Riego bajo superficie con efluentes

RIEGO POR GOTEO SUBTERRÁNEO
CON EFLUENTES URBANOS:
POSIBILIDADES, PREGUNTAS Y RESPUESTAS
GEOFLOW Europe
Chile,10, Of. 35 – 28290 LAS ROZAS – MADRID
Tel.: 916 368 147 Fax: 916 303 783
E-mail: [email protected]
INTRODUCCIÓN
Hoy en día, no debemos poner en duda la importancia y la necesidad de reutilizar al
máximo posible las aguas residuales: la sociedad, y el desarrollo sostenible de la misma,
exigen una gestión correcta de los recursos hídricos. En este marco, la reutilización de
efluentes depurados debe considerarse como un componente intrínseco del ciclo natural
del agua, aportando un recurso con una buena distribución geográfica, además de
representar caudales importantes. Los beneficios de la reutilización son:
•
•
•
•
•
Incremento de los recursos existentes;
Sustitución de agua potable con agua depurada para aplicaciones que no requieren una
calidad tan elevada;
Aprovechamiento de los nutrientes presentes en el agua depurada;
Reducción de la contaminación de los cursos naturales de agua;
Mayor fiabilidad y regularidad del agua disponible.
El uso más evidente de las aguas residuales tratadas es el riego, pero si se riega con sistemas
tradicionales, los efluentes requieren tratamientos terciarios adicionales, por dos razones
principales: (1) para evitar riesgos sanitarios: el público estará en contacto con el efluente, y
por tanto es necesaria una desinfección para eliminar los patógenos, y (2) porque los
efluentes todavía llevan muchos microorganismos, cuyo crecimiento provocaría un rápido
deterioro de las instalaciones de riego.
GEOFLOW ha desarrollado un nuevo sistema para la reutilización de efluentes urbanos
mediante Riego por Goteo Subterráneo, completamente adaptado para operar con
efluentes con calidad de tratamiento secundario o inferior. Con este sistema, a la vez de
aprovechar al máximo el efluente, se evita el posible contacto con el público y se reducen
los gastos de tratamiento.
GEOFLOW: SISTEMAS DE RIEGO POR GOTEO SUBTERRÁNEO (RGS)
PARA LA REUTILIZACIÓN DE EFLUENTES URBANOS
El riego por goteo subterráneo (RGS) ha evolucionado en los últimos años hacia sistemas
de aplicación del agua más eficientes y respetuosos con el medio ambiente, gracias a la
tecnología ROOTGUARD®, que protege los goteros contra la intrusión de raíces. Fruto de
este desarrollo nace GEOFLOW, sistema de aplicación bajo superficie de los efluentes
urbanos.
El sistema de goteo GEOFLOW aplica los efluentes urbanos bajo la superficie del suelo en
la zona radicular, a baja presión, mediante tuberías de polietileno con goteros integrados.
Estas tuberías están protegidas contra el desarrollo de colonias bacterianas y biofilm. El
diseño de una instalación se basa en un concepto de enterrar las tuberías con goteros
paralelamente, con conducciones secundarias de suministro y retorno a cada lado, creando
así un circuito cerrado (Véa Fig. 1). El resultado de este diseño tipo parrilla es que, por
debajo de la superficie, la zona queda completamente y uniformemente humedecida.
Las aplicaciones del sistema Geoflow son muy variadas: parques y jardines, paisajismo,
terrenos de ocio y deporte, zonas forestales, agricultura, etc.…
1
Fig. 1. Esquema de una instalación típica de riego por goteo enterrado con efluentes urbanos.
Las ventajas principales del riego subterráneo con efluentes urbanos son las siguientes:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bajo nivel de tratamiento: el sistema está concebido para operar con efluentes de
tratamientos secundarios.
Se evita el contacto con el efluente gracias a la aplicación subterránea, y por tanto su
uso es seguro en sitios donde el riego convencional con efluentes es cuestionable desde
el punto de vista sanitario: parques, zonas de recreo, frutales, etc.
Un buen diseño garantiza que no se produzcan encharcamientos ni escorrentías.
Sistema invisible y por tanto antivandálico.
Calendario de riego flexible: se puede regar mientras los terrenos estén en uso.
Es aplicable en circunstancias difíciles como terrenos con acuíferos poco profundos,
suelos compactos, terrenos rocosos, pendientes pronunciadas, alrededor de edificios o
árboles existentes, y en áreas con mucho viento.
Reducción de fitopatologías y crecimiento de malas hierbas ya que la superficie del
terreno se mantiene seca durante el riego.
Aplicación muy uniforme del agua.
