En los países en desarrollo como el nuestro, enfrentaremos una mayor competencia por el acceso al agua en las próximas décadas, debido al crecimiento demográfico, nuevos hábitos de vida y el desarrollo urbano e industrial. Sin una adecuada planificación y sin un tratamiento eficiente de las aguas residuales a través de humedales artificiales en Colombia, producidas por diferentes actividades humanas.

Humedal natural, fotografía por Sucy Valencia

Así, la búsqueda de fuentes alternativas de tratamiento de aguas residuales resulta de gran importancia, por todos los riesgos que esto supone. Se han registrado a nivel mundial, muchos casos de brotes de enfermedades (el cólera, la disentería, el tifus, etc.), casos de intoxicaciones masivas debido a la degradación de diversos cuerpos de agua que sirven de abastecimiento a comunidades y disminución del nivel de oxígeno disuelto en los cuerpos de agua, lo cual dificulta la vida en este ecosistema.

Alternativas tecnológicas para el tratamiento de aguas residuales

Frente a este panorama, surge la necesidad de buscar nuevas alternativas tecnológicas para el tratamiento de aguas residuales que sean de bajo costo y de requerimientos sencillos de operación y mantenimiento.

Es decir, que sean acordes a nuestra realidad y a nuestros contextos urbanos y periurbanos donde existen grandes problemas en el tratamiento de las aguas residuales, junto a la escasez del recurso.

Es por ello que muchas empresas e investigaciones a nivel mundial apuntan a encontrar métodos de tratamiento de aguas residuales no convencionales, con consumo energético mínimo, mantenimiento bajo y apto para ambientes rurales.

Entre estas tecnologías se encuentran los humedales artificiales ampliamente estudiados a nivel mundial, encontrándose una profundización del tema en países como China, lo que nos lleva a reafirmar la importancia del estudio de humedales artificiales en Colombia como solución alternativa para el tratamiento de las aguas domésticas en su ruralidad.

Ahora bien, los humedales artificiales son sistemas de fitodepuración de aguas residuales. El sistema consiste en el desarrollo de un cultivo de macrófitas enraizadas sobre un lecho de grava. Las macrófitas están adaptadas a crecer bajo condiciones de suelos saturados por agua, porque tienen desarrollado un sistema de grandes espacios aéreos internos.

Estos sistemas internos les permiten la provisión de aire bajo condiciones de suelo saturado con agua desde la atmósfera hacia las raíces y rizomas (Brix en Kolb, 1998).

¿Por qué los humedales artificiales?

Los humedales tienen tres funciones básicas que les confieren atractivo potencial para el tratamiento de aguas residuales: fijan físicamente los contaminantes en la superficie del suelo y la materia orgánica, utilizan y transforman los elementos por medio de los microorganismos y logran niveles de tratamiento consistentes con un bajo consumo de energía y poco mantenimiento.

importancia humedales artificiales
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Para nuestra investigación es de vital importancia la adecuada selección de la especie vegetal idónea para el tratamiento de las aguas residuales domésticas, de acuerdo con las condiciones climáticas de nuestro país, como la evapotranspiración, y factores como eficiencia de remoción de contaminantes para cumplimiento de la normatividad vigente de vertimientos (resolución 0631/2015).

En relación con las aguas residuales urbanas, existen parámetros que permiten cuantificar el nivel de contaminación de estas, los cuales son físicos (temperatura, olor, color y turbidez), químicos (principalmente sólidos, materia orgánica, nutrientes, PH, alcalinidad, dureza, cloruros y grasas) y microbiológicos.

Colombia y los humedales artificiales

Colombia muestra un avance tecnológico en la búsqueda por encontrar soluciones de tratamiento de aguas residuales domésticas alternativas, soportado en humedales artificiales innovadores y de fácil mantenimiento. Si bien se encontraron empresas en el país que ofrecen la tecnología, no hay una profundización e implementación en el territorio nacional, ni se halló empresas a nivel local que ofrecieran el tratamiento. Es por ello por lo que encontramos importancia de ahondar en el estudio y desarrollo de un prototipo de Humedal artificial con flujo subsuperficial.

De acuerdo con lo anterior, Vestigios S.A.S considera que es indispensable ahondar en el estudio de los humedales artificiales como herramienta estrategica para implementar en nuestro país.

