Investigadores utilizan Minitab para demostrar la eficacia de los humedales artificiales para el tratamiento de aguas

Minitab ayudó a investigadores en Irlanda a demostrar la eficacia de la eliminación del exceso de nitrógeno de un suministro local de agua con humedales artificiales.

La mayoría de nosotros damos por sentado que el agua es limpia y fresca. Rara vez pensamos en los procesos necesarios para eliminar los contaminantes dañinos antes de que nosotros usemos el agua para beber, cocinar o limpiar. La salud y la seguridad de las personas que utilizan un servicio de suministro de agua depende de la eficacia de su método de tratamiento. El éxito de un método de tratamiento se tiene que demostrar mediante un análisis válido de los datos.

Cuando los investigadores del University College de Dublín, Irlanda, se propusieron demostrar la eficacia de eliminar el exceso de nitrógeno de un suministro local de agua con humedales artificiales, se apoyaron en Minitab Statistical Software.

El suministro local de agua del pueblo de Glaslough, situado a las afueras de Belfast, Irlanda, tenía niveles excesivos de nitrógeno. Si bien el nitrógeno es un macronutriente natural y esencial en todos los ecosistemas, las altas dosis de nitrógeno en los ecosistemas acuáticos pueden resultar mortales para la vida acuática. El exceso de nitrógeno estimula el crecimiento de algas en aguas abiertas, agotando de este modo los niveles de oxígeno y causando la muerte de muchos peces y plantas acuáticas. En un suministro de agua municipal, el exceso de nitrógeno puede ser tóxico, especialmente para los bebés.

Los investigadores implementaron un plan de tratamiento de aguas utilizando humedales construidos para tratamiento (CTW, por sus siglas en inglés) para librar a las aguas de Glaslough de la peligrosa contaminación por nitrógeno. Los CTW son pantanos construidos para tratar aguas contaminadas. A pesar de ser artificiales, están construidos para aprovechar los procesos naturales asociados con la vegetación y los suelos de los humedales. Al igual que los humedales naturales, los CTW proveen alimento y hábitat para la vida silvestre. Se conocen por ser una opción ecológica de bajo costo para el tratamiento de las aguas afectadas por la contaminación por nitrógeno.

Ya con el CTW en funcionamiento, los investigadores midieron los niveles de nitrógeno en el suministro de agua cada semana durante dos años. Se instalaron herramientas de medición especiales para ayudar a los investigadores a registrar los niveles de nitrógeno en todas las corrientes entrantes, internas y salientes del sistema de humedales.

Utilizaron las poderosas herramientas de Regresión y Análisis de varianza (ANOVA) de Minitab para descubrir las relaciones entre la eliminación de nitrógeno y los factores externos, tales como la estacionalidad. Su meta: determinar de qué manera estos factores afectaban la eficiencia de la eliminación de nitrógeno, y si algunos factores externos ayudaban a optimizar su eliminación.

Antes de realizar un ANOVA, los investigadores ingresaron sus datos en Minitab y compararon las medias de los datos con una prueba t pareada simple. Esto les ayudó a determinar si había una diferencia estadísticamente significativa entre los niveles de nitrógeno registrados antes y después de la implementación del CTW. Los datos revelaron significancia estadística, y los investigadores concluyeron que el nitrógeno había sido eliminado eficazmente del suministro de agua de Glaslough.

Ahora, con la ayuda de Minitab, los investigadores realizaron un análisis de regresión para producir un modelo que reveló las condiciones óptimas para la eliminación del nitrógeno. Con las representaciones gráficas de su análisis proporcionadas por Minitab, pudieron identificar fácilmente los factores que contribuían a la eliminación óptima del nitrógeno.

Llegaron a la conclusión de que la eficiencia de la eliminación del nitrógeno superó consistentemente el 90% durante el período de dos años del estudio. También descubrieron que las tasas de eliminación en los meses más cálidos eran ligeramente más altas que en los meses más fríos, observándose las tasas más bajas durante los meses de invierno.

Con Minitab, los investigadores del University College de Dublín demostraron que los humedales artificiales podrían ser una solución viable para combatir en todo el mundo los problemas de contaminación del agua.

 

La investigación descrita en este artículo se publicó originalmente como parte del documento “Nitrogen Removal in Integrated Constructed Wetland Treating Domestic Wastewater”, durante la Segunda Conferencia Internacional Irlandesa sobre Humedales Artificiales para Tratamiento de Aguas Residuales y Control de la Contaminación Ambiental, Octubre de 2010.

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