Mejor absorción de los nutrientes por las plantas, ahorros en fertilizantes.
El efluente experimenta un tratamiento por el efecto depurador del suelo en la zona
radicular, de modo que si percola el agua, es de buena calidad.
Reducción de las cantidades de agua, y como consecuencia de sales, aplicadas al suelo,
ya que el riego subterráneo es más eficiente.
Los bajos costes de instalación y operación del sistema hacen posible cubrir grandes
superficies.
Larga vida útil gracias a la protección ROOTGUARD® contra la intrusión de raíces en
los goteros.
2
Ya que el RGS con efluentes es una práctica novedosa y poco conocida en Europa, suelen
surgir preguntas y dudas acerca de varios aspectos del sistema, como pueden ser las
siguientes:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Componentes del sistema
Parámetros de diseño
Aspectos sanitarios
Gestión de sales
Efecto sobre la permeabilidad del suelo (TAS)
Concentración de metales pesados en el suelo
Contaminación de los acuíferos
Aptitud de los efluentes para el riego
Colmatación del sistema
Fiabilidad y durabilidad
Coste económico
1. COMPONENTES DEL SISTEMA
1.1. LATERALES DE GOTEO
Los laterales son tuberías de polietileno con goteros integrados a intervalos regulares.
Enterrados a una profundidad típica de 15 a 30 cm, proporcionan una descarga lenta y
uniforme del efluente bajo la superficie. La distancia entre goteros varía, según la
aplicación, entre 30 y 150 cm.
Goteros no autocompensantes IDIT – goteros autocompensantes ADI
Para los goteros IDIT el caudal emitido es una función de la presión en el gotero. Los
goteros ADI emitirán un caudal uniforme dentro de un amplio rango de presión,
comprendido entre 0,8 y 4,3 Atm. Recomendamos la utilización de los goteros ADI
cuando las ventajas tienen un valor económico sustancial:
• Laterales ADI pueden ser más largos que laterales IDIT, y por lo tanto permiten cubrir
áreas más grandes.
• Terreno ondulado: si la diferencia en altura es más de 2 m, se deben utilizar laterales
ADI. Para prevenir la intrusión de tierra en los goteros, se deben instalar válvulas
antivacío en los puntos más altos del terreno.
• Pendientes y taludes: los sistemas deberían de ser diseñados de tal forma que los
laterales sigan las curvas de nivel. En este caso, el
coste extra de instalar laterales con goteros ADI será
probablemente inferior al incremento del coste de
una instalación con laterales con goteros no
autocompensantes, ya que estos requieren
Gotero autocompensante ADI
componentes para regular la presión. Además, los
goteros ADI garantizarán una aplicación uniforme en todos los puntos del terreno.
Régimen turbulento
Los ángulos en el laberinto de flujo de los goteros están diseñados para causar turbulencia,
con el fin de igualar el flujo entre goteros y mantenerlos limpios. Los goteros Geoflow
poseen pasos de flujo muy anchos, que, combinado con el régimen turbulento, han
probado su fiabilidad y durabilidad a lo largo de los años.
3
Protección contra la intrusión de raíces:
GEOFLOW tiene una licencia exclusiva de ROOTGUARD® para proteger los goteros
contra la intrusión de raíces. Treflan®, un inhibidor de la división de las células, se
incorpora como pre-emergente en los goteros durante su fabricación y evita que las raíces
crezcan dentro de la salida del gotero. Treflan® es un herbicida no sistémico, insoluble en
agua, y con un alto coeficiente de absorción al suelo, de modo que no se extiende por el
mismo. ROOTGUARD® tiene una garantía de 10 años, y una vida útil superior a los 20
años. Su uso está aprobado por la EPA.
Protección por bactericida
La capa interior de los laterales incorpora un bactericida, para inhibir el crecimiento
bacteriano y la formación de biofilm dentro de los laterales. Esta protección hace que los
sistemas de GEOFLOW sean realmente adecuados para operar con aguas residuales. El
bactericida no migra por el plástico ni se diluye en el agua. Su uso está aprobado por la
EPA.
1.2. FILTROS
El filtro es el primer componente entre la bomba y el campo de aplicación, y es de suma
importancia. Los requisitos del filtro dependen básicamente de la
calidad del efluente y del caudal. Los sistemas Geoflow suelen
incorporar filtros ciclónicos de autolimpieza con una malla de 150
mesh/100 micras. Dado que el paso más estrecho del laberinto en los
goteros ADI es de 355 micras (los pasos del IDIT son incluso
mayores), esta filtración garantiza que no se colmaten.. Para grandes
Filtro ciclónico
caudales o efluentes muy cargados se pueden poner otros tipos de
filtros, siempre y cuando garanticen el mismo grado de filtración.
