Javier Carbonell, responsable de QuarQ Enterprise nos habla sobre I+D+i en "humedales artificiales con tamices de helófitas en flotación"

28/01/2019

Javier Carbonell, responsable de QuarQ Enterprise nos habla sobre I+D+i en "humedales artificiales con tamices de helófitas en flotación"



Desde el año 2014, la empresa Quarq Enterprise S.A, especialista en soluciones para el tratamiento del agua, dispone de la única planta puramente experimental de sistemas de depuración mediante helófitas en flotación en España.
 
Desde esta planta, se ha llevado a cabo un proceso continuo de optimización del sistema mediante modelización de los procesos naturales de depuración, lo que ha permitido, gracias a la colaboración de la Universidad Politécnica de Cataluña, el desarrollo de un nuevo modelo racional de dimensionamiento del sistema, fundamental para el correcto funcionamiento de la planta.
 
Javier Carbonell, Ingeniero Agrónomo y Consejero Delegado de Quarq Enterprise, reconocido en 2018 por su trayectoria profesional y aportación al mundo de la ingeniería hidráulica desde ASINCEXnos detalla en esta entrevista las conclusiones obtenidas en su planta experimental de Extremadura y las ventajas que aporta este sistema de depuración, frente a otras soluciones tradicionales.
 
 
Javier, ¿en qué ha consistido y cuáles son los principales resultados que habéis obtenido en vuestra planta experimental de Extremadura?
 
El proyecto de investigación ha sido el primer intento de estudio de la cinética de las reacciones de remoción de carga orgánica y nutrientes presentes en las aguas residuales de carácter urbano mediante el empleo de sistema de depuración basados en la creación de tamices vegetales en flotación.
 
El proyecto ha logrado el que era su primer objetivo y que no era otro que lograr un desarrollo matemático de la metodología de cálculo del dimensionamiento de dichos sistemas y, por tanto, la optimización de los mismos. Permitiendo constatar la viabilidad del empleo de este tipo de tecnologías para la depuración de aguas residuales de carácter urbano. 
 
Por otro lado, y contra lo que indicaba la bibliografía existente, se ha demostrado que el sistema está limitado en cuanto a su capacidad de remoción de nutrientes (nitrógeno y fósforo) lo que no debería ser un inconveniente en pequeñas poblaciones e incluso puede ser una ventaja de cara a emplear esta tecnología como parte del proceso de regeneración de aguas residuales para riego.
 
 
Planta experimental de QuarQ Enterprise en Villafranco del Guadiana (Badajoz)
 
 
Tras este trabajo tan exhaustivo, ¿cuáles dirías que son las principales ventajas que ofrece la depuración de las aguas residuales mediante vuestro sistema de tamices de helofitas en flotación?
 
Las ventajas son muchas, principalmente cuando hablamos de depuración de aguas residuales en pequeñas poblaciones y que redundan en la sostenibilidad económica del sistema.
 
La generación de lodos en el sistema aQuarQ es del orden del 15% del volumen de lodos que se genera, ya espesado y concentrado, en un sistema intensivo convencional basado en la tecnología de fangos activos.
 
Además, los lodos generados en el sistema aQuarQ son tratados en la fase anaerobia del propio sistema con un tiempo de permanencia superior a 5 años, lo que permite extraer los lodos ya estabilizados y prácticamente mineralizados, siendo directamente aplicable, a diferencia de los lodos extraídos de tratamientos aerobios intensivos, como enmienda agronómica.
 
En cuanto a la eficiencia energética, al carecer de complejos sistemas electromecánicos, el consumo eléctrico del sistema aQuarQ, para una depuradora tipo de 2.000 h.e. puede cifrarse en torno al 35% del consumo de los sistemas MBBR más eficientes y en torno al 20% del consumo de los sistemas de fangos activos convencionales.
 
Al no disponer de costosos elementos electromecánicos ni de un lecho que pueda colmatarse, la vida útil del sistema aQuarQ está limitada por la vida útil de la lámina de PEAD impermeabilizante (de 25 a 30 años).
 
Un factor importante es que la simplicidad de funcionamiento del sistema aQuarQ permite que el mismo pueda ser operado por personal sin una cualificación especial, generalmente por los propios operarios municipales.
 
En cuanto a su impacto ambiental, visualmente el sistema aQuarQ es similar a un humedal totalmente cubierto por vegetación que constituye un hábitat naturalizado donde acaban refugiándose multitud de anfibios y aves, consiguiendo una perfecta integración en el paisaje en que se instale. Asimismo, no genera ni ruidos ni olores.
 
En resumen puede decirse que es un sistema amigable desde el punto de vista medioambiental, sencillo de operar y económicamente sostenible.
 
 

 
 
En cuanto a coste de implantación  inicial y de operación y mantenimiento anual de vuestra tecnología aQuarQ, ¿puedes darnos más detalles?
 
