comunidad cientifica, entre otras razones por las dificultades experimentales y por la incertidumbre de la extrapolació n. Por ejemplo, se indica que Phragmites puede liberar hasta 4.3 g O2/m2/día y las plantas flotantes de 0.25 a 9.6 g O2/m2/día.

•Extracción de nutrientesEl papel que desempena la vegetación en la remoció n de nutrientes y otros contaminantes del agua esta estrictamente relacionado con factores intrinsecos de la planta. Obviamente, las extracciones en valores absolutos (g extraídos del elemento por unidad de superficie vegetada) dependen del rendimiento de la planta (g de peso seco de biomasa producida por unidad de superficie) y del contenido en dicho elemento por unidad de peso seco de la planta. Las plantas acuaticas son muy productivas, por lo que la extracción de nutrientes por incorporación al tejido vegetal, puede llegar a ser muy significativa.

Como se sabe, hay tres grupos de elementos indispensables para la vida de las plantas:Macronutrientes: nitrógeno, fósforo, potasio, cuya proporción en la composició n de la planta es del orden de 12%, 0.11% y 0.51% del peso seco de la biomasa respectivamente, aunque en determinadas plantas estos contenidos pueden ser muy superiores (por ejemplo, el contenido en nitrógeno de las lentejas de agua puede llegar al 7%).Micronutrientes: azufre, calcio, magnesio, cuya proporció n es <0.5%.Oligoelementos: hierro, manganeso, cinc, cobre, boro, molibdeno, que son imprescindibles para la vida de las plantas pero se encuentran en proporciones muy pequeñas, del orden de ppm, en sus tejidos.

Ademas, hay otros elementos que tienen un cierto papel en la fisiología de algunas especies vegetales –por ejemplo, cloro, silicio, cobalto–.Tambien hay que mencionar que hay otros elementos que no siendo indispensables son acumulados por algunas plantas, aspecto que se aprovecha para la biorremediación, que es la recuperación a traves de procesos biológicos de areas (suelos, aguas) puntualmente contaminados por actividades industriales (metales pesados, hidrocarburos...).

Los principales elementos contaminantes de las aguas residuales domesticas son el nitrógeno y el fósforo, generalmente en una concentración del orden de 2085 mg/l y 415 mg/l, respectivamente.



En una estimación conservadora –para el contaminante mayoritario, el nitrógeno– se asume que la vegetación contiene un 1.5% de N y que el rendimiento es del orden de 2 kg peso seco/m2/ano; cosechando la biomasa aerea se elimina del sistema del orden de 30 g de nitrógeno, equivalente a la cantidad total de nitró geno contenido en unos 380 l de agua residual.

Algunos autores indican que cosechando la biomasa se elimina del orden del 20% del nitrógeno que proviene del influente, y que la mayor proporción de remoción de este contaminante se efectua por desnitrificación (liberación de nitrógeno gaseoso por reducció n microbiológica).

Con respecto al fósforo, la cantidad que puede eliminarse del sistema por extracción de las plantas es menor, citandose cantidades del orden de miligramos por litro del agua residual. Otros autores calculan que la capacidad de las macrofitas para extraer nitrógeno y fósforo esta en los intervalos de 200 a 2500 kg N/ha/ano y 30 a 150 kg P /ha/año.

Fauna

La fauna que acompaña a los humedales artificiales principalmente esta compuesta por diferentes especies insectos, y en menor medida, aves, peces, anfibios y reptiles ocasionales.

Los insectos juegan un papel incuestionable en la cadena trófica, y son alimento de otros organismos superiores, como aves y peces. Sin embargo, algunos insectos pueden ser plagas de la vegetación implantada en el humedal, como por ejemplo pulgones, acaros, y pueden llegar a causar danos significativos en las plantas.

Otros insectos, como los mosquitos, pueden ser dañinos o molestos para el hombre y en algunos emplazamientos pueden constituir una plaga importante contra la que hay que actuar. Los mosquitos son un problema más probable en los sistemas que presentan superficie libre de agua estancada que en los que el de flujo del agua es subsuperficial o en corriente. Para evitarlo, se recurre a disenos especificos de la configuración del humedal y a predadores naturales de mosquitos.

El aspecto natural de los humedales artificiales y la disponibilidad de agua y alimento atraen a aves silvestres, que utilizan la vegetació n como refugio, redundando en la integració n del sistema en el entorno.

PROCESOS DE REMOCION DE CONTAMINANTES EN LOS HUMEDALES

Para el estudio de humedales artificiales nos basamos en trabajos de depuración de aguas residuales por lo que partimos de las características de las mismas, hay que tener en cuenta que en su utilización para depuración de aguas de baño los parámetros de partida del agua son en su mayoría menores que los datos del efluente de un sistema de depuración de aguas residuales.



Las características del influente que recibe el humedal artificial van a depender del tipo de tratamiento que antes se ha realizado. Para el caso mas comun, que es el de un tratamiento primario convencional , la composició n tipica es la siguiente: DBO 40200 mg/L, sólidos totales 55230 mg/L, sólidos en suspensión 45180 mg/L, nitrógeno total 2085 mg/L, nitrógeno amoniacal 1540 mg/L, fósforo total 415 mg/L.

Obviamente los valores que tomen estos parametros influyen en el funcionamiento del humedal, y en la medida que sean previsibles, condicionan su diseno, de modo que se favorezcan mas los procesos que implican la remoció n del mayor contaminante. Cuando el humedal esefectivo, se llegan a valores inferiores a 10 mg/L para DBO, sólidos totales y en suspensión, y para el nitrógeno total, inferiores a 15 mg/L, en sistemas de depuración de aguas residuales; en los sistemas de depuración de aguas de baño obtenemos parámetros de calidad similares a las determinadas para el agua potable, DBO < 3 mg/L N<0,5 mg/L y P<0,2mg/L.

Como ya se ha indicado, los humedales artificiales son sistemas de apariencia simple pero muy complejos en cuanto a su funcionamiento. Actúan a modo de filtro, sumidero de sedimentos y precipitados, y como motor biogeoquimico que recicla y transforma nutrientes. Se basan en un cierto equilibrio ecológico en el que interaccionan organismos vivos e intervienen procesos de muy diversa indole –fisicos, quimicos, biológicos, hidrológicos–. Los mecanismos principales son de dos tipos: separaciones líquido/sólido y transformaciones de los componentes del agua residual. En el primer grupo de mecanismos se incluyen los procesos de sedimentación, filtración, absorción, adsorción, intercambio iónico, y lixiviado. En el segundo, reacciones de oxidación/reducción, acido/base, precipitación, floculación, y reaciones bioquimicas en anaerobiosis/aerobiosis.

Sólidos en suspensión

Se denominan só lidos en suspensión a aquellos sólidos que quedan retenidos en un filtro estandarizado de tamano de poro 1.2 μm. Los procesos que conducen a su remoción dependen del tipo de humedal y de la categoria de particulas que contenga el agua residual: sólidos sedimentables (tamano >100 μm), particulas supracoloidales (1100 μm), coloides (1031 μm) y sólidos solubles (<103 μm). Los sólidos sedimentables caen al fondo del sistema facilmente por gravedad, mientras que los coloides no.

En los sistemas de flujo de agua libre (flujo superficial) los sólidos en suspensión se eliminan por mecanismos de floculación/sedimentación y filtración/intercepción. Hay que señalar que además de los sólidos que contenga el influente el sistema puede tambien generarlos como consecuencia de restos de plantas, microorganismos y precipitados. La sedimentación ocurre por efecto de la gravedad, y en condiciones ideales se rige por la ley de Stokes, que indica que la velocidad de sedimentación es proporcional al cuadrado del diametro de la particula e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido.



La floculación ocurre naturalmente por unión de particulas cargadas electricamente que colisionan entre si, bien por el discurrir del agua, o bien por efecto de las partes sumergidas de las plantas. Una vez alcanzado un determinado tamano de flóculo, estos sedimentan.

Se calcula que la sedimentación de sólidos sedimentables y particulas supracoloidales ocurre, en condiciones estandard, en cerca de 3 dias. El proceso de filtració n del influente no suele ser muy significativo salvo que las partes sumergidas de las plantas formen un entramado denso. En cambio, el proceso de intercepción, acompanado de agrupación de particulas o adhesión de estas a la superficie de las partes sumergidas de las plantas, si que lo es.

En los sistemas de flujo subsuperficial la remoción de sólidos en suspensión es muy eficaz debido a que la velocidad del flujo del influente esta ralentizada y hay una gran superficie proporcionada por el lecho de arena y grava. Estos sistemas actuan como filtros horizontales, lo que facilita los procesos de sedimentación, floculació n y adsorción.

Materia orgánica

Los procesos que conducen a la remoción de la materia organica son de dos tipos: fisicos y biológicos, ambos estrechamente interrelacionados. La materia orgánica que llega en el influente puede encontrarse en forma de partículas, coloidales, supracoloides o disuelta. En los tres primeros casos, los principales procesos que conducen a su separación fisica son similares a los indicados para los sólidos en suspensión: floculación y sedimentación. Ademas, pueden darse procesos de adsorción y absorción en la materia organica disuelta, procesos que genericamente se denominan procesos de ‘sorción’ y que estan relacionados con las caracteristicas superficiales del sólido o cuerpo sobre el que se producen.En los procesos biológicos intervienen organismos vivos (micro y macroscó picos) e influyen de manera drastica factores como la disponibilidad de oxigeno, el pH del medio, y la temperatura. En estos procesos se pueden dar reacciones de oxidación/reducción, hidrólisis y fotólisis, que conducen a la biodegradación de la materia organica.

La materia orgánica biodegradable sirve como sustrato a múltiples organismos para desarrollarse. La disponibilidad de oxígeno en el influente, determinada a través del parámetro DBO, condiciona el tipo de microrganismos que intervienen en la degradación de la materia orgánica. Los microrganismos aerobios requieren oxígeno como aceptor de electrones disuelto para desarrollarse y son muy eficientes en la transformación de la materia biodegradable en compuestos minerales, gases, y biomasa microbiana. Por ello, las condiciones de aerobiosis son más adecuadas para reducir la contaminación por materia orgánica, que las de anaerobiosis. Los microorganismos anaerobios utilizan compuestos diferentes al oxígeno como aceptores de electrones, por ejemplo, nitratos, carbonatos o sulfatos, dando lugar a compuestos reducidos del tipo de óxidos de nitrógeno, nitrógeno, azufre, tiosulfato. Estas reacciones son menos eficientes que las que ocurren en ambientes aerobios, y para que la reducción de la contaminación orgánica sea significativa tiene que liberarse metano o hidrógeno.