1.3. VENTOSAS Y VÁLVULAS ANTIVACÍO
Ventosa
Ventosas y válvulas antivacío son unos accesorios absolutamente
necesarios en sistemas de RGS, especialmente en terrenos con pendientes,
donde se instalan en los puntos más altos del terreno. Evitan que entre
tierra en los goteros, debido al efecto sifón o la inversión de presión
cuando se para la bomba.
También se utilizan para conseguir un drenaje adecuado en condiciones de
heladas.
1.4. PROGRAMADORES
Con la llegada de ordenadores de bajo coste, los programadores se pueden configurar
según las necesidades de cada aplicación, y la sofisticación potencial sólo se ve limitada por
el coste. Los programadores del sistema de riego a menudo se acoplan a los de la planta
depuradora. Los sistemas grandes suelen incluir telemetría para avisar a los técnicos a
distancia en caso de malfuncionamiento.
1.5. BOMBAS, REGULADORES DE PRESIÓN, VÁLVULAS, ETC.
Suelen ser los mismos que se utilizan para cualquier sistema de riego por goteo típico.
4
2. PARÁMETROS DE DISEÑO
No sólo son los componentes específicos que garantizan el buen funcionamiento del
sistema de Geoflow. El diseño correcto de una instalación es igual de importante. Factores
como las características del suelo y del efluente, el tipo de cubierta vegetal y las condiciones
locales, determinarán las tasas de aplicación del efluente, el espaciamiento entre goteros y la
superficie de una instalación
2.1. TIPO DE SUELO
2.1.1. Eliminación de efluentes
Cuando se diseña una instalación para eliminar un efluente, el objetivo será de utilizar la menor
área posible para eliminar un cierto caudal, con una tasa de aplicación más o menos uniforme
durante todo el año. La textura del suelo determinará la tasa de aplicación máxima (l/m2/día) y
el área total mínima (m2/m3/día), necesaria para absorber un determinado caudal. Basándose
en la permeabilidad de los diferentes tipos de suelo, se obtienen los valores siguientes:
Tabla 1. Directrices sobre la superficie mínima requerida para la aplicación de efluentes de tratamiento
secundario ( SS y DBO5 ≈ 20 mg/l) 1
Tipo de suelo
Arenoso-grueso
Arenoso-fino
Franco-arenoso
Franco
Franco-arcilloso
Franco-arcillo-limoso
Arcilla no expansiva
Arcilla expansiva
Arcilla pobre
Permeabilidad, KSAT Tasa de aplicación
(cm/h)
máxima
(l/m2/día )
>5
57
3,8 – 5
49
2,5 – 3,8
41
1,9 – 2,5
29
1,3 – 1,9
24
0,8 – 1,3
16
0,5 – 0,8
8
0,25 – 0,5
4
<0,25
3
Fig 2. Bulbo húmedo que se forma alrededor del
gotero. Más de 40% del volumen del bulbo es
aire.
1
2
Área total mínima
(m2/m3.día)
17,5
20,4
24,5
35,0
49,0
61,3
122,5
196,0
326,8
Es importante notar que los sistemas Geoflow
se diseñan de tal forma que las tasas de
aplicación están por debajo del 8 % de la
permeabilidad o conductividad hidráulica 2 del suelo.
Además, la aplicación del efluente suele
efectuarse en breves “pulsos”, con una
frecuencia típica de 5 a 10 min. de riego cada
hora. De esta forma se consigue que el agua se
mueva por capilaridad, más que por gravedad,
en la capa más permeable del suelo, permitiendo
una buena aireación de la zona húmeda
alrededor del gotero (Fig. 2).
SS = Sólidos en Suspensión; DBO5 = Demanda Biológica de Oxígeno en 5 días, una forma de expresar la
carga orgánica biodegradable de un efluente.
La permeabilidad de un suelo no es una constante y varía con el contenido en agua del mismo. Según
aumenta el contenido de agua de un suelo, su permeabilidad disminuye y alcanza un valor mínimo cuando el
suelo está saturado, KSAT. Como parámetro de diseño, se considera la KSAT del suelo, y se aplica el efluente
a una tasa que representa como máximo el 8% de este valor (vea tabla 1).
5
Se puede considerar cada gotero como una “mini-depuradora”, que optimiza las
condiciones en el suelo a su rededor para la absorción de nutrientes y la degradación de la
carga orgánica en el efluente por las plantas y los microorganismos. Además, con las bajas
tasas de aplicación, se maximiza la evapotranspiración, se reduce al mínimo el movimiento
del agua hacia abajo, y se evita la posibilidad del afloramiento del efluente en épocas de
lluvia.
