Fase 2
Desarrollo y validación de soluciones en estación experimental
La estación experimental, ubicada en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de Ucubamba, en Cuenca, ubicada en los Andes del sur del Ecuador (2°52´15.1´´ S, 78°56´30.8´´ O), está equipada con tecnología avanzada que permite analizar y validar diversos escenarios con alta precisión por medio de dos áreas: humedales artificiales y vermifiltración.
Estas unidades se configuran como un espacio experimental que permite estudiar, en condiciones controladas y bajo diferentes escenarios de carga y operación, su funcionamiento hidráulico y biológico, así como su capacidad de tratamiento. A través de su monitoreo se analiza su desempeño depurativo, estabilidad operativa y adaptabilidad, con miras a evaluar su viabilidad de aplicación en distintos contextos territoriales.
El diseño de la planta contempla, además, accesos y elementos que facilitan las labores de inspección, mantenimiento y control. De este modo, se consolida como una plataforma experimental y demostrativa, orientada a la validación de soluciones de saneamiento natural y a la generación de conocimiento.
Humedales artificiales
La primera área integra cuatro humedales construidos organizados como unidades independientes: tres de flujo subsuperficial vertical y uno de flujo subsuperficial horizontal.
El afluente a los pilotos corresponde a agua residual cruda proveniente del sistema de alcantarillado combinado de la ciudad de Cuenca. Antes de ingresar a los humedales piloto, el agua residual pasa por un proceso de desbaste grueso y remoción de arenas.
Los humedales de flujo vertical cuentan con un área superficial de 9,81 m², una relación largo:ancho de 1,3:1 y una profundidad total de 1 m, de la cual 0,7 m corresponden al medio granular. De arriba hacia abajo, el medio filtrante está conformado por tres capas: (1) 30 cm de grava fina (⌀ 2–10 mm); (2) 20 cm de grava media (⌀ 10–20 mm); y (3) 20 cm correspondientes a la capa de drenaje (⌀ 20–60 mm). Este diseño corresponde a una configuración modificada de la primera etapa del Sistema Francés. La vegetación implantada es Lolium perenne, una gramínea común que se adapta fácilmente a las condiciones climáticas locales.
El sistema de alimentación está constituido por tuberías de PVC de 50 mm de diámetro, ubicadas sobre la capa superior del medio filtrante y provistas de cuatro salidas que facilitan la distribución uniforme del afluente sobre toda la superficie. El sistema de drenaje consiste en dos tuberías perforadas de PVC de 110 mm de diámetro, colocadas en el fondo y conectadas a la superficie, con el fin de oxigenar la zona radicular, prevenir condiciones anaerobias, reducir olores y mantener la actividad biológica. El humedal de flujo subsuperficial horizontal opera como segunda etapa de los humedales verticales tipo francés. Este humedal tiene un área de 16,25 m² y una profundidad de 60 cm. El medio granular utilizado como sustrato (soporte para las plantas) es grava, con un tamaño de partícula de 0,019 m. Las plantas instaladas pertenecen al género Typha angustifolia (totora o espadaña). Además, cuenta con una tubería de alimentación tipo “flauta”, de PVC y 50 mm de diámetro. La salida está conformada por un sifón de PVC de 110 mm de diámetro, que permite asegurar la saturación del medio filtrante.
Vermifiltros
La segunda área está conformada por cuatro unidades modulares independientes de vermifiltración (UMIV).
El ingreso del agua residual se hace mediante un sistema de distribución superior de rociadores que promueven un riego homogéneo sobre la superficie de las UMIVs. Cada una posee respectivamente dispositivos de medición y control de caudal y un sistema de ventilación que mejora las condiciones de oxigenación. Su configuración interna es un sistema estratificado compuesto por materiales orgánicos e inorgánicos de distinta granulometría, los cuales, permiten un drenaje eficiente del efluente, adecúan el hábitat de las lombrices y reducen el riesgo de obstrucción. De esta manera, el agua circula por gravedad a través de cada unidad y al llegar al fondo, es conducida por tuberías fuera de las UMIVs como agua tratada.