Como ya se ha indicado, la disponibilidad de oxígeno es un factor fundamental para la remoción bioquímica de la materia orgánica. Esta disponibilidad dependerá del balance en el sistema entre el consumo (por respiración, fundamentalmente) y las aportaciones de oxígeno. Las posibles fuentes de oxígeno en el sistema provienen de la aireación superficial (oxígeno procedente de la atmósfera), fotosíntesis (oxígeno liberado por organismos fotosintéticos, a consecuencia de la fotoasimilación del carbono), y transferencia de la planta (liberación de oxígeno presente en el aerénquima.

La importancia de la disolución de oxígeno por aireación superficial depende de varios factores, como son temperatura, viento, flujo y concentración de oxígeno en el influente. Se estima que para un humedal de flujo libre superficial en condiciones medias, la transferencia de oxígeno por aireación es del orden de 0.50.9 g/m2/día.

La contribución por oxígeno procedente de la fotosíntesis está en función de la cantidad de organismos fotosintéticos que se desarrollan en el agua. En los sistemas FWS son microorganismos fotosintéticos (fitoplacton y perifiton) y plantas sumergidas. Se estima que en condiciones adecuadas se pueden generar del orden de 2.5 g O2/m2/d en las horas de luz.Hay que considerar el balance global diario, ya que el consumo de oxígeno por respiración durante la noche puede llegar a equipararse con la producción diurna. Por esta razón, la concentración de oxígeno disuelto oscila en el día y no es homogénea en la columna de agua. En la zona inmediata a plantas sumergidas hay mayor concentración de oxígeno disuelto.

La transferencia por difusión de oxígeno al agua residual desde las partes sumergidas de las plantas emergentes se produce como consecuencia de la existencia de vías de aireación interconectadas en los tejidos de estas plantas (aerénquima). La impor tancia de esta transferencia de oxígeno para la depuración del agua residual ha sido estudiada por diferentes autores, pero no se pueden inferir conclusiones determinantes porque los humedales artificiales son ecosistemas extremadamente complejos y dinámicos. Algunos autores indican que el oxígeno transferido se iguala al respirado, y que por tanto no habría una ganancia neta. Sin embargo, según otros estudios sí sugieren que habría ganancia neta, citándose un rango de 0 a 28.6 g O2/m2/d.

Las reacciones de hidrólisis son fundamentales para transformar la materia orgánica sólida en forma de partículas, en compuestos orgánicos de más bajo peso molecular, que resultan más fácilmente atacables por microorganismos. Las tasas de degradación dependen de la degradabilidad de estos compuestos, la temperatura y condiciones de disponibilidad de oxígeno.

En condiciones aerobias, los productos finales son compuestos oxidados de nitrógeno y azufre, anhídrido carbónico y agua. En condiciones anaerobias, se producen ácidos orgánicos y alcoholes, y cuando ocurre metanogénesis los productos finales son metano, anhídrico carbónico e hidrógeno.



Nitrógeno

El nitrógeno está presente en las aguas residuales en forma de nitrato (NO3), nitrito (NO2), amonio (NH4+) y nitrógeno orgánico de mayor a menor nivel de oxidación.Todas estas formas, incluído el nitrógeno gaseoso (N2, NOx), forman parte del ciclo del nitrógeno por que están interrelacionadas bioquímicamente. La concentración de nitrógeno total en el influente del humedal, procedente de un tratamiento primario, suele estar en el rango de 8 a 85 mg/L, correspondiendo en general los valores más bajos a los efluentes de un pretratamiento de lagunaje, y los valores más altos a los de un pretratamiento convencional. El nitrógeno amoniacal (140 mg/L) y el nitrógeno orgánico son las dos formas predominantes en el influente.

En cambio, el nitrógeno nítrico suele ser muy bajo (01 mg/L), correspondiendo los valores más altos a los efluentes del pretratamiento por lagunaje. Los procesos de remoción del nitrógeno en los humedales artificiales son de tipo físicoquímico y biológicos.

Procesos físicoquímicos de remoción de nitrógenoLa remoción por los procesos físicos de filtración, intercepción, floculación y sedimentación ocurre principalmente para la fracción de nitrógeno orgánico, ya que, como constituyente de materia orgánica, está asociado con sólidos en suspensión. Además, en las biopelículas que existen asociadas a las plantas emergentes y a restos vegetales se dan procesos de sorción de nitrógeno. El intercambio catiónico del ión amonio en las arcillas del sustrato del humedal puede también ocurrir, si bien su contribución está limitada a la capacidad de intercambio catiónico del sustrato. Otro proceso fisicoquímico a indicar es el desprendimiento de amoníaco gaseoso (volatilización), por efecto de la variación del pH del agua. El pH puede subir en puntualmente en momentos de alta actividad fotosintética, y en condiciones determinadas de temperatura y alcalinidad el ión amonio pasa a amoníaco gas, que puede desprenderse del sistema.

Procesos biológicos de remoción de nitrógenoEn relación a los procesos biológicos, o procesos en los que media la intervención organismos vivos, hay que mencionar : amonificación, nitrificación, desnitrificación, fijación de nitrógeno y asimilación por las plantas.

La amonificación, también denominada hidrólisis o mineralización del nitrógeno orgánico, consiste en la transformación biológica del nitrógeno que está en la materia orgánica a nitrógeno amoniacal, proceso que ocurre durante la degradación de la materia orgánica. Puede ocurrir en condiciones aerobias o anaerobias; hay estudios que indican que en condiciones anaerobias la amonificación ocurre más lentamente que en condiciones aerobias. La velocidad con que ocurre este proceso depende del pH, y aumenta con la temperatura. Como referencia, se cita que las aguas residuales domésticas se hidrolizan totalmente en 19 horas a temperaturas de 1114ºC. El amonio formado puede sufrir procesos subsequentes, como inmobilización por intercambio catiónico, volatilización en forma de amoníaco gaseoso, absorción por organismos fotosintéticos, asimilación por microorganismos y nitrificación.



La nitrificación es el proceso de conversión biológica del amonio a nitrato por parte de microorganismos aerobios nitrificantes, suspendidos en el agua o situados en las biopelículas de las superficies sumergidas. El proceso se realiza en dos fases; la primera es la oxidación del amonio a nitrito por bacterias del género Nitrosomona, y la segunda, la del nitrito a nitrato por bacterias del género Nitrobacter. La velocidad del proceso depende del pH y la temperatura. Se requieren condiciones aerobias del orden de 4.3 g de O2 son necesarios para oxidar 1 g de nitrógeno amónico a nitrato y suficiente alcalinidad –del orden de 7.14 g CaCO3–. El ión nitrato, al contrario que el amonio, no se inmoviliza en el sustrato, sino que permanece en el agua; de allí puede ser absorbido por plantas o microorganismos, o ser reducido (desnitrificación).

La desnitrificación, o reducción del nitrato a nitrógeno gaseoso, se produce en condiciones anaerobias por microorganismos –bacterias heterótrofas– que utilizan el nitrato como aceptor de electrones y el carbono orgánico como donante electrónico; es decir, son condiciones indispensables la ausencia de oxígeno y la disponibilidad de carbono orgánico. Entre estos dos requerimientos, el que suele ser más limitante es el de la disponibilidad de carbono, ya que en el fondo del humedal se mantienen condiciones anóxicas. Como mínimo es necesario 1 g de carbono por g de nitrógeno nítrico para su desnitrificación. El carbono puede proceder bien de la contaminación orgánica del influente o bien de los restos de plantas y otros organismos. Los productos de la desnitrificación son nitrógeno molecular N2, y óxido de nitrógeno N2O. La desnitrificación tiene lugar, principalmente, en los sedimentos del humedal y en biopelículas de zonas con muy bajo oxígeno disuelto y con alta disponibilidad de carbono, como son las zonas del fondo en las que hay restos vegetales descomponiéndose o exudados de plantas. El proceso origina una cierta alcalinidad, aproximadamente 3 g de alcalinidad expresada como CaCO3, por cada g de nitrógeno nítrico reducido, y la velocidad a la que se produce depende del pH y la temperatura. El nitrógeno gaseoso pasa a la columna de agua, quedando a disposición de organismos que pueden fijarlo, o se libera a la atmósfera. La pérdida a la atmósfera es más fácil en las zonas del humedal que tienen la lámina de agua sin vegetar que en aquellas completamente cubiertas.

El proceso de asimilación del nitrógeno gas N2 a nitrógeno orgánico se denomina fijación del nitrógeno, y se realiza por organismos que contienen enzima nitrogenasa, como algunas bacterias y algas verdeazuladas, en condiciones anaerobias o aerobias. Los lugares probables en los que puede ocurrir la fijación, en los sistemas FWS, son: la capa superficial del agua en las zonas abiertas, en los sedimentos, en la rizosfera oxidada y sobre la superficie de hojas y tallos de las plantas. El proceso de extracción de N por las plantas consiste en la asimilación de formas inorgánicas del nitrógeno para formar compuestos orgánicos nitrogenados estructurales de la planta. Como se sabe, el nitrógeno es un macronutriente indispensable para las plantas; cuanto mayor es la tasa de crecimiento de la planta mayor es la extracción de nitrógeno. Se estima que la vegetación de los humedales extrae entre 0.5 y 3.3 g de N/m2/año; entre las especies emergentes las menos exigentes son los juncos y juncias, y las más exigentes las eneas o espadañas. Las plantas acumulan el nitrógeno principalmente en sus órganos vegetativos verdes (hojas, tallos). Para eliminar ese nitrógeno del sistema hay que retirar periódicamente del humedal la biomasa producida; de otro modo el nitrógeno se recicla en el



sistema debido a la incorporación de los restos vegetales en el humedal.