2.1.1. Reutilización de efluentes
En aplicaciones de reutilización, el objetivo no es minimizar la superficie de la instalación,
sino proporcionar las cantidades de agua suficientes para cubrir las necesidades hídricas del
césped o de las plantas. Dado que estas necesidades suelen ser inferiores a las tasas de
aplicación que figuran en la tabla 1, con 1 m3/dia de efluente se podrán cubrir áreas
mayores que las indicadas en la tabla, independiente de la textura del suelo. En estos casos,
las pautas de diseño se parecen mucho a las de un RGS con agua limpia.
2.2. CALIDAD DEL EFLUENTE
En casos de efluentes con una DBO5 alta, la tasa de aplicación y el área total de la tabla 1 se
mantienen, pero se aumenta el número de goteros por superficie. Existe una relación lineal
entre la DBO5 del efluente y el número de goteros por superficie: cuando se emplean
efluentes con la DBO5 alta, la materia orgánica se aplica de forma más dispersa al suelo, y
hay más “puntos” disponibles para facilitar su degradación. De este modo se evita la
formación de condiciones anaerobias y “capas bacterianas” que podrían obstruir los poros
del suelo.
2.3. CONDICIONES LOCALES (TOPOGRAFÍA, PROFUNDIDAD DEL ACUÍFERO, ETC)
En casos de terrenos con pendientes, los goteros autocompensantes aseguran un caudal
uniforme a pesar de las diferencias de nivel, y siempre cuando sea posible, los laterales de
goteo tendrán que seguir las curvas de nivel. Siempre se instalarán ventosas en los puntos
altos del terreno, y se pueden instalar válvulas anti-retorno sobre las líneas de suministro y
retorno para evitar el drenaje por gravedad hacia zonas bajas.
El acuífero tiene que estar a más de 60 cm por debajo de los goteros. Esta distancia asegura
que el sistema funcione sin alterar la calidad del agua subterránea.
La presencia de rocas, capas impermeables, zonas al pie de pendientes donde se acumula
agua de lluvia, etc., son otros aspectos a considerar cuando se elige el terreno.
2.4. CLIMATOLOGÍA
Contrario a lo que se podría pensar, la pluviometría no es un factor determinante en el
diseño de un sistema, ya que las tasas de aplicación son muy bajas, lo que permite un buen
funcionamiento incluso en climas húmedos.
Un factor que sí influye en el diseño de un sistema es la posibilidad de heladas. En zonas
con inviernos fríos es importante que las líneas de suministro y retorno estén en pendiente
y bajen hacia el depósito de bombeo o el tanque de pre-tratamiento, que tienen que estar
situados en el punto más bajo del sistema. En los puntos altos se instalan ventosas. Así se
asegura un drenaje adecuado y completo del sistema después de cada pulso de aplicación.
6
3. ASPECTOS SANITARIOS
3.1. TIPOS DE EFLUENTES
Aunque la aplicación subterránea de los efluentes es una forma efectiva de tratamiento, se
requieren tratamientos básicos antes de poder utilizarlos. Los posibles tratamientos para
aguas residuales urbanas se clasifican en los primarios, para la eliminación de sólidos,
grasas, etc., y los secundarios, que reducen la carga orgánica por una acción biológica.
Cualquier tratamiento añadido se denomina terciario o avanzado, y su objetivo suele ser la
desinfección. Los costes de un tratamiento terciario son en general elevados, y no siempre
es eficaz para la eliminación de todos los patógenos. Suele dar buenos resultados para
patógenos bacterianos como coliformes fecales o Salmonella, pero muchos virus y huevos
de nematodos no se eliminan satisfactoriamente. La desinfección es un requisito cuando se
reutilizan los efluentes en riego por aspersión o superficial. La tabla 2 da un ejemplo de la
eliminación de patógenos por las diferentes etapas.
Tabla 2. Eliminación de patógenos por etapas de tratamiento de aguas residuales (Nº/l) (Adaptado de
Yates, 1992)
Efluente
Sin tratar
Primario
Secundario
Terciario
Dosis de infección
Virus
500.000
129.250
117.700
42
1
Salmonella
42.500
935
288
2
>1000
Giardia
104.500
59.400
30.460
784
25-100
A la hora de evaluar la efectividad del terciario y el riesgo sanitario potencial asociado al uso
de los efluentes, es importante considerar la dosis de infección de un organismo. Se puede
apreciar que, después del terciario, es poco probable que los 2 organismos de Salmonella
causarían enfermedad, ya que la dosis de infección es superior a 1000 organismos. Sin
embargo, las concentraciones de virus y Giardia son las suficientemente altas para que
muchas personas contrajesen enfermedades en caso de ingestión del agua.
