Estanques de jacinto de agua (eichhornia crassipes) para tratamiento de residuos industriales (página 2)

Partes: 1, 2

1.
ASPECTOS TEÓRICOS

1.1 CARACTERÍSTICAS DE LA ESPECIE
Eichhornia crassipes [1]

Nombre científico o latino: Eichhornia
crassipes
Nombre común o vulgar: Jacinto de agua,
Camalote, Lampazo, Violeta de agua, Buchón, Taruya,
Lirio de agua, lechuga de agua, lechuguín
Familia: Pontederiaceae
(Pontederiáceas).
Origen: cursos de agua de la cuenca del Amazonas, en
América de Sur.
Se han distribuido prácticamente por todo el
mundo, ya que su aspecto ornamental originó su exportación a estanques y láminas
acuáticas de jardines en climas templados y
cálidos.
Son consideradas malas hierbas, que pueden obstruir
en poco tiempo una
vía fluvial o lacustre.
Especie flotante de raíces sumergidas. Carece
de tallo aparente, provista de un rizoma, muy particular,
emergente, del que se abre un rosetón de hojas que
tienen una superficie esponjosa notablemente inflada en forma
de globo que forma una vejiga llena de aire, mediante
la que el vegetal puede mantenerse sobre la superficie
acuática.
Hojas sumergidas lineares, y las emergidas, entre
obovadas y redondeadas, provistas de pequeñas
hinchazones que facilitan la flotación.
En verano produce espigas de flores lilas y azuladas
que recuerda vagamente a la del jacinto.
Las raíces son muy características,
negras con las extremidades blancas cuando son jóvenes,
negro violáceas cuando son adultas.
Usos: para adornar pequeños lagos, embalses,
pero sobre todo para estanques y también
acuarios.
Ofrece un excelente refugio para los peces
protegiéndolos del sol excesivo, de las heladas y a los
alevines del embate de los benteveos (Pitangus
sulphuratus).
Las raíces constituyen un excelente soporte
para el desove de las especies ovíparas (carasisus,
carpas, etc.), incluso aquellos aficionados que críen a
sus peces en acuario, en época de fresa les sería
muy útil hacerse de algún ejemplar joven de esta
planta para el acuario de cría donde desovaran sus
peces.
Las raíces del camalote no sólo le
servirán de soporte para los huevos, si no que son un
refugio para los alevines, e incluso en ellas se desarrolla una
microflora que sirve como alimento inicial para los
mismos.
Luz: sol o semisombra. Requiere iluminación intensa, que, si es
artificial, deberá ser proporcionada por una rampa
luminosa completa.
Temperaturas: en invierno la planta debe ser
protegida en invernadero frío en climas con heladas,
manteniéndola siempre en agua.
Se cultiva a una temperatura
entre 20-30ºC. No resiste los inviernos fríos (hay
que mantenerla entre 15-18ºC en contenedores con una
profundidad de al menos 20cm. y una capa delgada de turba en el
fondo). Puede rebrotar en primavera si se hiela.
Necesita aguas estancadas o con poca corriente e
intensa iluminación.
Multiplicación: mediante división de
los rizomas.
Durante el verano se reproduce fácilmente por
medio de estolones que produce la planta madre, llegan formarse
verdaderas ¨islas¨ de gran porte.
Esta especie está considerada entre las 100
especies más invasoras del mundo por la UICN. Es por
ello que hoy en día se desaconseja su utilización
por particulares, para evitar que se siga extendiendo esta
plaga a los ríos por imprudencia en su uso.
Como consecuencia de su proliferación
está creando en ríos y lagos importantes problemas en
canales de riego agrícolas y afecciones a los ecosistemas
ribereños, ya que cubre como una manta toda la
superficie del río, por su fácil reproducción vegetativa y sexual. Esto se
debe a que es una especie alóctona sin predadores, ni
competidores en muchos sitios.
Como es invasora, puede que al retirar el exceso de
un estanque o acuario particular, vaya a parar a entornos
naturales y cause estos daños
ecológicos.

1.2 HISTORIA
[2]

Se introdujo primero en los Estados Unidos
desde Venezuela y se
exhibió en la Exposición
de Algodón
de Nueva Orleans en 1884. Los amantes de los jardines la
adoptaron como planta ornamental sembrándola en piscinas y
estanques. Al poco tiempo, superaron los límites de
estanques ornamentales e invadieron los arroyos, canales,
conductos de aguas de regadío, vías fluviales y
lacustres, convirtiéndose así en una molesta
plaga.