Comportamiento del sistema respecto al nitrógenoEl nitrógeno orgánico asociado a sólidos, que llega a un sistema de depuración con macrofitas, en el que se mantenga capa de agua, sufre un proceso de separación por procesos físicos, parte se sedimenta, otra parte se intercepta por las partes sumergidas de las plantas, otra fracción pasa a formar parte de las biopelículas, y otra parte queda en suspensión, flotando o siguiendo el flujo del agua. Los compuestos biodegradables son amonificados poco a poco por organismos aerobios o anaerobios presentes en biopelículas y sedimentos. Parte del amonio es extraído por las plantas, especialmente durante la época de crecimiento. El resto del amonio puede permanecer en el sedimento durante un tiempo o pasar a la columna de agua. En condiciones de pH elevado y temperatura adecuada, en las zonas de aguas libres sin vegetar, la volatilización del amoníaco puede llegar a ser significativa.En otras circunstancias, en las proximidades de la lámina de agua en superficies aireadas –es decir, sin cubierta vegetal– y otras zonas en las que exista suficiente oxígeno disuelto, el amonio puede ser nitrificado por organismos nitrificantes. También puede ocurrir algo de nitrificación en las superficies adyacentes a los rizomas de las plantas emergentes, ya que en esas superficies la planta libera algo de oxígeno. Sin embargo, allí el proceso es poco intenso ya que las plantas están enraizadas en los sedimentos donde las condiciones son anaerobias. Lo normal es que cerca de la entrada del influente al humedal no haya nitrificación porque la carga orgánica, y por tanto, la demanda en oxígeno, es alta. Por el contrario, la nitrificación ocurre en zonas más alejadas, sin vegetación, suficientemente aireadas. El nitrogeno nítrico, ya sea el formado por nitrificación o el que procede del influente, puede ser utilizado como nutriente por microorganismos y plantas, o pasar a los sedimentos. En condiciones anaerobias y en presencia de materia orgánica puede ser desnitrificado por microorganismos que se encuentren suspendidos en el agua o asociados a biopelículas, y de esta manera, el nitrógeno gaseoso pasar a la atmósfera.

En un humedal de flujo de agua superficial, las transformaciones que sufre el nitrógeno que entra con el influente se desarrollan más o menos secuencialmente aguas abajo: separación de nitrógeno orgánico en las proximidades de la entrada, seguida de liberación de amonio, nitrificación y desnitrificación. Si hay una alta demanda en oxígeno la nitrificación puede ser despreciable. Las plantas atenúan la secuencia indicada, debido a que crecimiento y senescencia son procesos cíclicos; la extracción de nitrógeno (asimilación por la planta) se acentúa en primaveraverano y la incorporación de nitrógeno al sistema (caída y descomposición de restos vegetales) en otoñoinvierno.

En términos cuantitativos, los procesos más importantes de remoción del nitrógeno en el humedal de flujo de agua superficial son: la extracción por las plantas seguida del cosechado de la biomasa, y la nitrificación seguida de desnitrificación. Estos procesos son más activos en la época estival, ya que entonces las plantas muestran una alta tasa de crecimiento absoluto y las temperaturas favorecen la nitrificación/desnitrificación.



En los sistemas de flujo subsuperficial, los procesos físicos de separación del nitrógeno orgánico asociado a los sólidos en suspensión son muy eficaces, ya que el lecho de grava/arena proporciona una gran superficie de interceptación. El sistema además, favorece reacciones anaeróbicas asociadas con la existencia de biopelículas que recubren los sólidos inertes del lecho. El nitrógeno orgánico sufre amonificación, y el amonio liberado, si está al alcance de las raíces, puede ser asimilado por las plantas; en caso contrario, discurre con el flujo del agua hacia la salida. Dado que la oxigenación en este tipo de humedales suele ser muy pequeña, el proceso de nitrificación es prácticamente despreciable, ya que sólo puede suceder en la capa adyacente a la superficie de los rizomas o en la cercana a la superficie del lecho, aguas abajo. Este tipo de sistema es eficaz en la desnitrificación de los influentes nitrificados, debido a su condición predominantemente anaerobia, siempre y cuando exista un cierto suministro de carbono orgánico para la actividad microbiana.

Fósforo

El fósforo se encuentra en las aguas residuales en forma de fosfatos, ya sea disueltos o en partículas. Los fosfatos se clasifican en ortofosfatos, fosfatos condensados (piro meta y polifosfatos) y fosfatos en compuestos orgánicos (fósforo orgánico). Los fosfatos orgánicos se forman por procesos biológicos, y en el agua residual son componentes de restos de alimentos y otros residuos orgánicos, y organismos. El fósforo inorgánico del agua residual procede generalmente de productos de limpieza; otra fuente posible son los fertilizantes agrícolas. El rango de valores de fósforo total en el influente del humedal es de 315 mg/L, en su mayoría como ortofosfatos (212 mg/L).

El fósforo, junto el nitrógeno, es uno de los elementos más importantes en los ecosistemas. Sin embargo, a diferencia de nitrógeno, no hay un compuesto gaseoso significativo del fósforo que cierre el ciclo, sino que la tendencia, en la naturaleza, es a que el fósforo se acumule en sedimentos, cuando no es constituyente de organismos. Así pues, el principal mecanismo de remoción de fósforo de las aguas residuales necesariamente está basado en la acumulación en sedimentos y biomasa.

Procesos fisicoquímicos de remoción de fósforoEl fósforo que está en forma de partículas (sólidos) puede depositarse por sedimentación en el fondo del humedal, o bien quedar atrapado entre la maraña que forman las plantas emergentes y adherirse en la superficie que forman las biopelículas, y desde allí quedar susceptible a sufrir otros procesos de tipo biológico.

Con respecto al fósforo soluble, hay que indicar que su dinámica es compleja, e incluye procesos fisicoquímicos de adsorción/absorción, intercambio, precipitación, solubilización, y redox. Los procesos de adsorción/absorción se dan sobre biopelículas en plantas y residuos y sobre los sedimentos del humedal. En los sedimentos suele ocurrir un intenso intercambio de fósforo con la columna de agua. Los fosfatos pueden formar precipitados insolubles de hierro, calcio y aluminio, o ser adsorbidos por las arcillas, materia orgánica (turba) y algunos



compuestos inorgánicos (óxidos e hidróxidos de aluminio). Las condiciones básicas favorecen la formación de fosfatos de calcio insolubles; en condiciones ácidas pueden ocurrir precipitados de hierro y aluminio. Cuando hay cambios de pH los precipitados pueden resolubilizarse. El fosfato absorbido en las arcillas puede liberarse por intercambio de aniones, o por un bajo potencial redox. Por ejemplo, en condiciones reductoras, los compuestos con hierro férrico se reducen a compuestos de hierro ferroso, que son más solubles y liberar el ión fosfato.También en condiciones anóxicas los fosfatos férricos y alumínicos pueden hidrolizarse ocasionando la solubilización de fosfatos.

Al comienzo del funcionamiento del humedal, los procesos que conducen a la inmovilización en el sustrato/sedimento del fósforo que llega en el influente, son intensos, y por ello suele observarse una eficacia alta en la remoción de la contaminación por fósforo. Sin embargo al cabo de un tiempo –algo más de un año– se alcanza el límite de la capacidad de inmovilización en el sustrato/sedimento, y entonces este mecanismo de remoción pasa a ser poco significante.

Procesos biológicos de transformación de los fosfatosEl fósforo orgánico disuelto, fósforo orgánico en partículas y fósforo insoluble no están disponibles para las plantas, a menos que sean transformados en fósforo inorgánico soluble. En el humedal estas transformaciones pueden ocurrir por la intervención de microorganismos que se hayan suspendidos y en biopelículas sobre superficies de plantas emergentes y en los sedimentos. Una vez solubilizado, puede ser asimilado por plantas y otros organismos –bacterias, algas– y por tanto, ser temporalmente retirado del agua. Se estima que la cantidad neta de fósforo que extraen las plantas emergentes oscila entre 1.8 y 18 g P/m2/año; esta extracción sucede durante el período de crecimiento de las plantas. Después, si no se retira la biomasa vegetal (otoño), el fósforo volvería al efluente debido a la senescencia y muerte de los tejidos vegetales, que se incorporan al agua. Sin embargo, también parte del fósforo que devuelven los restos vegetales al sistema puede pasar a formar deposiciones en los sedimentos, dando lugar a su inmovilización.

Comportamiento del sistema respecto al fósforoLa remoción significativa del fósforo se debe principalmente a la deposición e inmovilización de los fosfatos en los sedimentos; la vegetación contribuye con las extracciones de fósforo, siempre y cuando la biomasa se retire del sistema. Como ya se ha indicado, una parte importante del fósforo del influente sigue una dinámica compleja de reciclado en el mismo sistema, que puede resumirse en la secuencia solubilizaciónextracciónincorporación; ocasionalmente se forman precipitados o deposiciones que conducen a su inmovilización.La remoción de fósforo por las extracciones de vegetales y otros organismos sigue un patrón estacional en los climas templados, ya que el crecimiento y senescencia de las plantas depende del clima. Típicamente, en otoño se registra una subida del fósforo en el efluente, como consecuencia de la incorporación del fósforo contenido en los restos vegetales.



Patógenos

Las aguas residuales pueden contener un amplio espectro de organismos patógenos, entre los que se incluyen helmintos, protozoos, hongos, bacterias o virus. Sin embargo, para caracterizar rutinariamente el grado de contaminación del agua únicamente se realiza la determinación de un grupo de micoorganismos que sirva como índice de contaminación fecal, ya que la caracterización completa sería inabordable económicamente. El indicador más común utilizado es el recuento de coliformes fecales.

Los patógenos pueden encontrarse en la fracción de sólidos del influente, o en suspensión en el agua. En el primer caso, los patógenos pueden separarse del agua por los procedimientos asociados con la remoción de sólidos, es decir, por sedimentación, intercepción y adsorción/absorción. Una vez separados pueden quedar retenidos en las biopelículas o en el sedimento, o bien volver a incorporarse al flujo. En cualquier caso, para sobrevivir tienen que entrar en competencia con los otros organismos no patógenos, y soportarlas condiciones ambientales del humedal. Estas condiciones no suelen ser apropiadas para su supervivencia, ya que como organismos intestinales requieren sustratos ricos y altas temperaturas. En consecuencia, la mayor parte de los patógenos no sobrevive por falta de adaptación al medio; otros desaparecen por organismos depredadores, o si están próximos a la superficie del agua, por efecto de la radiación ultravioleta. En cambio, otros patógenos como virus y protozoos que se dispersan por esporas, son más resistentes.