3.2. DATOS EXPERIMENTALES CON RIEGO SUBTERRÁNEO
En los últimos años, se han llevado a cabo varias investigaciones sobre los posibles riesgos
sanitario asociados al riego subterráneo con efluentes urbanos, de las que mencionamos
algunas.
•
•
•
Basándose en un ensayo de campo en Israel, Oron (1992) informa que se puede utilizar
el RGS con efluentes secundarios para cultivos comestibles, realizando una
contaminación mínima del suelo y las plantas. Con riego por aspersión, sin embargo,
esta contaminación es máxima.
En un experimento de 5 años en Monterey (EEUU), Sheikh et al. (1990) encontraron
que los niveles de coliformes totales y fecales en suelos regados con efluentes
secundarios y con agua de pozo eran iguales.
Campos et al. (1999), utilizando efluentes de un lagunaje para riego por goteo tanto
superficial como subterráneo en viñedos, constataron que el suelo (en este caso francoarcilloso) era muy efectivo en la eliminación de patógenos, y que la eliminación máxima
ocurrió con riego enterrado a una profundidad de 40 cm. En ninguno de los casos se
detectaron huevos de nematodos en el suelo. Concluyeron que se pueden eliminar los
riesgos sanitarios en la reutilización de efluentes de baja calidad, sin necesidad de
desinfección, mediante una aplicación correcta del RGS.
7
Todos los resultados indican que el RGS con efluentes sin desinfectar es una práctica
segura desde el punto de vista sanitario.
3.3. LEGISLACIÓN
En general, las normativas acerca de la reutilización de aguas residuales depuradas suelen
enfocarse en la calidad sanitaria de las mismas. La legislación básica es competencia del estado,
mientras que las Comunidades Autónomas realizan el desarrollo normativo y la ejecución.
Todavía no existe ninguna normativa nacional que establezca con precisión cuales son las
condiciones básicas de la reutilización en España. El marco de referencia principal se encuentra
en la Ley de Aguas (Ley 29/1985 de 2 de agosto) y el Reglamento del Dominio Público
Hidráulico (RD 849/86, de 11 de abril).
Según la Ley de Aguas, “el gobierno establecerá las condiciones básicas para la reutilización
directa de las aguas, en función de los procesos de depuración, su calidad y usos previstos.”
El Reglamento del Dominio Público Hidráulico, que desarrolla esta ley, establece que “la
reutilización de las aguas residuales requerirá concesión administrativa”, y que “en todos los
casos de reutilización directa de aguas residuales se recabará por el Organismo de Cuenca
informe de las Autoridades Sanitarias, que tendrá carácter vinculante.” Por lo tanto, cada
aplicación está condicionada por los Organismos de Cuenca y las Autoridades Sanitarias
competentes.
Al nivel de las Autonomías, sólo en Baleares se menciona específicamente el riego
subterráneo como método de reutilización3. En cuanto a los requisitos sanitarios, se
estipula lo siguiente: “Excepto cuando se emplee el riego subterráneo, se deberán cumplir
las siguientes directrices para el riego sin restricción: < 1 huevo de nematodos intestinales
por litro y <1000 bacterias coliformes fecales por 100 ml”.
4. GESTIÓN DE SALES
La intrusión de agua del mar en las redes de pluviales es la mayor causa de la salinidad de los
efluentes en muchas ciudades costeras. Existen proyectos en los que se aplican aguas salobres
en parques con RGS. Un ejemplo es Holoholokaibeach Park en Hawai, donde se riegan el
césped y las plantas con efluentes con una concentración de cloruros de 900 mg/l y un pH de
7,6 desde hace 10 años. El éxito de este proyecto se debe la elección de plantas adecuadas, un
diseño adaptado a la situación y entendible para los operarios, formación del personal, y una
supervisión más rigurosa de la instalación del sistema.
5. EFECTO SOBRE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO (SAR o TAS)
Agua de riego con una alta concentración de sodio en relación con calcio y magnesio (SAR
o TAS: Tasa de Absorción de Sodio) puede alterar la estructura del suelo, reduciendo la
permeabilidad y la aireación. Altos contenidos en sodio pueden causar problemas de
infiltración cuando los contenidos en calcio y magnesio son bajos.
Análisis del agua y del TAS serán siempre útiles para diagnosticar de antemano este tipo de
situación. Los valores TAS se tienen que evaluar en relación con la conductividad (ECw) y
la concentración de bicarbonatos del agua.