Las potencialidades de esta planta fueron descubiertas
por Sir Albert Howard en 1920. Este brillante científico
especializado en agricultura,
realizó estudios sobre la planta en India y
publicó artículos relacionados con el
aprovechamiento de ésta en la depuración de aguas
residuales, usos derivados como abono orgánico y alimento
para ganado porcino.

1.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA
[2]

Así como las algas, la hierba del lecho del
río y demás plantas
acuáticas, el jacinto de agua tiene un alto contenido de
agua entre 93 y 95%. Esta composición varía
dependiendo del medio en el cual crezca la planta. Cuando hay
escasez de
elementos fertilizantes, se inhibe el crecimiento de la planta.
Por el contrario, en abundancia de nutrientes, la planta se
desarrolla a su máximo límite, adquiriendo un
intenso color
azul-verdoso.

Para realizar el análisis de la composición del
jacinto de agua se tomaron dos muestras, la primera (1) de un
estanque pobre en nutrientes y la segunda (2) de una corriente
lenta en donde las sales tienden a acumularse.

Tabla 1. Composición química del Jacinto
de agua.

Los principales mecanismos de depuración
del jacinto de agua que actúan sobre las aguas
residuales industriales son los siguientes:
Eliminación de sólidos en
suspensión: Los sólidos se eliminan por
sedimentación, decantación, filtración
y degradación a través del conjunto que forma
el sustrato del humedal con las raíces y rizomas del
jacinto de agua.
Eliminación de materia
orgánica: La eliminación de la materia
orgánica del agua es realizada por los
microorganismos que viven adheridos al sistema
radicular de la planta y que reciben el oxígeno a través de un sistema
de aireación muy especializado. Una parte de la
aireación del agua también se realiza por
difusión del oxígeno del aire a través
de la superficie del agua. También se elimina una
parte de la materia orgánica por
sedimentación.
Eliminación de nitrógeno: El
nitrógeno se elimina por diversos procesos: absorción directa por la
planta y, en menor medida, por fenómenos de
nitrificación-desnitrificación y
amonificación, realizados por bacterias.
Eliminación de fósforo: El
fósforo se elimina por absorción por el
jacinto de agua, adsorción sobre las
partículas de arcilla y precipitación de
fosfatos insolubles, principalmente con Fe y Al, en
suelos
ácidos y con calcio en suelos
básicos.
Eliminación de microorganismos
patógenos: Por filtración y
adsorción en partículas de arcilla, acción predatoria de otros organismos
(bacteriófagos y protozoos), toxicidad por
antibióticos producidos por las raíces y por
la radiación UV contenida en los rayos
solares.
Trazas de Metales: Tienen una alta afinidad
por adsorción y complejación con materia
orgánica y pueden ser acumulados en los humedales.
También existen transformaciones microbianas y
asimilación por la planta, mediante la raíz,
la cual atrapa y fija entre sus tejidos
concentraciones hasta de 100 mil veces superiores a las del
agua que las rodea.[4]
La reducción o eliminación de
contaminantes de las aguas residuales, por medio de
ecosistemas acuáticos, con la participación
activa de plantas superiores (macrófitas) adaptadas
al medio acuático (hidrófitos), se conoce
tradicionalmente como fitodepuración. La
fitodepuración de las aguas residuales puede
efectuarse por humedales naturales, en los que el
hombre no interviene en su construcción o mediante humedales
artificiales especialmente diseñados y construidos
para la optimización de su función depuradora.
MECANISMOS DE DEPURACIÓN
[3]
INTERRELACIÓN DEL JACINTO DE AGUA Y
MECANISMOS DE DEPURACIÓN QUE OCURREN DENTRO DEL
ESTANQUE [5]

En el medio ambiente
natural, cuando interacciona el agua, el
suelo, las
plantas y microorganismos y la atmósfera, se
producen procesos físicos, químicos, y
biológicos. Los sistemas de
tratamiento se diseñan para aprovechar estos procesos con
objeto de proporcionar tratamiento al agua.

Los procesos que intervienen en los sistemas de
tratamiento natural incluyen muchos de los utilizados en las
plantas de tratamiento.