Metales traza

El influente de los humedales artificiales puede contener metales traza que haya que eliminar en el sistema. Algunos metales son necesarios en una cierta cantidad que depende del metal para el crecimiento de plantas y animales, pero en cantidades altas pueden resultar tóxicos, como por ejemplo, el cromo, cobalto o cobre. Otros, en cambio, no tienen papel biológico y son tóxicos en cantidades muy pequeñas, como el arsénico, mercurio o cadmio. Algunos de esos tratamientos involucran métodos biológicos, y se denominan genéricamente ‘biorremediación’. Precisamente uno de los mecanismos que se utiliza en bioremediación es la extracción por las plantas, aprovechando la capacidad de acumulación que algunas especies vegetales tienen con respecto a algún metal.

Los metales que lleva el influente de los humedales artificiales se pueden encontrar en formas solubles o insolubles en los sólidos suspendidos. En este último caso su separación sucede por procesos parecidos a los que intervienen en la remoción de la contaminación por sólidos. También puede ocurrir su solubilización, dependiendo del pH y del potencial redox.Los procesos de remoción de metales de tipo físicoquímico son: el intercambio catiónico y formación de quelatos con el sustrato o con los sedimentos, la unión con materiales húmicos y la precipitación de sales insolubles como sulfatos o carbonatos. Estos procesos conducen a una acumulación en el fondo del humedal, y por tanto, a la separación de los metales del flujo de agua. Si los sedimentos o el sustrato del humedal se remueven puede ocurrir la resuspensión



de los metales y ocasionalmente su solubilización.

Los procesos biológicos de remoción de metales se basan en la extracción por plantas, algas y bacterias. En el caso de las macrofitas, la extracción se realiza a través del sistema radicular, y la capacidad de extracción depende del tipo de metal y de la especie vegetal que se trate. Para similar capacidad de extracción, cuanta más biomasa pueda formar la planta mayor será la cantidad absoluta que se habrá eliminado del sistema.

Esquema de de los procesos que intervienen en la estraccion de la materia orgánica enhumedales (de Joan García y Angelica Corzo)



INSTALACION SISTEMA DE REGENERACION (FITODEPURACION):

Sobre el vaso de regeneración se instalará el sistema de aspiración según las características y el esquema del proyecto.



Sobre el se colocarán las primeras tres capas de gravas de plantación, procediéndose a realizar la distribución de las plantas acuáticas sobre las mismas según esquema de plantación del proyecto.

Una vez instaladas se completa con el resto de las gravas de plantación pudiéndose disponer de otro material decorativo posterior.



Se procederá a la puesta en marcha del sistema aplicando un funcionamiento permanente hasta el primer aclarado, tras lo que se realizará la limpieza de los vasos y la programación del sistema horario o de gestión automática según proceda.



ELEMENTOS DE LOS VASOS DE REGENERACION:

VASO DE REGENERACION:

ASPIRACION DE FONDO: Instalación de la succión en el centro del vaso de regeneración e instalación de la tubería de drenajecorrespondiente.

ASPIRACION DEL ESQUIMER: Instalación del Esquimer superficial en su toma correspondiente.

GRAVAS: Instalación de las gravas de regeneración correspondientes.

PLANTAS ACUATICAS: Instalación de las plantas acuáticas en la última capa de gravas de plantación en las cotas que le correspondan. Para realizar la plantación el vaso de regeneración ha de estar lleno de agua.

ELEMENTO

TUBERIA ASPIRACION FONDO

DRENAJE FONDO REGENERACION

TUBERIA ASPIRACION ESQUIMER

GRAVAS DE DISTRIBUCION (Sacos 25 Kg o m3)

GRAVAS DE ACCION BIOLÓGICA (Sacos 25 Kg o m3)

GRAVAS DE PLANTACION (Sacos 25 Kg o m3)

PLANTAS ACUATICAS



b. SISTEMA DE FILTRO LENTO DE ARENA (FLA)

La filtración lenta en arena es el sistema de tratamiento de agua más antiguo utilizado por la humanidad. Es muy sencillo y efectivo porque copia exactamente el proceso de purificación que se da en la naturaleza al atravesar el agua de lluvia a los estratos de la corteza terrestre hasta encontrar los acuíferos o ríos subterráneos.

La primera planta de filtración lenta que se recuerda se instaló en Paisley, Escocia, en 1804 y desde entonces este tipo de sistema se ha usado ininterrumpidamente en Gran Bretaña y el resto de Europa, principalmente por su gran eficiencia en la remoción de microorganismos patógenos.

Durante el presente siglo se desarrolló el filtro rápido que, comparativamente con el filtro lento, requiere de áreas más pequeñas para tratar el mismo caudal y, por lo tanto, tiene menor costo inicial, pero es más complejo y costoso de operar. Las nuevas técnicas calificaron de obsoleto al filtro lento, debido a que, como es más simple que cualquiera de las innovaciones más recientes, se suponía que debía ser necesariamente inferior. Resulta que, paradójicamente, pese a ser el sistema de tratamiento más antiguo del mundo, es uno de los menos comprendidos y del que menos investigaciones se han realizado sobre el comportamiento del proceso y su eficiencia.

Investigaciones recientes impulsan el resurgimiento del filtro lento, permitiendo conocer profundamente este complejo proceso que se desarrolla en forma natural, sin la aplicación de ninguna sustancia química, pero que requiere de un buen diseño, así como de una apropiada operación y cuidadoso mantenimiento para no afectar el mecanismo biológico del filtro y reducir la eficiencia de remoción microbiológica.

Desde un inicio existieron dos tendencias o escuelas en el diseño de este tipo de filtración una proponía un flujo descendente del agua, mientras que otros trabajaron con flujos ascendentes, tanto en Inglaterra como en los Estados Unidos se desarrollaron principalmente los de flujo descendente, mientras que en rusia se desarrolló toda una tecnología de filtros de flujo ascendente, básicamente los procesos que ocurren en ambos son muy similares.

A diferencia de la filtración rápida en arena, en la que los microorganismos se almacenan en los intersticios del filtro hasta que se vierten nuevamente en la fuente por medio del retrolavado, la FLA consiste en un conjunto de procesos físicos y biológicos que destruye los microorganismos patógenos del agua. Ello constituye una tecnología limpia que purifica el agua sin crear una fuente adicional de contaminación para el ambiente.

Básicamente, un filtro lento consta de una caja o tanque que contiene una capa sobrenadante del agua que se va a desinfectar, un lecho filtrante de arena, drenajes y un juego de dispositivos de regulación y control.



Propiedades y descripción de la desinfección mediante filtración lenta

El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el tratamiento de agua. Comparado con el filtro rápido, requiere de áreas más grandes para tratar el mismo caudal y, por lo tanto, tiene mayor costo inicial. Sin embargo, su simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento lo convierte en un sistema ideal para zonas rurales y pequeñas comunidades, teniendo en cuenta además que los costos por área de terreno son comparativamente menores en estas zonas.

La filtración lenta, como se ha mencionado, es un proceso que se desarrolla en forma natural, sin la aplicación de ninguna sustancia química, pero requiere un buen diseño, así como una apropiada operación y cuidadoso mantenimiento para no afectar el mecanismo biológico del filtro ni reducir la eficiencia de remoción microbiológica.

Huisman & Wood describieron en 1974 el método de desinfección por medio de la filtración lenta, como la circulación del agua cruda a baja velocidad a través de un manto poroso de arena. Durante el proceso, las impurezas entran en contacto con la superficie de las partículas del medio filtrante y son retenidas, desarrollándose adicionalmente procesos de degradación química y biológica que reducen la materia retenida a formas más simples, las cuales son llevadas en solución o permanecen como material inerte hasta un subsecuente retiro o limpieza.

El agua cruda que ingresa a la unidad permanece sobre el medio filtrante tres a doce horas, dependiendo de las velocidades de filtración adoptadas. En ese tiempo, las partículas más pesadas que se encuentran en suspensión se sedimentan y las partículas más ligeras se pueden aglutinar, lo que facilita su remoción posterior. Durante el día, bajo la influencia de la luz solar, se produce el crecimiento de algas, las cuales absorben bióxido de carbono, nitratos, fosfatos y otros nutrientes del agua para formar material celular y oxígeno. El oxígeno así formado se disuelve en el agua, entra en reacción química con las impurezas orgánicas y hace que éstas sean más asimilables por los microorganismos.

En la superficie del medio filtrante se forma una capa constituida por material de origen orgánico, conocida con el nombre de “schmutzdecke” o “piel de filtro”, a través de la cual tiene que pasar el agua antes de llegar al propio medio filtrante. El schmutzdecke o capa biológica está formado principalmente por algas y otras numerosas formas de vida, como plankton, diatomeas, protozoarios, rotíferas y bacterias. La acción intensiva de estos microorganismos atrapa, digiere y degrada la materia orgánica contenida en el agua. Las algas muertas, así como las bacterias vivas del agua cruda son también consumidas en este proceso. Al mismo tiempo que se degradan los compuestos nitrogenados se oxigena el nitrógeno. También se remueve algo de color y una considerable proporción de partículas inertes en suspensión es retenida por cernido.

Una vez que el agua pasa a través del schmutzdecke, entra al lecho filtrante y es forzada a



atravesarlo en un proceso que normalmente toma varias horas y en el que se desarrollan diversos procesos físicos y biológicos que constituyen el proceso final de purificación.

Mecanismos de la desinfección mediante filtración lenta

En el proceso de filtración lenta actúan varios fenómenos o mecanismos físicos similares a los de la filtración rápida previos al mecanismo biológico que desinfecta el agua, algunos de los cuales hemos mencionado líneas arriba. Estos mecanismos son muy importantes, dado que permiten la concentración y adherencia de las partículas orgánicas al lecho biológico para su biodegradación

A continuación se describe brevemente la función de cada uno de los mecanismos físicos o de remoción que se producen en la filtración lenta, así como el mecanismo biológico responsable de la desinfección.

1. Mecanismos de transporteEsta etapa de remoción básicamente hidráulica ilustra los mecanismos mediante los cuales ocurre la colisión entre las partículas y los granos de arena. Estos mecanismos son: cernido, intercepción, sedimentación, difusión y flujo intersticial.

Cernido: En este mecanismo, las partículas de mayor tamaño que los intersticios del material filtrante son atrapadas y retenidas en la superficie del medio filtrante.Intercepción: Mediante este mecanismo las partículas pueden colisionar con los granos de arena.