Decreto 13/1992, de 13 de febrero, por el que se regula la evacuación de vertidos líquidos procedentes de
plantas de tratamientos de aguas residuales urbanas (BOCAIB nº 29, de 7 de marzo de 1992)
3
8
Se sabe que aguas que han sido ablandadas y algunos detergentes tienen altas
concentraciones de sales de sodio (Sheikh, 1992). Tras un estudio de 5 años, Sheikh et al.
(1990) concluyeron que cualquier problema relacionado con el TAS se produciría a largo
plazo (más de 50 años), y que podría remediarse con la adición de cal o yeso. En casos de
hoteles, casas particulares, urbanizaciones, etc, se puede recomendar el uso de detergentes
que no contengan sales de sodio.
Se puede encontrar mucha información práctica sobre aguas y suelos salobres en el manual
editado por Pettygrove y Asano (1990).
6. METALES PESADOS
Existen estudios que confirman que, cuando se riega con efluentes urbanos de buena
calidad, los niveles de metales en el suelo no se ven alterados (Sheikh et al, 1990). Sin
embargo, el problema de metales pesados suele producirse cuando hay vertidos industriales
a la red de alcantarillado. Cuando se producen situaciones de concentraciones elevadas de
metales pesados, el efluente tiene que considerarse como no apto para riego sin tratamiento
previo.
7. CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS
Como se ha mencionado antes, las tasas de aplicación en los sistemas Geoflow suelen ser
inferiores al 8 % de la permeabilidad de un suelo, lo que corresponde con un factor de
seguridad de 12. De este modo, se maximiza la evapotranspiración y la absorción de
nutrientes se reduce al mínimo el movimiento hacia abajo del agua.
En segundo lugar, se sabe que la aplicación lenta de efluentes al suelo, en la zona radicular,
es un tratamiento eficaz de por sí, gracias a los procesos físico-químicos y biológicos que
ocurren en la misma, mejorando sustancialmente la calidad del efluente, y produciendo una
agua de una calidad aceptable para que percole hasta el acuífero o los tubos de drenaje, sin
provocar cambios en la calidad del agua del acuífero (Pettygrove y Asano, 1990; Reed,
1984; Sheikh et al, 1990; Stevens, 1974).
8. APTITUD DE LOS EFLUENTES PARA EL RIEGO
¿Cuales son los límites en términos de sólidos en suspensión, salinidad, pH e indicadores de
sustancias tóxicas? Hay un conocimiento bastante desarrollado sobre los niveles de
sustancias o combinaciones de sustancias que las plantas pueden tolerar (Ayars et al, 1985;
Pettygrove y Asano, 1990). Existen muchas tablas que indican la tolerancia a la salinidad de
varios tipos de plantas y cubiertas vegetales, pero es difícil de predecir los efectos de
algunos procesos a largo plazo, ya que las sales pueden acumularse en el suelo y la calidad
del efluente puede cambiar. La tabla 3 da algunos de los criterios para determinar la aptitud
del agua para el riego.
9
Tabla 3. Directrices para la calidad de aguas de riego (adaptado de Pettygrove y Asano, 1990)
Tipo de problema
Salinidad
SST
mg/l
Permeabilidad
SST
mg/l (bajo)
Toxicidad suelo
Cloruros mg/l
Boro
mg/l
Foliar
Sodio
mg/l
Cloruros mg/l
Otros
N de nitratos
NO3-N mg/l
Bicarbonatos
HCO3
mg/l
pH
Grado de restricción sobre el uso
Ninguno
Ligero a
Estricto
moderado
<500
500-2.000
>2.000
>320
0-320
---
<70
<0,5
70-345
0,5-2,0
>345
>2,0
<70
<100
>70
>100
-----
<5
5-30
>30
<40
6,5 - 8,4
40-520
---
>520
---
9. COLMATACIÓN DEL SISTEMA
El problema de la colmatación ha sido investigado ampliamente y la industria del riego ha
acumulado mucha experiencia sobre el uso de agua combinado con efluentes y aguas
residuales (Adin (et al.), 1986, 1987 y 1989; Oron et al., 1980 y 1986). En la tabla 4 se
resumen algunos criterios generales del agua para evitar problemas en sistemas
convencionales de riego por goteo.