Sedimentación
Filtración
Transferencias de gases
Adsorción
Intercambio iónico
Precipitación química
Conversión y descomposición
biológica
Procesos propios como la fotosíntesis, la fotooxidación, y
la asimilación de las plantas.

A diferencia de los sistemas mecánicos, en los
que los procesos se llevan a cabo, de forma secuencial, en
diferentes tanques y reactores a velocidades aceleradas como
consecuencia del aporte energético, en estos sistemas los
procesos se producen a velocidades "naturales" y tienden a
realizarse de forma simultánea en un único
"ecosistema".

El sistema del jacinto de agua es un filtro vivo, es un
sistema de tratamientos de aguas abajo costo, hecho por
el hombre de tal
forma de emular y maximizar los procesos naturales de
purificación conocidos y que se producen en estos
sistemas.

En estos sistemas las plantas acuáticas bombean
oxigeno desde
el aire (atmósfera) hacia las raíces para
así poder
sobrevivir dentro de su hábitat.

La fina capa de oxigeno que cubre las raíces de
las plantas que soportan a una población diversa de microbios aerobios que
digieren moléculas orgánicas y a su vez liberan
dióxido de carbono y
agua.

La combinación de digestión y la
absorción que toma lugar en este sistema provee de una
reducción del CTO (Consumo Total
de Oxígeno) y en la DBO (Demanda
Bioquímica
de Oxígeno) y en las concentraciones compuestos
tóxicos (metales
pesados).

Estos tratamientos son capaces eliminar, hasta cierto
punto, casi todos los constituyentes del agua considerada como
contaminantes.

Sólidos suspendidos
Materia Orgánica
Nitrógeno
Fósforo
Elementos traza.
Compuestos orgánicos de traza.
Microorganismos.

Sólidos suspendidos.- Los sólidos
suspendidos del agua se eliminan por sedimentación,
potenciada por las reducidas velocidades de circulación y
por la escasa profundidad, y por filtración a
través de las formas vivas y de los desechos vegetales. En
la interfase suelo se produce una eliminación
adicional.

Materia orgánica.- La materia
orgánica degradable presente en el agua, ya sea soluble o
insoluble, se elimina por degradación microbiana. Los
microbios responsables de esta degradación suelen estar
asociados a películas que se desarrollan sobre la
superficie de las partículas del suelo, vegetación y desechos vegetales. En
general, éstos sistemas se diseñan y explotan de
modo que resulte posible mantener condiciones aeróbicas,
con la intención de que la degradación de la
materia orgánica se realice, principalmente, gracias a la
acción de microorganismos aeróbicos, ya que la
descomposición aeróbica tiende a ser mas
rápida y completa que la anaerobia y por lo tanto, se
consiguen evitar los problemas de olores asociados a los procesos
de descomposición anaerobia.

Nitrógeno.- El nitrógeno es un
elemento esencial puesto que es un elemento de proteínas.
Las fuentes de
nitrógeno en un estanque incluyen principalmente
nitrógeno atmosférico (N2) y productos de
descomposición provenientes de materias orgánicas
presentes en el estanque. La transformación y
eliminación de nitrógeno en estos sistemas implica
una serie de procesos y reacciones complejas. Los mecanismos
implicados en la eliminación de nitrógeno del agua
dependen de la forma en que esta presente el
nitrógeno.

Nitrógeno orgánico
Nitrógeno amoniacal (NH3 Amoniaco libre o No
Ionizado y NH4 Amonio Ionizado).
Nitrógeno en forma de nitratos (Nitritos NO2 y
Nitrato NO3)
Desnitrificación Biológica

Nitrógeno orgánico.- El
nitrógeno orgánico asociado a los sólidos
suspendidos presentes en el agua, se elimina por
sedimentación y filtración. El nitrógeno
orgánico en fase sólida se puede incorporar
directamente al humus del suelo, que consiste en moléculas
orgánicas complejas de gran tamaño que contienen
carbohidratos
complejos, proteínas, substancias proteínicas y
ligninas. Parte del nitrógeno orgánico se hidroliza
para formar aminoácidos que se pueden descomponer,
adicionalmente para producir iones amonio (NH4).