Sedimentación: Este mecanismo permite que las partículas sean atraídas por la fuerza de gravedad hacia los granos de arena, lo que provoca su colisión. Este fenómeno se incrementa apreciablemente por la acción de fuerzas electrostáticas y de atracción de masas.Difusión: Se produce cuando la trayectoria de la partícula es modificada por micro variaciones de energía térmica en el agua y los gases disueltos en ella, lo cual puede provocar su colisión con un grano de arena.

Flujo intersticial: Este mecanismo se refiere a las colisiones entre partículas debido a la unión y bifurcación de líneas de flujo que devienen de la tortuosidad de los intersticios del medio filtrante. Este cambio continuo de dirección del flujo crea mayor oportunidad de colisión.

2. Mecanismo de adherencia

Este mecanismo es el que permite remover las partículas que, mediante los mecanismos arriba descritos, han colisionado con los granos de arena del medio filtrante. La propiedad adherente de los granos de arena es proporcionada por la acción de fuerzas eléctricas, acciones químicas y atracción de masas así como por película biológica que crece sobre ellos, y en la que se produce la depredación de los microorganismos patógenos por organismos de mayor tamaño



tales como los protozoarios y rotíferas.

3. Mecanismo biológico de la desinfección

Como se indicó anteriormente, la remoción total de partículas en este proceso se debe al efecto conjunto del mecanismo de adherencia y el mecanismo biológico. Es necesario que para que el filtro opere como un verdadero “sistema de desinfección” se haya producido un schmutzdecke vigoroso y en cantidad suficiente. Solo cuando se ha llegado a ese punto, el FLA podrá operar correctamente. Entonces se dice que el filtro (o el manto) “está maduro”.

Al iniciarse el proceso, las bacterias depredadoras o benéficas transportadas por el agua utilizan como fuente de alimentación el depósito de materia orgánica y pueden multiplicarse en forma selectiva, lo que contribuye a la formación de la película biológica del filtro. Estas bacterias oxidan la materia orgánica para obtener la energía que necesitan para su metabolismo (desasimilación) y convierten parte de ésta en material necesario para su crecimiento (asimilación). Así, las sustancias y materia orgánica muerta se convierten en materia viva. Los productos de la desasimilación son llevados por el agua a profundidades mayores y son utilizados por otros organismos.

El contenido bacteriológico está limitado por el contenido de materia orgánica en el agua cruda y es acompañado de un fenómeno de mortalidad concomitante, durante el cual se libera materia orgánica para ser utilizada por las bacterias de las capas más profundas y así sucesivamente. De este modo, la materia orgánica degradable presente en el agua cruda se descompone gradualmente en agua, dióxido de carbono y sales relativamente inocuas, como sulfatos, nitratos y fosfatos (proceso de mineralización), los cuales son descargados en el efluente de los filtros.

La actividad bacteriológica descrita es más pronunciada en la parte superior del lecho filtrante y decrece gradualmente con la profundidad y la disponibilidad de alimento. Cuando se limpian las capas superiores del filtro se remueven las bacterias, siendo necesario un nuevo período de maduración del filtro hasta que se logre desarrollar la actividad bacteriológica necesaria. A partir de 0,30 a 0,50 m de profundidad, la actividad bacteriológica disminuye o se anula (dependiendo de la velocidad de filtración); en cambio, se producen reacciones bioquímicas que convierten a los productos de degradación microbiológica (como aminoácidos) en amoníaco y a los nitritos en nitratos (nitrificación).



Como el rendimiento del filtro lento depende principalmente del proceso biológico, mientras la capa biológica está desarrollándose, la eficiencia es baja y no debe considerarse al FLA como un eliminador de materia orgánica, sino como un mejorador de la calidad del agua, sobretodo de la turbiedad.

La maduración de un FLA puede demorar de dos a cuatro semanas.



INSTALACION DE UN FLA EN UN SISTEMA DE QUARTA NATURA

TIPO MANANTIAL EN UN SOLO VASO

Instalación Hidráulica:

Se instalará según el esquema del modelo acorde de forma que se mantenga la equidistancia a todos los puntos de salida del agua.

La ventosa de nivel podrá instalarse tanto dentro como fuera del vaso siempre teniendo en cuenta que esta determinará el nivel de parada de este vaso por lo que deberá tenerse en cuenta el volumen de agua sobrante a la hora de calcular la compensación entre los vasos.

Material de filtracion:

Una vez realizada la conexión de los vasos de manantial se procederá al llenado de los mismos según se indica en la tabla adjunta. (REFERIDO DE ABAJO ARRIBA)

MATERIAL

GRAVAS DE DISTRIBUCION

GRAVAS DE ACCION BIOLOGICA 5

GRAVAS DE ACCION BILOGICA 4

GRAVAS DE ACCION FISICA 4


GRAVAS DE ACCION QUIMICA



GRAVAS DE ACCION BIOLOGICA 4



MODELO DE FUENTE

Se realizará una conexión equidistante de los diferentes módulos con respecto al colector dedistribución procediéndose al llenado de los mismos según la tabla adjunta.

MATERIAL NUMERO DE SACOS

GRAVAS DE DISTRIBUCION 4

GRAVAS DE ACCION BIOLOGICA 5 4

GRAVAS DE ACCION BILOGICA 4 4

GRAVAS DE ACCION FISICA 4 2


GRAVAS DE ACCION QUIMICA 2



GRAVAS DE ACCION BIOLOGICA 4 4



c. SISTEMA DE RECIRCULACION DEL AGUA

Señalaremos primeramente todas aquellas instalaciones comunes dentro de los vasos independientemente del modelo de recirculación instalado para posteriormente indicar las diferencias entre los sistemas disponibles.

Eléctrico estándar Eléctrico con gestión automática del sistema Eléctrico por energía solar

PREINSTALACIONES COMUNES EN LOS VASOS:

VASO DE BAÑO:

Independientemente de las instalaciones de seguridad (Toma de tierra) y diseño, (Iluminación, limpieza, decoración u otras) será necesario instalar:

Pasamuros para los impulsores de recirculación Situados a 0,1 m bajo la línea de agua Pasamuros para la Aspiración de limpieza. Situados a 0,1 m bajo la línea de agua



VASO DE FILTRACIÓN:

Conexionado de los elementos de filtración al colector central unidos por la misma longitud de tubería.



VASO DE REGENERACION:

Pasamuros y Tubería de Aspiración de PVC o PE de 63, 75 o 90 mm (Segúntamaño) situada a 0,1 m del fondo del vaso de Regeneración.

Pasamuros y Tubería de 50 mm de PVC o PE para la toma del esquimer superficial. Pasamuros para el cable de datos 6 x 1 mm e instalación de la caja de conexión de

datos en los sistemas con Gestión Automática



INSTALACIONES:

Independientemente de las instalaciones que puedan existir en los vasos (Iluminación, Contracorriente, Climatización, Sonido u otros elementos) será necesario realizar:

INSTALACION HIDRAULICA:La instalación consta de:

Toma de agua para llenado en la arqueta de recirculación sección de entrada PVC32 mm o directamente en la zona de regeneración para un nivel mecánico.

Conexión entre la arqueta de recirculación y el vaso de Filtración Conexión entre la arqueta de recirculación y el vaso de Regeneración Conexión entre la Arqueta y la toma de limpieza Conexión entre la toma del Esquimer y la Arqueta Conexión entre la Arqueta de recirculación y los impulsores de recirculación en el vaso

de baño (ha de tenerse en cuenta de que si el vaso de regeneración actúa como vaso de compensación ha de instalarse una ventosa de nivel o válvula de retención en la red de recirculación)

Conexión de decoración, salida de la arqueta de recirculación a instalar en el lugar estimado para la misma si se considera oportuno.

Conexión entre la Arqueta y la salida del agua de limpieza (Esta podrá usarse para riego, no para volver a utilizar en el sistema.

TUBERIA DIAMETRO

ASPIRACION FONDO 7590

ASPIRACION ESQUIMER 50

ASPIRACION LIMPIEZA 50

SALIDA FILTRACION 50

SALIDA RECIRCULACION 3250

SALIDA DECORACION 3250

SALIDA LIMPIEZA 3250

ENTRADA NIVEL. 32



INSTALACIÓN ELECTRICA PARA LOS SISTEMAS DE CONEXION A LA RED:La instalación consta de:

Toma de corriente al cuadro de recirculación monofásica con la sección adecuada a lapotencia de la bomba.

Conexión eléctrica desde el cuadro a la bomba de recirculación con la secciónadecuada a la potencia de la bomba.

Conexión eléctrica desde el cuadro a la arqueta de recirculación para la alimentación dela electroválvula de llenado sección 2x1 mm

Conexión eléctrica desde la sonda de datos situada en el vaso de regeneración alcuadro de recirculación 5x1mm caso de usarse el sistema de Gestión Automática

d. SISTEMA DE GESTION MANUAL DE LA DEPURACION

El cuadro de control y protección manual consta de un reloj programable para la determinaciónde horas de funcionamiento en un periodo dado, estos datos son aportados en el Estudio delbiosistema tanto de forma orientativa mensual como su correspondiente ajuste en función de latemperatura máxima real del agua domada a 10 cm de profundidad. El ajuste ha de hacersemensualmente como mínimo siendo recomendable el uso de un termómetro para la correcciónde las horas de funcionamiento por lo menos durante la época de baño.



e. SISTEMA DE GESTION AUTOMATICA DE LA DEPURACION



El cuadro eléctrico contiene los elementos para la protección magnetotérmica y diferencial de una bomba monofásica, así como los elementos de automatización necesarios para el gobierno de esta bomba, y de una electroválvula de 24Vac para el llenado de agua y control de nivel. Ademas se dispone de entradas para medida de temperatura del agua, de transductor de presión, presostato, y de caudalímetro de pulsos.