Tabla 4. Potencial de colmatación por el agua de riego utilizado en sistemas de riego por goteo (adaptado de
Pettygrove y Asano, 1990)
Tipo de problema
Físico
Sólidos en suspensión
Químico
pH
Sólidos disueltos (mg/l)
Manganeso(a) (mg/l)
Hierro(b) (mg/l)
H2S (mg/l)
Biológico
Población bacteriana
Restricciones sobre el uso
Ligeras
Moderadas
Estrictas
<50
50-100
>100
<7
<500
<0,1
<0,1
<0,1
7–8
500-2.000
0,1-1,5
0,1-1,5
0,1-2,0
>8
>2.000
>1,5
>1,5
>2,0
<10.000
10.000-50.000
>50.000
(a): Aunque no se produzcan restricciones de riego a estos valores, pueden producirse problemas de toxicidad
para las plantas
(b): Concentraciones superiores a 5 mg/l pueden causar desequilibrios nutricionales en ciertos cultivos
Se podría decir que la tecnología de Geoflow está concebida desde la perspectiva todos los
tipos de colmataciones que podrían producirse en RGS con aguas residuales, e incorpora
los componentes necesarios para contrarrestar cada uno de ellos
10
Partículas
Para sistemas convencionales de RGS con agua limpia en condiciones ideales, muchos
autores aconsejan una filtración hasta 50 micras. Dado que los goteros de Geoflow tienen
un paso crítico 5 a 10 veces más ancho que otros goteros en el mercado, basta ampliamente
una filtración hasta 100 micras
Crecimiento bacteriano
Una de las mayores preocupaciones es el crecimiento bacteriano, que suele ocurrir cuando
el sistema está parado. Los altos contenidos en materia orgánica, nutrientes y hierro de los
efluentes urbanos constituyen un sustrato ideal para que crezcan las bacterias, formando
película bacteriana que puede obstruir los goteros.
En el diseño de sus sistemas, Geoflow desaconseja las prácticas habituales de cloración
(continua o intermitente) o adición de sulfatos de cobre, ya que las tuberías Geoflow tienen
una capa interior protegida por un bactericida que bate el sistema energético de los
microorganismos. Con esta protección contra el crecimiento bacteriano, los sistemas
Geoflow llevan funcionando satisfactoriamente desde hace ya más de 10 años.
La inyección de cloro también puede resultar problemática, porque causa la precipitación
de hierro y manganeso. Por eso, la cloración debe efectuarse antes de los filtros, con el fin
de eliminar los precipitados.
Intrusión de raíces
Otro problema que se presenta es la intrusión de raíces en los goteros. Los goteros de
Geoflow están protegidos por ROOTGUARD®, que inhibe la división de células.
ROOTGUARD® es el único sistema en el mercado que ofrece una garantía de 10 años
contra la intrusión de raíces, y una vida útil de más de 20 años.
Intrusión de suelo en los goteros
Por efectos de la gravedad, golpe de ariete, etc., se puede invertir la presión en las tuberías.
Esto significa que en vez de presión, se produce un vacío o una succión dentro de las
tuberías, lo que puede provocar la intrusión de partículas de suelo en los goteros. Por ello,
se instalan ventosas en los puntos adecuados. Las ventosas permiten la entrada de aire en el
sistema cuando se invierte la presión, impidiendo así la creación de un vacío dentro de las
tuberías.
Precipitación de sales
La precipitación química puede producirse cuando las concentraciones de bicarbonatos o
sulfatos de calcio o magnesio son altas, especialmente cuando el agua es muy alcalina. Las
sales se precipitan cuando el agua se calienta o cuando los sistemas no están en uso y se
secan. El RGS no es susceptible a este problema, ya que la temperatura en el suelo a la
profundidad de los goteros varía muy poco y las instalaciones se mantienen húmedas
continuamente.
10. FIABILIDAD Y DURABILIDAD
Gracias a sus características técnicas y unos parámetros de diseño bien definidos, los
sistemas Geoflow no se ven afectados por los problemas principales, mencionados en el
párrafo anterior, que suelen afectar a las instalaciones de riego convencionales.
11
Si se diseña la instalación dentro de los parámetros y los límites establecidos por Geoflow4,
siguiendo además las instrucciones – mínimas – para el mantenimiento, una instalación
llegará fácilmente a tener una vida útil superior a los 20 años.
11. COSTE ECONÓMICO
El riego subterráneo con efluentes urbanos tendría que ser una solución asequible.
Dependiendo del lugar, el coste inicial de la instalación, comparado con sistemas de riego
por aspersión, puede variar entre aproximadamente lo mismo y un 50 % más alto. Sin
embargo, una instalación de RGS con aguas residuales es una inversión sólida, que genera
ahorros de varios tipos:
•
•
•
•
•
•
•
•
Ahorros en agua, mejor gestión de los recursos hídricos
Ahorros en fertilizante: regando con un efluente típico de secundario, los ahorros en
fertilizantes pueden ascender fácilmente a 1,5 ptas. por m3 de efluente.
