“Los humedales artificiales contribuyen a la fijación de carbono y disminución de emisiones de CO2”

Fernanda Mejía es estudiante del “Máster Universitario en Ingeniería Hidráulica y Medio Ambiente” y ha disfrutado de la beca de formación de la Cátedra de Cambio Climático para desarrollar la investigación “Estudio del balance de Carbono en el Barranco del Carraixet en las circunstancias actuales y su comparación con el balance debido a la propuesta de instalación, tanto de humedales construidos para tratamiento de los vertidos que se producen en el cauce, como la regeneración en éste de humedales naturales”,

• ¿Cuáles han sido los objetivos principales de la investigación desarrollada?

El objetivo general del estudio es buscar medidas de gestión que mejoren la depuración de aguas residuales urbanas a través del impulso de soluciones basadas en la naturaleza. Concretamente focalizamos nuestro trabajo en analizar la viabilidad del empleo de humedales artificiales por sus múltiples ventajas, ya que contribuyen a fijar carbono, producir menores emisiones de gases efecto invernadero (GEI) y que el agua resultante del proceso se vierta a medio natural para la re naturalización de este y mejora de la biodiversidad.

Para desarrollar esta investigación se plantearon los siguientes objetivos específicos:

• Realizar una estimación de la fijación de carbono existente en los sistemas naturales del barranco del Carraixet.

• Realizar la estimación de carbono fijado en el barranco a consecuencia de la instalación de humedales construidos para la depuración de aguas y mejora de los vertidos. También como consecuencia de la renaturalización en el propio cauce del barranco, mediante colonización por vegetación e incluso implantación de humedales naturales.

• ¿Qué trabajo has realizado?

Los trabajos realizados en la práctica fueron:

• Cálculo de la fijación del carbono actual en el barranco Carraixet.

• Investigación del caudal vertido por las EDAR existentes.

• Balance de CO₂e en la etapa de funcionamiento de varias tipologías de humedales artificiales, tales como: humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal y vertical, y humedales artificiales de tipo Francés.

• Cálculo del efecto del vertido de las aguas depuradas en el barranco, en la fijación de carbono en el mismo.

“Hemos identificado en la cuenca del Carraixet varios núcleos de población en los que es posible instalar humedales artificiales para la depuración de aguas residuales urbanas, analizando qué tipología de humedal se puede adaptar mejor”

• ¿Qué metodología se ha empleado para desarrollar el estudio?

Después de identificar en la cuenca del Carraixet varios núcleos de población en los que es posible instalar humedales artificiales (HA) para la depuración de aguas residuales urbanas (ARU), se analizaron estos sistemas en base a la tipología de humedal que mejor se puede adaptar a la orografía del terreno.

Para ello, calculamos las emisiones de gases efecto invernadero (GEI), concretamente metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O) en consonancia con las directrices establecidas por el IPCC, 2013, según el tipo de humedal artificial propuesto y pre dimensionado en varios núcleos urbanos en la cuenca del Carraixet. Asimismo, evaluamos la fijación de carbono en la vegetación y sustrato que conforman dichos humedales.

Paralelamente, también calculamos la fijación de carbono en el barranco del Carraixet procedente de los sistemas naturales existentes en el mismo, clasificando la vegetación en cuatro grupos de estudio. Los tres primeros obedecen a las especies de mayor presencia en dicho hábitat (Phragmites australis o carrizo, Arundo donax y  Tipha sp. o enea), mientras que el cuarto grupo engloba la vegetación típica de barranco (arbustos y matorrales). Adicionalmente, el carbono fijado en el suelo sin vegetación se determinó mediante el método de ignición aplicado a siete muestras de suelo tomadas en el lecho del barranco.

En todos los casos los resultados de la fijación de carbono y emisiones de GEI se obtuvieron en términos de CO₂ equivalentes (CO₂e), con el fin de realizar un balance de cara a determinar si los sistemas analizados funcionan como fuente o como sumidero de carbono. Dicho balance resulta de la resta del CO₂e fijado menos el CO₂e emitido.