La bomba puede trabajar en modo MANUAL y AUTOMÁTICO, en función de la posición de un selector de 3 posiciones (MAN0AUTO) situado en la parte protegida por tapa del cuadro eléctrico. En la posición manual, la bomba se pondrá en marcha, salvo que se haya disparado su protección térmica, o que el presostato de seguridad no esté dejando paso de corriente. Este presostato trabaja a tensión de seguridad de 24Vcc; y su función es detener la instalación en caso de obstrucción, por ejemplo por congelación del agua en las tuberías. En el modo AUTOMÁTICO, un autómata programable decidirá cuándo activar la bomba, lo cual puede producirse bien para filtrar, o bien como decoración (cascadas). Para ello en el autómata puede programarse, por un lado: un horario de activación y desactivación, y días de la semana que se pondrá en marcha por razones decorativas; y un algoritmo de horas de trabajo para filtración.

Para el control de nivel del agua, una electroválvula de 24Vac, se abrirá por indicación de un relé de sondas de nivel. Deben instalarse en el depósito siguiendo el orden: M(masa) en la parte inferior, I(inferior) en el nivel mínimo en el cual debemos abrir la válvula, y S(superior) en el nivel máximo en el cual se cerrará la válvula.

En el frontal del cuadro eléctrico hay 2 ventanas de componentes modulares protegidas mediante tapas. En la ventana superior están la protección diferencial seguida del magnetotérmico de maniobra, y del magnetotérmico de la válvula de llenado. Se ha previsto un espacio para posible ampliación de funciones del equipo con más magnetotérmicos, sin romper la estética del cuadro. En la parte derecha está la fuente de alimentación de 24Vdc para el autómata, y finalmente el relé de sondas para el control de llenado.

En la ventana inferior hay 4 pilotos indicadores de: marcha o salto térmico de la bomba, apertura de la válvula de llenado, si bien el propio relé de sondas ya tiene indicadores LED de falta de agua o depósito lleno; y finalmente un piloto de alarma del PLC. Igualmente a lo sucedido en la ventana superior, se ha previsto un espacio para ampliación de nuevas funciones indicadas con piloto sin modificar la estructura actual.

Además está el selector MAN0AUTO, el disyuntor magnetotérmico de la bomba, y el contactor de puesta en marcha de la misma.En la parte inferior está el autómata programable con terminal de operador que realiza la función automática.

La envolvente plástica con ranuras modulares facilita el rearme de protecciones si necesidad de abrir el cuadro eléctrico, lo cual, además de cómodo y seguro, es obligatorio en algunas Comunidades Autónomas.



FUNCIONAMIENTO

Al empezar el nuevo día, el sistema pondrá el número de horas necesarias al valor mínimo. Según vaya aumentando la temperatura, el número se irá incrementando según el algoritmo programado. El sistema realizará un filtrado el máximo tiempo necesario que haya medido a lo largo del día, intentando dividir ese tiempo alrededor de las 12 del mediodía. Este tiempo lo dividirá para calcular la mitad. Por ejemplo, si el sistema a las 4 de la mañana tiene calculado que necesita 16 horas de filtración, y al ver que la mitad de 16 es 8, al llegar las 4 de la mañana, empezará la filtración, ya que hay 8 horas desde las 4:00 hasta las 12:00. Debería acabar por tanto a las 16:00; pero como es posible que mientras tanto la temperatura haya subido, o que haya habido un tiempo muerto por ejemplo por disparo térmico, el sistema terminará la filtración cuando haya contado en marcha el número total de horas previstas. La hora de inicio se calcula dividiendo esas horas entre 2 y restando ese número a las 12 de la mañana. Pero el tiempo de filtración se contabiliza en minutos. Por ejemplo, el sistema puede calcular que necesita 450 minutos de filtración. Eso son 7 horas y media. Al dividir 7 entre 2, obtenemos 3. Por tanto la filtración comenzará a las 9 de la mañana. Si no hay interrupciones, acabará a las 16:30.

Puede darse el caso de que, por ejemplo, el sistema haya estado apagado un día que necesite 10 horas de filtración, y el usuario haya activado el equipo a las 5 de la tarde. Al llegar a las 00:00 el equipo se detendrá sin haber cumplido las 10 horas pero se conectará a las 7 de la mañana para realizar esta acción. Por tanto, en un día en el que el equipo haya estado desactivado es posible que no cumpla el tiempo de filtración, pero al día siguiente se restablecerá la normalidad.

El tiempo de trabajo en modo decorativo no se contabilizará como tiempo de filtrado, para asegurar que el filtrado se realizará en las horas centrales del día.

Además el equipo indicará en su display alarmas de presión excesiva, y si habiendo orden de marcha hubiera disparo de la protección térmica y el selector no estuviera en automático.

Es posible que a las 00:00 horas, el equipo esté sin tensión, y no haya podido realizarse el reset del número de horas necesario. Para solucionar esta situación, desde el display inicial pulse durante 5 segundos la tecla 8. Esto reseteará el número de horas previstas. Al soltar el botón, el equipo de nuevo calculará las horas necesarias, por lo que se ajustará a las necesidades existentes en el momento.

.La instalación de cualquier cuadro eléctrico debe realizarse por profesionales de la electricidad. No olvide que la electricidad entraña riesgos para las personas y bienes, como descargas, incendios, etc. si no se toman las medidas oportunas..Instale líneas adecuadas para los consumidores, teniendo en cuenta las exigencias del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, así como las caídas de tensión que puedan producirse en función de la distancia desde el cuadro hasta el consumidor. Tenga en cuenta el



número de conductores necesarios según el motor, y no olvide el conductor de protección. Utilice terminales y punteras adecuados..Para la instalación de los elementos de maniobra (presostatos...) utilice líneas adecuadas, y valore la necesidad de que éstas deban ser apantalladas..La señales analógicas de 420mA tienen polaridad..Conecte el cuadro a la red eléctrica siguiendo las mismas especificaciones que para los receptores..Compruebe el sentido de giro de motores usando el arranque manual a tal fin..Regule las protecciones a las intensidades nominales de cada receptor. Verifique con una pinza amperimétrica que los consumos son normales. En caso contrario vuelva a comprobar sentidos de giro, y presencia y equilibrio de tensión en todas las fases de la instalación.

EQUIPO DE SONDAS

Se instalará en el Vaso de Regeneración tanto para el mantenimiento automático del nivel comopara la toma de datos de la temperatura.



f. SISTEMA DE GESTION MEDIANTE ENERGIA SOLAR

En los sistemas de recirculación mediante energía solar usamos los equipos Lorentz PS, especialmente diseñados para piscinas que presentan las siguientes características:

Las bombas para piscinas LORENTZ PS son productos de alta calidad diseñados para su uso en piscinas residenciales y comerciales y en spas. En la mayoría de aplicaciones para piscinas, los paneles solares pueden cubrir todas las necesidades de filtración, lo que se traduce en la ausencia de costes de electricidad y en beneficios significativos para el medio ambiente.

La bomba LORENTZ utiliza un motor sin escobillas de CC para una mayor eficiencia y fiabilidad, y está conectada a un generador solar por medio de un controlador. El controlador supervisa el sistema, controla la velocidad de la bomba y optimiza la cantidad de agua bombeada en función de la corriente disponible.

Será por tanto necesario: Ubicación de los paneles solares correspondientes Conexionado de los paneles con el controlador con el cable de sección adecuada en

función de la potencia a utilizar Conexionado desde la ubicación del controlador a la caseta de recirculación

En el diseño de un sistema mediante energía solar no se contempla el funcionamiento en horario nocturno por lo que el tamaño de los vasos de biodepuración ha de ajustarse a las horas de luz existentes en la zona, no recomendamos el uso de un número de paneles mayores y baterías o acumuladores por el incremento en el coste que tendría la instalación. ocasionalmente se puede complementar con una fuente de alimentación para su uso nocturno con utilización de la red eléctrica.



La selección de la potencia necesaria y por tanto del número de paneles necesarios se realiza en función del tamaño del vaso de baño siendo de forma orientativa.



3. LOS MODELOS DE PISCINA NATURALIZADA DE QUARTA NATURA:Caracteristicas generales:

El sistema se compone de tres vasos:

1. Vaso de filtración: 1/6 aproximadamente de la superficie total. 0,9 m de profundo2. Vaso de nado 2/3 de la superficie Total. De 1 a 2 m de profundo ( se recomienda

profundidad media de 1,5 m, aunque es posible profundidades menores)3. Vaso de regeneración. 1/6 de la superficie total. 0,6 m de profundo.

El agua recorre los vasos continuamente recordando al cauce de un rió, de la filtración al de

nado y de este al de regeneración.

Partimos de la superficie de baño que deseamos, como mínimo sera de 20 m2 esta nos

determina el tamaño de los vasos auxiliares, 25% de la misma para filtración y 25% para

regeneración.

El vaso de filtración ha de estar separado del vaso de nado y ligeramente elevado sobre este. El

propósito es que el agua caiga en cascada o arroyo provocando un mayor grado de

oxigenación.

Los vasos de nado y regeneración pueden estar a la misma cota o en cotas separadas siendo

siempre el de regeneración el final del sistema.



Es también posible la separación de los vasos de filtración y regeneración en varios

independientes según la complejidad del circuito.

Con respecto a las secciones las posibilidades son también múltiples siempre que se respete el

orden del sistema acuático Filtración, Baño y Regeneración.

Las profundidades de los vasos de Filtración y Regeneración esta estandarizadas, teniendo que

ser el fondo del de Filtración plano, el vaso de Baño se recomienda que tenga una profundidad

media de 1,5 m como mínimo pudiendo ser el fondo a distintos niveles.

Como ejemplo de posibles distribuciones:

En Planta En Sección



a. TIPO LAGUNA

Caracteristicas:

Zona de regeneración rodea la zona de baño Zona de filtración integrada en la zona de regeneración Excavación e impermeabilización directamente sobre el terreno Construcción de la separación entre vasos posterior a la impermeabilización. Acceso mediante pasarelas. Se puede realizar la filtración también mediante tipo Fuente, aunque en este caso

se incrementa como regeneración todo el perímetro de la zona de baño

Se trata de proyectos que permiten una gran integración paisajística en entornos naturales, permitiendo por sus características constructivas el uso de sistemas de gestión mediante energía solar sin necesidad de ampliar las zonas de biodepuración



b. TIPO TIPO ALBERCACaracterísticas:

Vasos separados físicamente. Filtración tipo Manantial o tipo Fuente Obra en Hormigón Posibilidad de diferentes acabados en el interior de los vasos. Zona de regeneración tipo estanque

Se trata de proyectos que permiten una gran integración en entornos rurales al respetar e integrar el concepto clásico de la alberca agrícola o decorativa en el entorno de la casa, ya sea en el jardín o en un patio.A la vez con el estanque en un espacio separado nos permite la creación de un nuevo ambiente en otra ubicación, pudiéndose en esta manera si llegasemos a utilizar la filtración tipo Fuente a crear tres espacios diferentes en el mismo lugar.Caso de usar sistemas de Gestión Solar la zona de biofiltración ha de ser mayor.



c. TIPO BIOPISCINA (o Alberca con las plantas integradas en el mismo planode agua)

Características Generales: Zona de regeneración integrada con la zona de baño. Zona de Filtración en forma de Manantial o Fuente Obra de Hormigón Aspecto más parecido a la piscina tradicional

La forma de Biopiscina permite una interpretación moderna de los sistemas de depuración natural, pudiendo desarrollar proyectos totalmente integrados con la creación de edificios singulares.



