Determinación del costo exergético del tratamiento de aguas servidas en el humedal construido “Hualqui”

Abstract

Los humedales artificiales desempeñan un papel importante en la descentralización de sistemas de tratamiento de aguas servidas, debido a sus características como sistemas naturales de fácil aplicación, con un óptimo costo, un uso eficaz y bajas exigencias operativas. Sin embargo es importante tener en cuenta criterios que permitan visualizar mejor la cantidad y calidad de los recursos usados, relacionando los sectores económicos, eficiencia de proceso y costo ambiental de las emisiones.

En este sentido el presente trabajo determina los costos exergéticos de los recursos usados en el tratamiento de aguas servidas mediante la tecnología de humedales construidos “Hualqui” aplicando la herramienta de la contabilidad de la exergía extendida (EEA). Se tomó como caso de estudio un sistema de tratamiento de humedales construidos flujo horizontal sub-superficial (HFHSS) a escala piloto. Este sistema está integrado por un tratamiento primario (desarenador/desengrasador y fosa séptica) y un tratamiento secundario (HFHSS). El humedal esta construidos por cuatro celdas paralelas de 4.5 m2 con medio de soporte grava, de las cuales dos celdas están plantadas con Phragmites australis y el resto con Schoenoplectus californicus.

Este estudio, parte de un análisis del comportamiento de los humedales en cuanto a la eficiencia de depuración usando dos tipos de especies micrófitas (Phragmites y Schoenoplectus), abarcando todas las estaciones del año. A partir de este análisis se realizó el inventario de los recursos usados; ya sean en términos materiales, energéticos como económicos.

Posteriormente, se procedió a estimar el costo de remediación ambiental en el sistema de tratamiento, expresados en términos MJ/m3 de aguas servida tratada. Para ello se determinaron las contribuciones exergéticas de cada una de las corrientes de entrada y salida del proceso. De la misma forma, los costos capitales y de la labor son llevados en términos de exergía mediante los 10 factores econométricos ( y β), los cuales son indicadores que dependen de la situación económica y social de la región estudiada (comuna de Hualqui).

Los costos de remediación ambiental para todas las variables analizadas (especies macrófitas y estaciones del año) varían desde 124 hasta 128 MJ/m3 de agua servida tratada, asociados principalmente a los altos valores de los equivalentes exergéticos del capital y la labor. Los mayores costos de remediación ambiental tanto para Phragmites como Schoenoplectus se presentaron en la estación de invierno, alcanzando valores de 127.07 y 126.97 MJ/m3 de agua servida tratada, respectivamente. No observándose diferencias significativas por tipo de vegetación.

Los valores de los costos de remediación ambiental reportados en este estudio están directamente relacionados con el factor de la economía de escala. Con respecto a esto, el incremento de la capacidad de la planta en un 50% de la capacidad actual permite reducir los costos de remediación ambiental hasta aproximadamente un 19%.