Evaluación de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales domésticas

Etlands assessment for the treatment of domestic wastewater

El presente artículo presenta los resultados de remoción obtenidos para dos humedales artificiales acondicionados con dos medios de soporte diferente, la grava como medio convencional y vasos desechables como medio a evaluar. Estos fueron sembrados con Heliconias psittacorum y después de la quinta semana de acondicionamiento se presentan los resultados obtenidos para remoción de materia orgánica y nutrientes los cuales se obtuvieron mediante la realización de pruebas de análisis cualitativo como DBO₅ y DQO (demanda química y bioquímica de oxígeno, respectivamente) para el caso de remoción de materia orgánica y otras pruebas fisicoquímicas para el análisis de fósforo y nitrógeno total. En general, la mayor remoción alcanzada fue alrededor del 60% y 50% para los humedales de grava y vasos desechables respectivamente en la degradación de materia orgánica y nitrógeno, mientras para fósforo la remoción máxima se disminuye al 50% para el medio de grava y 30% para los vasos desechables. Los humedales aún se encuentran en fase de acondicionamiento por lo cual es necesario continuar su investigación y análisis, de tal forma que se encuentren las remociones máximas en la etapa de maduración de los humedales.

Las descargas de las aguas residuales municipales se han convertido en uno de los problemas ambientales más críticos y crecientes, si se considera el notable incremento poblacional de la mayoría de los centros urbanos medianos y grandes debido a la situación socioeconómica y de orden público del país. La situación se hace más crítica cuando la corriente tiene un uso definido aguas abajo, pues se alteran las condiciones de calidad del agua requeridas para el abastecimiento de actividades específicas (doméstica, industrial, agrícola, pecuaria, etc.) y la vida acuática [MDE, 1997]. 

Según el Inventario Nacional del Sector de Agua Potable y Saneamiento del Ministerio de Desarrollo, cerca de 1.300 cuerpos de agua están siendo contaminados por ser los receptores de los vertimientos municipales [MDE, 1997]. De acuerdo con el Plan Nacional de Manejo de Aguas Residuales Municipales (PMAR), la materia orgánica generada por las actividades domésticas en 1999 fue de 482.193 ton (1.321 ton/día) medida como DBO, de las cuales se trató apenas el 4%, para un vertimiento neto de 462.759 ton [MA, 2004], [IDEAM, 2001]. La mayoría de municipios principalmente los ubicados en la zona andina, vierten directamente las aguas residuales a los cuerpos de agua ubicados dentro del perímetro urbano, de lo anterior, es la importancia de los sistemas de tratamiento de aguas residuales para la depuración de los cuerpos de agua, pues tan sólo el 32,33% de los municipios del país cuentan con una planta de tratamiento de agua residual lo cual se califica como una baja cobertura. Es conveniente indicar que si bien ha aumentado el número de sistemas de tratamiento de aguas residuales implementados o en proceso de ello, la operación y mantenimiento de estos sistemas se convierte en otros de los grandes retos, pues solo el 51% de ellos presenta un funcionamiento bueno o regular [MA, 2010]. 

Por esta razón, las tecnologías para el control de la contaminación hídrica implementadas en diferentes procesos están evolucionando con rapidez y a medida que se hacen más eficientes se tiende a tratar más esta problemática. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales utilizando tecnologías sostenibles se han desarrollado vertiginosamente en estas últimas décadas principalmente en Europa, una de estas tecnologías son los humedales artificiales [Rodríguez & Chaparro], los cuales presentan aplicaciones variadas e incluyen tratamiento de aguas residuales municipales, industriales y agrícolas; así como el uso con aguas subterráneas contaminadas o de lavado de equipo militar [TIRWT, 2003]. 

Los humedales construidos son sistemas pasivos de depuración usados comúnmente como tecnologías terciarias y constituidas por lagunas o canales poco profundos plantados con plantas propias de zonas húmedas y en los que los procesos de descontaminación son ejecutados simultáneamente por componentes físicos, químicos y biológicos, gracias a la acción de microorganismos [García, Morató & Bayona]. 

Existen dos tipos de humedales principalmente: los de flujo superficial en los cuales el agua residual pasa por la superficie del medio. Y los humedales de flujo subsuperficial como los tratados en esta investigación, los cuales ingresan el agua residual por el medio de soporte permitiendo el crecimiento de una película microbiana encargada de la remoción de contaminantes, en estos sistemas las raíces de las plantas penetran hasta e