4. CALCULO DEL BIOSISTEMA Y PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTO

EL BIOSISTEMA BPM®

CARACTERISTICAS GENERALES:

El desarrollo del biosistema BPM® se basa en modelos del tipo IV o V de la clasificación de la FLL, es por tanto un sistema altamente tecnificado puesto que se pretende conseguir:

Superficies pequeñas, a partir de 25 a 30 m2 totales. (17 a 20m2 de Baño) (En espacios de baño menores será necesario un volumen de compensación, (aljibe, estanque o depósitos)

Profundidades medias de 1,5 m Máximo nivel de transparencia del agua.

Siendo el sistema de depuración una combinación seleccionada de los procesos de fitodepuración en gravas por macrofitas con sistemas de filtración lenta en arena, utilizando como equipos especiales:

Cabezal de flujo permanente automático para el mantenimiento de la velocidad de filtración adecuada.

Equipo de control del tiempo de funcionamiento del sistema en función de la radiación solar local (Mediante medida indirecta en el propio vaso)

Con ambos sistemas se pretende optimizar el funcionamiento para una mejor calidad con un consumo energético mínimo.Los Biosistemas BPM® son diseñados, calculados y realizados en función de las características especificas de cada instalación.El Biosistema BPM® es un sistema de depuración natural para el baño especialmente desarrollado y adaptado a las condiciones mediterráneas por parte de nuestra empresa, Quarta Natura SL.

Disponemos de tres tipos diferentes de biosistema para adaptarlo a diferentes modelos constructivos:

Sistema Estándar: El sistema de filtración (FLA) es elaborado in situ. Es especialmente indicado para construcciones donde se integran los vasos en un único espacio o se desea que el vaso de filtración aparezca como una lámina de agua continua.

Sistema Modular: Sistema de filtración en módulos de 1 m2, pudiendo estar el estanque de regeneración directamente excavado e impermeabilizado en EPDM o PEBD o incluido en la zona de baño. Esta especialmente indicado para aquellos vasos de baño que se deseen realizar como desbordantes, en este caso la única construcción es la del propio vaso de baño, actuando el estanque de regeneración como vaso de compensación del sistema.

Sistema Solar: Sistema de recirculación del agua movido por energía solar, ampliando ligeramente la superficie destinada a fitodepuración.



COMO CALCULAMOS UN BIOSISTEMA BPM®:

Con los datos iniciales de tamaño obtenemos una primera aproximación en función del tamaño máximo de los Sistemas a instalar (25% de la superficie de baño para el Sistema de Filtración y otro 2025% para el Sistema de Regeneración. A partir de este dato obtenemos el equipo de recirculación necesario.

Posteriormente, se desarrolla el estudio específico del Biosistema BPM® para el proyecto a realizar. Para lo cual será necesaria su caracterización ya que este dependerá de factores como:

Tamaño de la zona de baño. Cauces accesorios o decorativos a instalar. Uso y número de usuarios previstos. Tipo de Sistema de Gestión a usar. Parámetros climáticos locales:

Indice de Radiación. Régimen de Temperaturas. Vientos

Localización geográfica. Entorno del espacio que ocupará. Capacidad de producción biológica del Sistema. Grado de posible eutrofización del Sistema.

Teniendo siempre como limitantes: Renovación mínima del vaso de baño. Velocidad de flujo máxima del FLA. Velocidad máxima del filtro de macrofitas. Caudal mínimo de recirculación. Capacidad de sobrecarga del sistema.

Determinando para cada caso: Tamaño y composición del FLA Tamaño y composición del Filtro de macrofitas acuáticas. Selección de plantas de fitodepuración Características del cabezal de recirculación. Planificación horaria de la recirculación Límites y parámetros de la programación de la gestión.



El cálculo se realiza mediante el programa desarrollado por cuarta Natura para la aplicación de su sistema en el que a partir de los datos de entrada:



Determinamos los parámetros de funcionamiento del sistema:



5. METODOS CONSTRUCTIVOS EN UNA PISCINA NATURALIZADA.

Se trata de proyectos en los que se simula la existencia de una auténtica laguna, en ellos se construye el espacio acuático lo más natural posible, usando rocas y materiales locales para crear una continuidad en el espacio.

La integración paisajística es máxima desarrollándose el proyecto directamente excavado e impermeabilizado mediante liner elásticos (EPDM, PEBD, PVC) o Gunitado. Los accesos pueden realizarse bien mediante embarcaderos de madera o zonas de playa de muy poca pendiente, ya sea directamente en la lámina o realizando playas artificiales.

VASOS DIRECTAMENTE SOBRE EL TERRENO.Se trata de realizar la excavación de la totalidad del espacio formando los tres vasos y sus conexiones exclusivamente con el terreno, este método dota de una gran naturalidad al sistema, siendo recomendable a partir de cierto tamaño del vaso de baño, ya que las paredes han de ser ataluzadas (siempre en función de las características del terreno), realizándose el acceso al vaso de baño mediante pasarelas o por zonas de pendiente muy suave, posteriormente se impermeabiliza todo el conjunto en un único material. Siempre es conveniente realizar un pequeño muro perimetral para mantener el nivel de agua.

VASOS PREFORMADOS EN OBRA.La estructura y forma del vaso se realiza mediante obra pudiéndose realizar la división de los vasos previa o posterior a la impermeabilización según el diseño del proyecto. Normalmente serán posteriormente impermeabilizados en liner.

VASOS MIXTOS.En estos combinamos unas partes directamente sobre el terreno dando a otras forma mediante paredes de bloque u hormigón, son las más convenientes en espacios reducidos ya que nos permite eliminar parte de los taludes del vaso de baño.

VASOS EN OBRA.Normalmente son construidos en hormigón proyectado. Permitiendo diferentes acabados.

DIVISION O USO DE UN VASO YA EXISTENTE.Si disponemos de un vaso de gran tamaño y podemos realizar la división de los vasos auxiliares en su interior, podemos ejecutar esta en función de la estanqueidad del vaso ya existente y de la resistencia del mismo al peso del material tanto de filtración como de regeneración, 1500 kg/m2.



IMPERMEABILIZACION:

La impermeabilización es una fase esencial para la durabilidad y el funcionamiento del sistema ya que esta nos garantiza la estanqueidad de todo el sistema hidráulico. Nos basamos en dos modelos básicos de impermeabilización:

Liner:

Las láminas plásticas constituyen un elemento muy usado en la impermeabilización

diferenciándose entre ellas en resistencia, durabilidad y acabados. Las mas usadas son:

PVC, Láminas normalmente armadas fáciles de instalar ygarantizadas durante 10

años, conviene que sean instaladas por empresas especializadas en ellas, existen

multitud de posibilidades de acabados y dibujos.

EPDM, Caucho sintético elástico de gran adaptabilidad al terreno,garantizado durante 20 o 30 años (según espesor) disponible en blanco para la zona de baño, conviene así mismo sea instalado por empresas especializadas.

PEBD Polietileno armado desarrollado para estanques decorativo, de gran duración está disponible en diferentes colores

Morteros:

Son aplicados normalmente sobre el hormigón Gunitado, permitiendo la posibilidad de diferentes acabados.

Es por tanto posible tanto la construcción de nuevas piscinas como la remodelación yadaptación de piscinas ya existentes.

ACABADOS Y DECORACION

Puede llegar a representar la partida mas importante de nuestra obra, ya que comohemos mencionado en numerosas ocasiones lo que realmente estamos realizando es unEspacio Acuático en el que podemos bañarnos, por tanto hemos de distinguir:

Acabado interior del Vaso de Baño Decoración interior de los Vasos de Biofiltracion. Decoración exterior de los Vasos (Paredes perimetrales, conexiones entre los vasos,

Coronaciones…) Iluminación tanto interior de los vasos como exterior. Paisajismo y decoración del entorno de los Vasos.



6. DETERMINACION DE LOS MINIMOS DE UN PROYECTO DE PISCINANATURALIZADA

Para la creación de una Piscina Naturalizada hemos de partir por la determinación de losminimos o limitantes que tenemos para la realización de la obra. siendo básicamente:

a. MINIMOS DE TAMAÑOb. MINIMOS ECONOMICOSc. MINIMOS ESTETICOSd. MINIMOS CONSTRUCTIVOS

Este trabajo previo es realmente importante ya que nos ayudarán a determinar las posibilidadesreales de crear nuestra Piscina Naturalizada, normalmente trabajamos con presupuestoscomparados de los tres modelos constructivos posibles ambos sistemas de Filtración(Manantial y Fuente) y comparando tanto el uso de electricidad como de energía solar. Esto nospermite tener un cuadro de presupuestos de partida bastante amplios.

Sobre este presupuesto hemos de complementar con la reserva que hagamos paraterminación y acabados de la obra.

Una característica peculiar de estas piscinas en general es la gran implicación que sesuele dar tanto por parte de la propiedad como por empresas locales en el proceso finalde la misma permitiendo una gran riqueza en acabados y matices.

La determinación de estos mínimos es esencial para tener la certeza de la capacidad derealizar la obra, siendo muy importante la participación conjunta de la propiedad, el diseñador ylas empresas que participen en la misma, así como la confianza y entendimiento entre lasdiferentes partes.

Otro aspecto a tener en cuenta a la hora de determinar los mínimos es la necesidad depermisos y licencias para la realización de la obra así como los requisitos impuestos por lasautoridades competentes en las características de la misma.