Nitrógeno amoniacal.- En estos sistemas de
tratamiento, el nitrógeno amoniacal puede seguir
diferentes vías de descomposición. El amoniaco
soluble se puede eliminar por volatilización directa a la
atmósfera en forma de amoniaco gas. Esta
vía de eliminación es de un 10%.

La mayor parte del amoniaco afluente y del amoniaco
convertido se absorbe temporalmente, mediante reacciones de
intercambio iónico, sobre las partículas del suelo
y sobre las partículas orgánicas dotadas de carga.
El amoniaco absorbido es apto para el consumo por la
vegetación y los microorganismos, o para la
conversión a nitrógeno en forma de nitrato mediante
la nitrificación biológica bajo condiciones
aeróbicas.

Nitrógeno en forma de nitrato.- No sufre
reacciones de intercambio iónico debido a su carga
negativa, permanece en solución, y es transportado como
parte del agua percolada. Si no se elimina por consumo de las
plantas o por procesos de desnitrificación, el nitrato es
lixiviado o percolado alcanzando las aguas subterráneas
subyacentes. La vegetación puede asimilar los nitratos,
pero ello solo se produce en las proximidades de las
raíces durante los periodos de crecimiento activo, la que
posteriormente se debería recoger y retirar de
sistema.

Los nitratos son fácilmente asimilados para
nuevos tejidos por las plantas, o se convierte en
nitrógeno elemental por la bacteria de
desnitrificación. Algunos nitratos se pierden en los
sedimentos.

Desnitrificación / Nitrificación
Biológica.- Los nitratos también se eliminan
por desnitrificación biología y posterior
liberación del oxido nitroso gaseoso y del
nitrógeno molecular a la atmósfera. En los sistemas
acuáticos la desnitrificación biológica es
el principal mecanismo de eliminación de nitrógeno.
Para que la desnitrificación sea completa, es necesario
que la relación carbono/nitrógeno sea de al menos
2:1.

En la nitrificación, la bacteria del genero
Nitrosomonas convierte el amoníaco en nitrito, y la
bacteria del genero Nitrobacter convierte nitrito en
nitrato bajo ciertas condiciones. Estas formas inorgánicas
pueden ser tóxicas, es por esta razón que la
amonificación, nitrificación y
desnitrificación son procesos importantes en los sistemas
de acuicultura.

Fósforo.- Los principales procesos de
eliminación de fósforo que se producen son por
adsorción, precipitación química y las
plantas que los consumen. El fósforo, normalmente presente
en forma de ortofosfatos, es absorbido por minerales
arcillosos y determinadas fracciones orgánicas de la
matriz del
suelo. La precipitación química con calcio (a
pH’s
neutros o alcalinos) o con hierro o
aluminio (a
pH’s ácidos), se produce a menor velocidad que
los fenómenos de adsorción. Estos sistemas
acuáticos, presentan un potencial de eliminación de
fósforo limitado.

Elementos traza.- La eliminación de los
elementos traza (principalmente metales) se produce,
fundamentalmente, por el mecanismo de adsorción
(término que engloba reacciones de adsorción y
precipitación) y, en menor grado, mediante la
asimilación de algunos metales por parte de las
plantas.

Los metales son retenidos en el suelo o en los
sedimentos de los sistemas acuáticos. Los rendimientos de
eliminación suelen ser menores al 80% debido al contacto
limitado con sólidos y sedimento.

Compuestos Orgánicos a nivel de traza.-
Los compuestos
orgánicos de traza se eliminan del agua por
volatilización y adsorción seguidas de
degradación biológica o
fotoquímica.

En general, los sistemas permiten eliminar una
fracción importante de los compuestos orgánicos de
traza; sin embargo los datos de que se
dispone en la actualidad no permiten predecir los rendimientos de
eliminación de compuestos individuales.

Microorganismos.- Los mecanismos de
eliminación de las bacterias y parásitos (protozoos
y helmintos) comunes a la mayoría de los sistemas de
tratamiento natural incluyendo la muerte,
retención, sedimentación, atrapamiento,
depredación, radiación, desecación y
adsorción. Los virus se eliminan
casi exclusivamente por adsorción y posteriormente
muerte

EFECTO DEPURADOR [7]

Experimentos realizados demuestran que mediante el uso
de estas plantas se pueden obtener buenas eficiencias en la
remoción de los contaminantes más comunes de aguas
residuales, siendo significativo las remociones en carga de
nitrógeno entre 7 y 38 kg de NTK/Ha.d y cargas de
fósforo entre 0,9 y 13 kg de Pt/Ha.d, observándose
que el tamaño de la planta así como su sistema
radicular influyen en la remoción de contaminantes. Las
plantas utilizadas presentan velocidades de crecimiento entre 123
y 487 g/m2.d (peso húmedo), con un contenido de
proteínas entre 25 y 30% (base seca).