Estos balances de CO₂e se desarrollaron para evaluar el funcionamiento únicamente de los humedales artificiales de flujo subsuperficial horizontal, vertical y de flujo superficial; el funcionamiento de los sistemas de tratamiento en conjunto (tratamiento primario y secundario) y el funcionamiento de los sistemas de tratamiento mediante humedales de tipo francés, en lugar de los sistemas de HAFSsV y HAFSsH.

Finalmente, se estimó el efecto del vertido del agua depurada en la fijación de carbono en el propio barranco. A partir del caudal vertido por tres EDAR existentes (Vall de Flors, Marines y Bétera) y la fijación actual de carbono en la zona de influencia de las mismas sobre el barranco.

• ¿Cuáles han sido las principales resultados y conclusiones alcanzadas?

De los resultados obtenidos de la fijación actual de carbono en el barranco Carraixet originada por los sistemas vegetales y suelos presentes en el mismo, se determinó que los vertidos de las aguas depuradas en el barranco pueden contribuir en una fijación de carbono en el rango de 0.20 – 0.73 CO₂e/m³.

Por otro lado, del análisis de distintas tipologías de humedales artificiales para la depuración de ARU, se observó que actúan como sumideros de carbono. Sin embargo, algunos tipos de humedales artificiales como son los de flujo subsuperficial horizontal y vertical requieren para su funcionamiento un sistema primario previo que reduce su eficacia.

Por ello, se estudió una tipología de humedal que no tenga estos condicionantes como son los de tipo francés, que al analizar el funcionamiento del sistema en su conjunto se comportan como sumidero de carbono. En este sentido, la fijación de carbono en estos sistemas podría verse reducida en cierto grado, si la orografía del terreno no permite que el agua transite por gravedad en el sistema y sea necesario el uso de sistemas de bombeo, para los que se podría considerar como fuente de energía el uso de placas solares.

“El trabajo desarrollado me ha permitido conocer la urgencia e importancia de que las actividades antrópicas se lleven a cabo de manera más controlada y consciente”

• Personalmente, ¿qué has aprendido con la realización de la beca de prácticas?

A nivel de aprendizaje personal, las tareas realizadas me han permitido conocer la urgencia e importancia de que las actividades antrópicas (agricultura, tratamiento de ARU, encauzamientos de los cuerpos de agua, entre otros) se lleven a cabo de manera más controlada y consciente. Cada vez son menos los depósitos naturales de carbono disponibles en la Tierra, debido a la destrucción de los hábitats naturales y los que existen no están en las condiciones más óptimas para absorber las emisiones de GEI producidas por dichas actividades.

Adicionalmente, la presente práctica ha sido de gran ayuda para el enriquecimiento de los conocimientos adquiridos en los estudios universitarios y generar interés por realizar investigaciones adicionales entorno al problema del cambio climático.

“Mi estudio aporta información y conocimiento sobre cómo los sistemas basados en la naturaleza pueden ayudar a mejorar la gestión de determinados tratamientos de aguas residuales urbanas”

• ¿Cómo contribuye tu trabajo a mejorar nuestra adaptación al cambio climático?

El trabajo realizado aporta información y conocimiento sobre cómo los sistemas basados en la naturaleza pueden ayudar a mejorar la gestión de determinados tratamientos de aguas residuales urbanas y de este modo, ayudar a cumplir los objetivos de la UE en cuanto a la implantación de medidas para fijar carbono y mejorar la biodiversidad.

“Es necesario tener en cuenta los sistemas basados en la naturaleza como son los humedales artificiales, ya que contribuyen a aumentar la fijación de carbono y disminuir las emisiones de CO₂e”

• Por último, ¿qué medidas se deberían articular para ayudar a mitigar el cambio climático en tu ámbito de estudio?

Uno de los aspectos importantes sería la sectorización en la depuración de aguas residuales urbanas, de manera que se evitaría costes y en algunos casos, las emisiones de CO₂e asociadas a la conducción de estas aguas a las grandes depuradoras convencionales de tratamiento de ARU. Por todo ello, es necesario tener en cuenta los sistemas basados en la naturaleza como son los humedales artificiales, ya que contribuyen a aumentar la fijación de carbono y disminuir las emisiones de CO₂e.