Implantación y evolución de un humedal artificial de flujo subsuperficial en Cogua, Cundinamarca, Colombia

Implementation and evolution of an artificial wetland with subsurface flow in Cogua, Cundinamarca, Colombia

Los humedales artificiales de flujo superficial son considerados una tecnología económica para tratar las aguas residuales urbanas y su potencial de aplicación al medio colombiano es muy interesante. En el presente artículo se presenta el funcionamiento en su etapa inicial de un humedal de este tipo, diseñado para servir a la Estación Experimental Javeriana en el municipio de Cogua, Cundinamarca, tratando las aguas residuales domésticas provenientes de las viviendas y las aulas. El trabajo hace una comparación entre los resultados obtenidos experimentalmente y los preestablecidos por los diferentes modelos de diseño. Se encuentra que el modelo de Reed et al. arroja el mejor ajuste a los resultados experimentales. Esta información servirá de base para la adaptación de esta tecnología en nuestro medio.

INTRODUCCIÓN

Los humedales artificiales son una tecnología para el tratamiento de aguas residuales que consisten en lechos poco profundos (normalmente menos de 1 m. de profundidad), pozos o canales que se han sembrado con plantas acuáticas, y que dependen de procesos naturales, tales como los biológicos, microbianos, físicos y químicos, para tratar el agua residual.

Dentro de los sistemas de humedales artificiales existen varios tipos: los humedales de flujo libre, los humedales de flujo vertical y los humedales de flujo subsuperficial. Dadas las características del lugar de emplazamiento, las metas a alcanzar con el tratamiento y, sobre todo, la cercanía de los usuarios al sistema, se decidió utilizar un humedal de flujo subsuperficial, que minimiza los problemas de malos olores y mosquitos que podrían surgir con un humedal de flujo libre.

Un humedal de flujo subsuperficial consiste en un pozo impermeable con un sustrato poroso de piedra o arena gruesa. El nivel de agua se diseña para permanecer por debajo del nivel del sustrato, como se puede observar en la Figura 1.

Las macrófitas emergentes hacen que el sustrato mantenga los procesos microbianos, al transmitir oxígeno de las hojas a sus raíces, mientras que el resto del ambiente sumergido del humedal tiende a estar desprovisto de oxígeno. La disponibilidad limitada de oxígeno en los Sistemas de Flujo Subsuperficial (SFS) reduce la capacidad para la remoción de amoníaco vía nitrificación biológica. Si dicho proceso es necesario, se recomienda el uso de un humedal de flujo vertical.

1. MODELOS PARA DISEÑO DE HUMEDALES ARTIFICIALES DE FLUJO SUBSUPERFICIAL

No existe un criterio único para el diseño de un humedal de flujo subsuperficial; en la literatura especializada es posible encontrar variedad de métodos. Una de las hipótesis básicas, y en la que coinciden diferentes autores, es considerar los humedales como reactores biológicos, cuyo rendimiento se puede aproximar al descrito por la cinética de primer orden de flujo pistón. La tarea consiste en determinar las dimensiones del humedal y estimar las eficiencias de remoción de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), nitrógeno, fósforo, sólidos totales y coliformes fecales.