2. ASPECTOS TÉCNICOS DE ESTANQUES DE
JACINTO DE AGUA

PARA DEPURACIÓN DE AGUAS
INDUSTRIALES

2.1 CONDICIONES PARA EL TRATAMIENTO
[5]

Topografía. El terreno debe tener una
topografía uniforme horizontal o con ligera
pendiente.

Característica del suelo. Los suelos mas
indicados son aquellos de permeabilidad lenta (<5 mL/hora). Es
necesario minimizar las pérdidas de agua por
percolación.

Clima. El jacinto de agua puede tolerar
temperaturas entre 16 y 30 °C, con el óptimo
comprendido entre 20 y 26 °C [6]

Profundización. Desde 0.45 m hasta 1.2 m
para tratar de que el agua tenga un mezclado vertical para que
entre en contacto las raíces de las plantas con las zonas
en las que se encuentran las bacterias. A menores concentraciones
de nutrientes del agua se puede manejar profundidades mayores,
puesto que las raíces de la planta crecen en longitud y
los absorben también del suelo.

Carga orgánica. La carga orgánica
expresada en términos de DBO puede variar entre 1 y 30 ppm
al día (10 y 300 kg/ha.día).

2.2 PREPARACIÓN DE LA PLANTA
[5]

Selección.- La cepa inicial se puede
extraer de humedales naturales. Se escogen las plantas mas
pequeñas y que estén floreciendo para ayudar en los
procesos reproductivos. Las plantas grandes se rechazan puesto
que fácilmente se estropean en su recolección,
transporte,
desinfección y siembra.

Desinfección.- El jacinto de agua se
deposita en tanques de depuración de 10m3 de
capacidad (o dependiendo de la cantidad a tratar), las que
tenían agua circulante drenada por el fondo para la
eliminación de sedimentos. Posteriormente se recupera el
nivel y se mantiene para proceder a aplicar cloro con una
concentración aproximada de 50 ppm, para combatir
microorganismos como hongos, bacterias
y otros, además de rotenona a una concentración de
2.5 ppm, para la eliminación de peces.

Siembra.- Después de un periodo de tiempo
conveniente de desinfección, las plantas se colocan en
gavetas para facilitar su transporte hasta el estanque en donde
luego se colocan en cercos, con el máximo cuidado,
desechando plantas estropeadas, quebradas, etc. Existen varias
maneras de colocar los cercos para el jacinto de agua.

2.3 PREPARACIÓN DEL
ESTANQUE[5]

El estanque se prepara siguiendo una rutina normal de
limpieza de malezas, organismos, corrección de drenajes,
etc. Se toma una medida de pH para garantizar un pH inicial mas o
menos neutro. Si es necesario, se hacen correcciones con
carbonato de Calcio. También se aplican fertilizaciones en
base a forrajes naturales, preparación de nichos, etc. El
llenado del estanque se hace una semana antes de la
siembra.

Los divisorios flotantes o cercos son
divisiones hechas con cañas de bambú o cualquier
otro tipo de material adecuado para este uso. Estos divisorios
pueden ir en el centro o en las esquinas (ver fig. 1). Incluso se
puede disponer de un sistema de estanques donde se combinen estas
dos maneras.

Fig 1. Esquema de un sistema de
tratamiento con jacinto de agua.

2.4 MANTENIMIENTO[5]

El jacinto de agua es una especie invasora que se
multiplica rápidamente. Por esta causa es necesario
podarla para que no dañe el cerco o se salga y obstruya
los conductos. En casos contrarios, hay plantas que se marchitan,
no prenden o simplemente se "queman", las cuales hay que
reponerlas.

2.5 DISEÑO Y DISTRIBUCIÓN DEL
ESTANQUE[8]

Se han propuesto diversos diseños de humedales
artificiales a lo largo de su desarrollo
tecnológico. Las variables de
diferenciación pueden hacer referencia al sistema de flujo
del agua residual, sustrato o lecho utilizado, vegetación
y sucesión de unidades de tratamiento.