Ahorros en el tratamiento: no hace falta un tratamiento terciario.
Ahorros en mantenimiento: la ausencia de partes móviles reduce sustancialmente los
gastos de mantenimiento comparado con riego por aspersión.
Ahorros en infraestructura de suministro: ya que se puede regar continuamente,
mientras los terrenos están en uso, el caudal instantáneo es más bajo, y los diámetros de
las tuberías de suministro del agua pueden ser menores.
El RGS es invisible y por tanto antivandálico. Es un factor importante, sobre todo en
espacios públicos.
El RGS con efluentes garantiza un suministro regular y fiable del agua, incluso durante
sequías.
La valoración y gestión de riesgos también es un factor importante en la evaluación
económica de un sistema de riego en todo lugar donde el público pueda tener acceso.
Estos riesgos se reducen de la forma siguiente:
− Riesgo sanitario reducido.
− En zonas recreativas o deportivas hay menos riesgo de lesiones para público y
jugadores.
− En el caso de medianas no existen riesgos asociados con las escorrentías, y la
consecuente formación de charcos en calles y aceras.
− Menos riesgo de vandalismo.
CONCLUSIONES
Los riesgos asociados con los aspectos mencionados en los puntos 3 hasta 9 pueden variar
mucho, desde insignificante hasta crítico, dependiendo de la calidad y la procedencia del
efluente, el tipo de suelo y la cubierta vegetal. Los sistemas de Geoflow sólo se instalarán
cuando la calidad del efluente y las circunstancias lo permitan, ya que se pretende dar
soluciones, y evitar problemas.
En general, los sistemas de RGS son muy apropiados para programas de reciclaje de aguas
residuales. El ahorro de agua, la reducción de la contaminación de acuíferos y aguas
superficiales, y un riesgo sanitario reducido, hacen que el RGS se convierta en la mejor
solución para muchas aplicaciones.
4
Vea el “Manual de diseño y instalación” de Geoflow.
12
BIBLIOGRAFÍA
Adin A., 1986. Problems associated with particulate matter in water reuse for agricultural irrigation and its
prevention. Water Sci. Tech., Vol 18 (9).
Adin A., 1987. Clogging in irrigation systems reusing pond effluents and its prevention. Water Sci. and Tech.,
Vol. 19 (12).
Adin A., Rubinstein L. y Zimmerman A., 1989. Particle characterization in wastewater effluents in relation
to filtration and irrigation. Filtration and Separation, Vol. 26 (4), pp. 284-287.
Ayars J.E., Hutmacher R.B. et al., 1985. Salt distribution under cotton trickle irrigated with saline water.
Drip/Trickle Irrigation in Action: Proceedings of the third international drip irrigation congress, Fresno. Vol.
2 pp 666-672.
Campos C., Oron G., Salgot M., Gillerman L. y Casals G., 1999. Reuse of low quality effluent from
stabilization ponds for irrigation with minimal risk. Technical papers, 4th International Specialist Conference
on Waste Stabilization Ponds: Technology and environment. IAWQ, Marrakech.
Oron G., De Malach Y. y Bearman J., 1986. Trickle irrigation of wheat applying renovated wastewater.
Water Resources Bulletin, Vol. 22 (3).
Oron G., De Malach Y., Hoffman Z. y Manor Y., 1992. Effect of effluent Quality and application
method on agricultural productivity and environmental control. Water Sci. Tech. Vol 16 (7), pp 1593-1601.
Oron G. y Shelef G., 1980. Stormwater and reclaimed effluent in trickle irrigation. ASCE Journal of the
Irrigation and Drainage Division, Vol. 106 (4), pp. 299-310.
Pettygrove G.S. y Asano T. (Eds.), 1990. Irrigation with reclaimed municipal wastewater – A guidance
manual. Lewis Publishers, Inc.
Reed S., 1989. Land treatment of wastewater. Noyes Publications, Park Ridge.
Sheikh B., 1992. Graywater pilot project final report. City of Los Angeles Office of Water Reclamation.
Sheikh B., Kirkpatrick W.R., Jaques R.S. y Asano T., 1990. Monterey wastewater reclamation study for
agriculture. Research Journal of the Water Pollution Control Federation, Vol. 62 (3), pp. 216-226.
Stevens L., 1974. Clean water: Nature’s way to stop pollution. Sunrise, New York
Yates M. V., 1992. Pathogens in reclaimed water. Presented at Recaimed Water Conference at U.C. Davis,
California, May 1992.
13