PARTE 3: LA ESTETICA EN LAS PISCINAS NATURALIZADAS

Las posibilidades estéticas de la utilización de sistemas de depuración natural para el baño son tremendamente amplias, mucho más que los sistemas químicos, ya que permiten de la utilización de la jardinería acuática como elemento diferenciador e integrador del espacio.

Sin embargo el uso de un agua sin ningún tipo de biocida en un entorno permanentemente lleno nos determina una serie de características especiales que hemos de tener en cuenta a la hora del uso de materiales, sobre todo en el interior de los vasos; por supuesto siempre en función del aspecto que pretendamos dar a este nuevo espacio.

De esta forma hemos de distinguir entre los materiales que usamos en el interior de los vasos y los que están en su entorno. En los primeros hemos de llegar a un equilibrio entre el tipo de material y la necesidad de limpieza y aspecto, de esta forma cuanto menos poroso sea un material más fácil será siempre su mantenimiento con un aspecto inicial. Los materiales más porosos irán modificando su aspecto con el paso del tiempo al estar permanentemente sumergidos.



Se tratará siempre por tanto de encontrar un equilibrio entre el aspecto constructivo que queremos conseguir junto con las características de un agua natural, así como la intensidad de limpieza a utilizar.

Aunque inicialmente el aspecto de una Piscina Naturalizada pueda ser similar a una piscina convencional, no ha de ser esta la razón principal para su realización, sino el conjunto de:

Un espacio y entorno Acuático Vivo Un paisaje y jardín acuático La posibilidad de un baño en agua VIVA

Espacio, Jardin, Agua y Baño son los elementos que en conjunto configuran la estética de una Piscina Naturalizada

A la hora de diseñar un proyecto de piscina naturalizada hemos de tener en cuenta tanto el conjunto de los vasos como la conexión que establecemos entre ellos, así como las diferentes posibilidades que nos brinda tanto el modelo de filtración como el estanque de las plantas acuáticas.

El primer punto sería determinar la estética general del proyecto de esta forma podremos elegir entre los tres tipos de vasos a construir:

Tipo Laguna Tipo Alberca Tipo Biopiscina.

Presentamos a continuación una serie de proyectos realizados diferentes en los que se puede apreciar las diferentes y muy amplias posibilidades que disponemos para la realización de Piscinas Naturalizadas.



Proyecto en Villanueva de la Cañada (Madrid): Reforma de una piscina ya existente dividiendo internamente el vaso de baño y

construyendo externo el vaso de filtración. Impermeabilización en Liner de PVC Turquesa. Sistema de Gestión Automática



Proyecto Cartagena: Nueva construcción tipo Alberca Realización en Hormigón gunitado Acabado interior en Tadelakt, exterior en piedra natural Filtración tio manantial



Proyecto Reines Tipo Laguna Sistema de gestión eléctrico Básico Impermeabilización en Liner PVC Turquesa Rehabilitación de biopiscina ya existente



Proyecto Endrinales: Biopiscina en Hormigón gunitado Acabado interior en gresite verde Sistema de gestión automático



Proyecto Sierra de Aracena: Reconstrucción de una antigua balsa de riego tipo Laguna Impermeabilización en PEBD División de los vasos previa a la impermeabilización Sistema de Gestión Eléctrica Automática Filtración tipo Fuente Mantiene estanque de riego anexo



Proyecto Pitres Biopiscina en Hormigón Gunitado Filtración tipo Manantial Sistema de Gestión Eléctrica Automática



Proyecto Villacarli: Alberca desbordante Construcción en Hormigón Estanque de Regeneración separado construido en EPDM Sistema de Gestión Eléctrico Automático



7. EL PRESUPUESTO DE UNA PISCINA NATURALIZADAEl coste total de un proyecto dependerá básicamente de cuatro elementos diferentes:

1. Los Costes Administrativos, comprenden todos aquellos costos necesarios para la obtención de los permisos y licencias oportunas, dependen de las características y normativas locales, hay que hacer constar que al tratarse de sistemasbiológicos de depuración el agua que obtenemos no es un agua química, sino una calidad de agua que se podría verterdirectamente a cualquier cauce por lo que se puede perfectamente usar para riego, de hay que normalmente se solicitan como licencia deEstanque decorativo y de riego, no como piscina, ya que realmente no estamos construyendo una “piscina” en el sentido técnico de la palabra, ya que estas contemplan siempre un tratamiento físicoquímico del agua. Este capítulo comprende:

1. Licencia o permiso de obras2. Tasas municipales3. Documentos técnicos necesarios para la obtención de los mismos.

2. La construcción de los vasos, estos se podrán realizar desde la simple excavación en el terreno para su posterior impermeabilización, a sistemas en hormigón armado.

1. Vasos de Poliester.2. Vasos de Acero.3. Impermeabilización en EPDM. PVC O PEBD4. Construcción en Hormigón Gunitado que permite como acabados:

i. Color en el hormigónii. Pinturaiii. Gresiteiv. Tadelaktv. Microcemento

3. El sistema de depuración: Este dependerá del tamaño del proyecto y del sistema escogido (Estándar, Solar o Modular) siendo un factor a tener en cuenta la dificultad de los portes a la parcela debido al volumen y peso del material a utilizar.

4. Acabados y decoración, en este apartado podemos encontrar infinidad de posibilidades y precios, ya que incluimos desde acabados en el interior de los vasos a decoración de las zonas de playa o actuación en el entorno del proyecto, puede llegar a representar la parte más compleja y a la vez de la de mayor implicación del cliente junto con el diseño en sí mismo.

Acabados de los vasos en Tadelakt (Mortero de cal de origen árabe) Acabados de piscinas de arena Tarimas y elementos en madera natural o sintética. Piedra natural, sintética o gresites Paisajismo y decoración del entorno de la Piscina Naturalizada



8. EL MANTENIMIENTO EN LAS PISCINAS NATURALIZADAS

Nociones básicasAl tratarse de un agua natural, sin productos químicos no podemos evitar la existencia

de algas (biofilm), plantas pioneras que aparecerán tras el llenado inmediato del vaso, con lo que el agua se enturbia en un grado que dependerá del volumen de agua, parámetros de ésta (de ahí que se requiera un análisis químico de calidad del agua previo al llenado con las características organolépticas, físicoquímicas y microbiológicas), la carga de nutrientes, o la climatología. El biofiltro empezará a realizar su función extrayendo los nutrientes y eliminando paulatinamente a las algas ya que estas no podrán reproducirse por falta de nutrientes.

El mantenimiento es casi nulo en invierno, menos intenso en primavera y otoño y más frecuente en verano, una vez por semana como promedio. Se debe usar el limpiafondos y limitar la entrada de materia orgánica para un funcionamiento eficaz del biofiltro.

Los procesos de mantenimiento se concentran en la época de final de otoño al tener que retirar los excesos de hojas y humus, de este modo permanecerán activos los procesos de degradación que continúan realizándose en invierno pero no recibirán aportes en forma de materia orgánica. En el mantenimiento de primavera se tendrán que retirar los excesos de depósitos creados durante la temporada invernal. El agua sucia aspirada durante los procesos de mantenimiento principal no debería volver a introducirse en la zona de baño. También es conveniente limpiar las paredes para eliminar excesos de biofilm que se pueda haber acumulado.

Gracias a la limpieza temprana y a la extracción de humus así como a la puesta en marcha del sistema de filtrado en primavera podrán evitarse las máximas concentraciones de sustancias nutritivas del año y se activará a tiempo la microbiología. Como promedio se precisan aproximadamente 2 horas semanales de mantenimiento para un lago mediano (100 m²).

Las plantas acuáticas no requieren demasiado mantenimiento, se han de podar para facilitar el rebrote y abonar para su correcto desarrollo.

En ningún caso se deben añadir productos químicos ya que alteraría el equilibrio biológico del sistema, reduciendo su capacidad depuradora.

El biofiltro debe ser repuesto o cambiado cada cierto tiempo, mediante la extracción de las gravas y su limpieza o la sustitución de algunas de ellas. Este periodo puede llegar a ser superior a los diez años de funcionamiento.



Guía de mantenimiento.

Además de la limpieza se debe realizar una inspección de los equipos y de las plantas, algunas de las cuales deberán ser repuestas en primavera.

Control al inicio de la temporada de baño: Equipo de bombeo: arqueta de la bomba, funcionamiento de los manómetros, comprobación del tiempo de bombeo, ajuste del caudal de filtrado. Control del biofiltro: revisión y limpieza del skimer, revisión del desagüe,

superficie del biofiltro y borde del lago, reposición y analisis de agua si es necesario.

Limpieza del vaso: seguimiento del biofilm y retirada de exceso con bombaadicional.

Control al inicio de la estación de Pimavera: Equipo de bombeo: arqueta de la bomba, funcionamiento de los manómetros,

comprobación del tiempo de bombeo. Control del biofiltro: revisión y limpieza del skimer, superficie del biofiltro y borde

del lago, reposición de agua si es necesario. Limpieza del vaso: seguimiento del biofilm y retirada de exceso con bomba

adicional. Poda de plantas, retirada de restos y replantación.

Control semanal Revisión y limpieza de skimer, revisión de la superficie del biofiltro. Nivel de agua y reposición , si es preciso. Seguimiento del biofilm y retirada de exceso con cepillo.

Control cada tres años de servicio. Equipo de bombeo: arqueta de la bomba, funcionamiento de los manómetros,

comprobación del tiempo de bombeo. Revisión del perímetro, limpieza de skimer.



BIBLIOGRAFIA DE REFERENCIA:

Recommendations for the planning, construction and maintenance of private swimming and natural pools. ForschungsgesellschaftLandschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL) The Landscaping and Landscape Development Research Society

Recommendations for the Planning, Construction, Servicing and Operation of Public Swimming and Bathing Pond Facilities ForschungsgesellschaftLandschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V. (FLL) The Landscaping and Landscape Development Research Society

Natural Swimming Pools & Ponds, Total Habitat, Mick Hileary & Dale Gracy, Habitat Books, 2012

Natural Swimming Pools , Michael Littlewood, Schiffer Publishing, 2005

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Installer une piscine naturelle. Le Pagew Rosenn.

Piscines naturelles, Rosenn Le Page Bernard Depoorter,2007

La piscina biologica e il giardino naturale, Anja Werner, Il Campo, 2003.

Piscina Biologica mediterranea, Werner A. Editrice il Campo, 2008.


piscinas de manantial

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