En cuanto a la dirección del movimiento del
agua a través del humedal se consideran los siguientes
tipos: horizontal, vertical, flujo superficial y flujo
subsuperficial. En cuanto al sustrato, hay sistemas que llevan
por debajo del manto de agua una capa de suelo o tierra vegetal
para enraizar la vegetación, otros que en perfil emplean
exclusivamente un lecho de grava y arena, y otros sistemas
únicamente tienen agua.

En esencia, hay tres líneas de desarrollo
tecnológico de humedales artificiales, cuyo modo de
operación, aun basándose en los mismos principios
biológicos, es diferente. Se trata de los denominados
humedales de flujo superficial, los humedales de flujo
sub-superficial y los humedales con las plantas flotando sobre la
superficie del agua. A este último tipo de sistemas
pertenecen los que utilizan plantas naturalmente flotantes, tales
como el jacinto de agua (Eichornia crassipes) o la lenteja
de agua (Lemna spp.) y las que utilizan especies
emergentes a las que se les hace flotar.

Fig.2 Esquema de un humedal con
especies flotantes.

La principal ventaja que ofrecen estos sistemas es la
gran superficie de contacto que tienen sus raíces con el
agua residual ya que ésta les baña por completo, lo
que permite una gran actividad depuradora de la materia
orgánica por medio de los microorganismos adheridos a
dicha superficie o por las propias raíces directamente.
Como inconveniente principal está la capacidad limitada
que tienen de acumular biomasa, ya que los cuerpos de las plantas
no llegan a alcanzar una altura significativa, permaneciendo
normalmente próximos a la superficie del agua.

En cuanto a la forma del estanque, esta difiere de
acuerdo al espacio disponible para el sistema de tratamiento de
aguas y también del volumen o caudal
de alimentación de aguas residuales que se
necesita tratar. En ocasiones, se requiere diseñar un
estanque en forma rectangular p.ej una piscina, con un grado de
inclinación mínimo requerido. Otro diseño
muy utilizado son los canales con paredes inclinadas, con un
ancho entre 1 – 1.5 m aprox.

Fig 3. Sección transversal de
un sistema de tratamiento de aguas con jacinto de
agua.

Incluso existen diseños conformados por sistemas
de varios canales o piscinas interconectadas, de mayor a menor
grado de contaminación, para optimizar la
purificación del agua, permitiendo la recirculación
de los efluentes (ver figuras.1 y 4). Los primeros canales o
estanques están provistos de una capa impermeable para
evitar la percolación del agua contaminada al subsuelo.
Las siguientes etapas, por el contrario, tienen capas
semipermeables o permeables que contribuyen a la absorción
de materia orgánica no asimilable por las
plantas.

Fig. 4 Sistema de estanques en
serie.

PRETRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
INDUSTRIALES

Origen y clasificación de efluentes
industriales.- Las aguas residuales proceden de diversas
fuentes: aguas de proceso, purga
de aguas de enfriamiento, purga de calderas,
escorrentía de aguas pluviales, agua ácida,
desechos sanitarios.

El agua de proceso es cualquier agua descargada
procedente de las unidades de operación, como drenajes de
bombas, agua del
desalinizador de crudos, escorrentía de tormenta
contaminada en el área de proceso, agua ácida que
ha sido esencialmente depurada del sulfuro de hidrógeno y amoníaco. La tecnología
tradicional para el tratamiento de aguas residuales de las
refinerías consiste en aplicar la reducción
biológica en una serie de lagunas de
aireación.

Dependiendo de la fuente, el tratamiento debe regular el
pH, remover sólidos disueltos, aceites, fenoles,
amoníaco, sulfuros y otras sustancias
químicas.

Ej. El EDTA (ácido
etilendiaminotetracético) sustancia química de la
purga de calderas, la cual forma complejos con los metales
pesados; los ácidos nafténicos del lavado
cáustico de kerosene y turbo combustible; el cromo, zinc y
biocidas procedentes de purgas enfriamiento, hidróxido de
calcio procedente del ablandamiento de agua de
alimentación (sales de sodio y amonio de ácido
etilendiaminotetracético (EDTA) son añadidos como
quelador para limpiar hierro y las escamas procedentes de los
tubos de las calderas).