Como todos los sistemas, sus costes de implantación y operación están sujetos a la economía de escala, de ahí que sea muy competitivo frente a sistemas intensivos para pequeñas poblaciones y sus costes tiendan a igualarse a los de sistemas intensivos para grandes ciudades.
 
El sistema aQuarQ, al carecer de grandes infraestructuras y complejos elementos electromecánicos, tiene un coste de implantación muy inferior a los de un sistema intensivo convencional. Pudiéndose llegar a una disminución entre el 30 y 70% del presupuesto de inversión inicial para poblaciones de menos de 2000 h.e.
 
En cuanto a los costes de operación, el sistema aQuarQ supone un ahorro en coste energético y de gestión externalizada de lodos, además de que no requiere un personal especialmente cualificada para su explotación.  Así, los costes de explotación del sistema aQuarQ en poblaciones de menos de 2.000 h.e. son el 25 al 30% de los costes totales de explotación de un sistema intensivo convencional. Lo que lo hace la solución más eficiente.
 
 
Javier, como sabes, en estos momentos la depuración de las aguas residuales en las pequeñas aglomeraciones urbanas se está teniendo muy en cuenta prácticamente en todas las administraciones públicas de nuestro país, ¿por qué vuestra solución natural puede ser ideal para este tipo de poblaciones?
 
Siempre que se pueda en EDARU pequeñas “hasta 2.000 habitantes equivalentes en España” mejor será instalar una tecnología extensiva de humedal artificial que una intensiva o convencional. Si la extensiva elegida es la de  humedal artificial en flotación, mejor que mejor, al eliminar los problemas futuros de colmatación de los lechos de gravas en todas sus vertientes.
 
En pequeñas poblaciones los costes por habitante de implantación y operación se disparan. ¿Alguien imagina qué pasaría si a un habitante de una pequeña población le cobraran 5 veces más cara la energía eléctrica que a un habitante de una ciudad? Pues eso precisamente es lo que pasa con la factura de depuración de agua cuando en una pequeña población se instala una depuradora basada en un sistema intensivo de depuración.
 
Si queremos que una depuradora haga su función durante su vida útil prevista, no sólo debe ser técnicamente viable sino también económicamente sostenible. En pequeñas poblaciones la solución debe pasar cuando sea posible por tecnologías extensivas.
 
 
Tamiz de helofitas en flotación, aQuarQ - EDAR de Pozorrubio (Cuenca)
 
 
Y para la regeneración de humedales, ¿cómo se comporta vuestro filtro de helofitas en flotación?
 
La principal función del tamiz de helófitas en flotación en la regeneración de humedales naturales y embalses es mitigar el riesgo de eutrofización derivado de la afluencia a estas masas de agua de grandes cantidades de nutrientes procedentes, principalmente, de desagües de regadíos.
 
Las islas flotantes con plantas helófitas han demostrado ser una solución natural y eficiente para mitigar el riesgo de eutrofización. Los principales efectos de estas islas flotantes sobre la masa de agua son:
 
  • Absorción de nutrientes presentes en el agua limitando el nitrógeno y fósforo disponible para el crecimiento de algas y mitigando el riesgo de proliferación excesiva de las mismas.
  • Zonas de sombreo que disminuye la radiación y la temperatura del agua, factores indispensables para la proliferación excesivas de algas.
  • Oxigenación del medio a través del sistema rizomático de las plantas helófitas empleadas, sirviendo de refugio a la vida animal durante la fase de putrefacción de las algas.
  • Filtración-adsorción-remoción de partículas en suspensión en el sistema rizomático.
  • Mitigación del riesgo de proliferación de malos olores derivados de los procesos anaerobios que se desarrollan en los lechos de las masas de agua eutrofizadas.

Asimismo, estas islas flotantes tienen un importante efecto ambiental positivo como refugio de aves acuáticas nidificantes, refugio de anfibios en masas de agua cuyo nivel puede variar de forma repentina como son las aguas embalsadas o para la integración paisajística de arroyos encauzados en entornos urbanos.
 
 
Islas de tamiz flotante  para balsa de aguas pluviales e industriales
 
 
Para finalizar Javier, en la próxima edición de SMAGUA 2019, presentáis los resultados de vuestra modelización matemática para el dimensionamiento de humedales artificiales en flotación, ¿qué podrán conocer los asistentes a vuestra charla?
 
Conocerán cómo hemos realizado el proyecto de investigación, el modelo de dimensionamiento que hemos desarrollado, sus resultados, aplicaciones y nuestra aportación al mundo de la ingeniería hidráulica y reconocida en 2018 por la Asociación de Ingenierías y Consultorías de Extremadura - ASINCEX
 
 
Reconocimiento de ASINCEX a Javier Carbonell,
por su trayectoria y aportación al mundo de la ingeniería hidráulica
 
 
Más información sobre las soluciones de QuarQ Enterprise en www.quarqenterprise.com
 

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