3. COMPARACIÓN DEL EFECTO DEPURADOR DEL
JACINTO DE AGUA

CON RESPECTO A OTRAS ESPECIES DE
MACRÓFITAS FLOTANTES.

Los resultados que se analizan a continuación
están basados en estudios realizados a nivel de planta
piloto. Los dimensiones de los estanques utilizados fueron: 0.74m
de ancho superior, 0.51m de ancho inferior, 1.50m de largo y
0.56m de profundidad, siendo el área superficial de 1.11m2
y el volumen de 0.47m3 para una profundidad efectiva de 0.50m de
profundidad. A estos estanques se les suministraban de forma
continua las aguas residuales de una comunidad
cercana; dichas aguas eran previamente bombeadas a unos tanques
almacenadores a partir de los cuales se alimentaban los
estanques.

Las muestras de agua fueron tomadas a la entrada y la
salida de cada estanque, después que cada sistema se
encontraba en el estado
estacionario. A estas muestras se les determinaron: DBO, NTK, PT,
SST y Coliformes Fecales (CF), estas tres últimas pruebas no se
les realizaron a todas las muestras. A las plantas cosechadas se
les determinó humedad y nitrógeno.

La velocidad de crecimiento de las plantas se
determinó semanalmente por diferencia de pesada,
manteniendo las siguientes densidades de las plantas : jacinto de
agua (5 kg/m2), lemna (1 kg/m2), pistia (5 kg/m2), salvinia (2
kg/m2) y azolla (1,7 kg/m2).

Los resultados obtenidos demuestran que mediante el uso
de plantas acuáticas flotantes se pueden lograr buenas
eficiencias en la remoción de los contaminantes más
comunes de las aguas residuales domésticas, siendo el
jacinto de agua la planta más eficiente, lográndose
remociones de hasta 70% en DBO con cargas orgánicas de 510
kg/m2.d y tan solo un día de tiempo de retención,
mientras la azolla fue la de menor eficiencia. (Ver
Tabla No.1)

Tabla No.1 : Remoción de
Contaminantes por las Plantas o Lagunas
[7]

Leyenda :

CO = carga orgánica (kg DBO/Ha.d) SST =
sólidos suspendidos totales (mg/l)

TR = tiempo de retención (días) CF =
coliformes fecales (NMP/100 ml)

DBO = demanda bioquímica de oxígeno
(mg/l) * = parte soluble del efluente

NTK = nitrógeno total Kjeldal (mg/l) A =
afluente, E = efluente

Actualmente en Colombia es
están llevando a cabo pruebas con el uso del jacinto de
agua, para determinar bioindicadores en la medición de la calidad de
fuentes de agua en las instalaciones de IMUSA S.A.

"Los insectos acuáticos y una
maleza ayudan a mejorar las aguas contaminadas en Rionegro y en
El Carmen de Viboral." [9]

Los trabajos forman parte del paquete de investigaciones
que adelanta la Universidad
Católica de Oriente y sus unidades de Biotecnología y Ambiental.

Julián Esteban Hernández y Mauricio
Ángel son dos estudiantes de décimo semestre de
Ingeniería Ambiental que desarrollan su
trabajo de
grado en Imusa.

Allí se trabaja hace años con la planta
Eichcornia crassipes (jacinto de agua) como purificadora de
residuos industriales en un canal de 500 metros de
longitud.

La planta, que crece como maleza y que si no es
polinizada se autopoliniza, absorbe metales por la raíz.
Cuando alcanza el punto de saturación se torna café y
se debe retirar.

Los estudiantes trabajan con bioindicadores: mostrar el
número de insectos que hay al comienzo del canal, cuando
las aguas no se han tratado, y al final, tras pasar con lentitud
por la maraña de jacintos.

En el punto inicial encontraron siete familias. En el
último, 25. La planta sí cumple su función y
mejora la calidad de las aguas.

Los insectos que buscan son macroinvertebrados en
estado
larvario adheridos a las raíces de la Eichcornia, y
adultos. Se detectan varias moscas y mucho
cucarrón.

La investigación con bioindicadores de la UCO
se ha extendido a El Carmen de Viboral, donde se evaluó la
planta de tratamiento.

Se encontró que no funcionaba bien: había
pocas especies de estos insectos cumplido el proceso en
ella.

El trabajo en la quebrada Cimarronas lo adelantaron
Gabriel Roldán, Luisa Fernanda Álvarez,
María Cecilia Arango y María Isabel
Gómez

La Eichcornia se emplea en otra investigación,
ésta en laboratorio:
su acción frente a los residuos de Mancozeb o Manzate, que
deja residuos de metales como manganeso y zinc.

La planta la llevan de Santa Elena y le agregan Mancozeb
en proporción de 300 partes por millón. El
análisis se hace en Cornare.

La literatura habla de que
absorbe muy poco los metales pesados, pero en la universidad se
considera que puede ser más alta la
absorción.

Los estudiantes Ángel y Hernández
terminarán su tesis en
diciembre. Han efectuado siete de las nueve mediciones
requeridas.

El que desarrolla el otro equipo en laboratorio tiene
una duración de ocho meses.

Estos avances
tecnológicos se expusieron en la reciente Feria de
la Ciencia que
se cumplió en el auditorio central de la UCO en su sede
Rionegro.

CONCLUSIONES

La conclusión principal del trabajo es que los
estanques de jacinto de agua son una tecnología viable
para la depuración de aguas residuales, especialmente si
éstas son de origen industrial, y puede llegar a tener un
gran futuro en países en vías de desarrollo que
tengan climas tropicales o subtropicales, donde las condiciones
económicas de estos proyectos
(necesidades de terreno, relativamente menores costes de
instalación, operación y mantenimiento), pueden ser determinantes a la hora
de emprender o no la depuración de los efluentes
industriales, si a este punto adicionamos las condiciones
climáticas que favorecerían los rendimientos,
tendríamos una interesante posibilidad de
solución.

VENTAJAS

Los estanques de jacinto de agua es técnica
económicamente factible para tratar efluentes industriales
por varías razones:

Son menos costosos que otras opciones de
tratamiento.
Los gastos de
operación y mantenimiento son bajos. (energía y
suministros)
La operación y mantenimiento no requiere un
trabajo permanente en la instalación.
Los estanques soportan bien las variaciones de
caudal.
Facilitan el reciclaje y
la reutilización del agua.
Proporcionan un hábitat para muchos
organismos.
Pueden construirse en armonía con el
paisaje.
Proporcionan muchos beneficios adicionales a la
mejora de la calidad del agua, como el ser un hábitat
para la vida salvaje y un realce de las condiciones
estéticas de los espacios abiertos.
Son una aproximación sensible con el medio
ambiente que
cuenta con el favor del publico.

DESVENTAJAS

Generalmente requieren grandes extensiones de
terreno, comparado con los tratamientos convencionales. El
tratamiento con estanques de jacinto de agua puede ser
relativamente mas barato que otras opciones, solo en el caso de
tener terreno disponible y asequible.
El rendimiento del sistema puede ser menos constante
que el de un proceso convencional porque depende de los cambios
en las condiciones ambientales, incluyendo lluvias y
sequías.
Los componentes biológicos son sensibles a
sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser
tóxicos.
Se requiere una mínima cantidad de agua para
que sobrevivan, pero no soportan estar completamente
secos.
Además, el uso de estanques de jacinto de agua
para el tratamiento de efluentes industriales es de reciente
desarrollo y no existe aun un consenso sobre el diseño
óptimo del sistema y no se cuenta con suficiente
información sobre el rendimiento a largo
plazo.

Si no se controla la expansión del jacinto de
agua sobre la superficie del estanque, pueden sobrevenir una
serie de eventos
perjudiciales tanto para la dinámica del estanque como para el medio
ambiente, tales como:

Obstruir los canales de flujo de corrientes de
agua.
Exceder la cantidad máxima de nutrientes
requeridos, dejando a las demás especies cohabitantes
sin posibilidades de subsistencia.
Convertirse en refugio optativo para plagas,
roedores, depredadores y especies dañinas que pueden
generar un desequilibrio en el ecosistema.
Invadir otros ecosistemas, si los desechos de esta
planta no se eliminan correctamente o no se le da un destino
mas productivo como por ej. producción de biogás,
producción de biomasa para alimento de animales,
etc.
Pérdida de agua a la atmósfera por
excesiva evapotranspiración.