Así mismo generar soluciones no convencionales del tratamiento de las aguas residuales domésticas con mínimos costos energéticos, mantenimiento bajo y apto para ambientes rurales, y así disminuir los impactos ambientales causados por las ciudades que producen grandes cantidades de residuos domésticos e industriales que van con frecuencia a parar a los ríos y humedales naturales e impactos generados por algunos productos químicos aplicados a las tierras de cultivo o las tierras desplazadas por actividades que causan erosión y van a desembocar también al sistema hidrológico.

sena tecnoparque nodo rionegro

Vestigios S.A.S en aras de profundizar en esta tecnología formuló un proyecto para el diseño de un prototipo de humedal artificial para el tratamiento de aguas residuales domésticas, con el cual participó en la convocatoria Emprendimientos de Base Tecnológica de Tecnoparque- SENA, de la cual fue ganadora y actualmente se encuentra en fase de investigación con el acompañamiento de esta entidad, que promueve y estimula la productividad y competitividad en las empresas y las regiones de Colombia.



Especies vegetales utilizadas en humedales artificiales de flujo subsuperficial.

Especies vegetales en humedales artificiales en colombia
especies vegetales en humedales artificiales en colombia

Vestigios S.A.S dentro de sus objetivos atiende la necesidad de llegar a las poblaciones vulnerables ubicadas en zonas rurales, que no cuentan con tratamiento de sus aguas residuales antes de una descarga final.

Este proyecto piensa en la búsqueda de un sistema con bajos costos constructivos, que tenga un impacto positivo en el medio ambiente y en las comunidades que no cuenta con acceso a servicios de saneamiento básico, lo cual podría convertirse en una alternativa que pueda ser implementada por cualquier persona, en su casa, en su finca, en su comunidad, y por sus ventajas en la implementación, operación y mantenimiento puede ser después replicada por la misma comunidad. 

Es por ello que Vestigios S.A.S en convenio con Tecnoparque nos encontramos en la fase de desarrollo de un prototipo de humedal artíficial para el tratamiento de aguas residuales domésticas, tanto para zona rural como urbana con disponibilidad de terreno, que se pueda ofrecer en el mercado de forma competitiva técnica y económicamente en comparación con alternativas existentes como los sistemas de pozo séptico

Especies vegetales para el tratamiento de aguas residuales

En esta fase de investigación encontramos que es posible implementar la tecnología de humedales artificiales subsuperficiales para el tratamiento de aguas residuales domésticas en Colombia, de forma económica y ambientalmente responsable. Entre las especies vegetales encontradas para el tratamiento resaltamos Phragmites Australis, Cyperus papyrus, Scirpus spp, Typha latifolia, que servirán de base para nuestra investigación.

Para nuestra investigación es de vital importancia la adecuada selección de la especie vegetal idónea para el tratamiento de las aguas residuales domésticas, de acuerdo con las condiciones climáticas de nuestro país, evapotranspiración y remoción de contaminantes para cumplimiento de la normatividad de vertimientos (resolución 0631/2015).

Ahora bien, el mayor beneficio de las plantas es la transferencia de oxígeno a la zona de la raíz. Su presencia física en el sistema (los tallos, raíces, y rizomas) permite la penetración a la tierra o medio de apoyo y transporta el oxígeno de manera más profunda, de lo que llegaría naturalmente a través de la sola difusión.

Lo más importante en los humedales es que las porciones sumergidas de las hojas y tallos se degradan y se convierten en restos de vegetación, que sirven como sustrato para el crecimiento de la película microbiana fija, que es la responsable de gran parte del tratamiento que ocurre.

Maneras en que las plantas emergentes contribuyen al tratamiento del agua residual y escorrentía

  • Estabilizan el sustrato y limitan la canalización del flujo.
  • Dan lugar a velocidades de agua bajas y permiten que los materiales suspendidos se depositen.
  • Toman el carbono, nutrientes, y elementos de traza y los incorporan a los tejidos de la planta.
  • Transfieren gases entre la atmósfera y los sedimentos.
  • El escape de oxígeno desde las estructuras subsuperficiales de las plantas oxigena otros espacios dentro del sustrato.
  • El tallo y los sistemas de la raíz dan lugar a sitios para la fijación de microorganismos.
  • Cuando se mueren y se deterioran dan lugar a restos de vegetación.

Por tanto, la adecuada selección de la especie vegetal a utilizar para el tratamiento de las aguas residuales es de vital importancia para garantizar un adecuado funcionamiento del humedal y alcanzar las remociones de contaminantes necesarias para cumplir con la normatividad vigente de vertimiento en Colombia. Por ello, es indispensable realizar una investigación y prototipo en laboratorio para evaluar la eficacia de las especies seleccionadas.

De esta manera, Vestigios S.A.S en los últimos meses adelanta tareas de investigación para desarrollar una tecnología de humedales artificiales en Colombia, con el fin, de poder aportar con un tratamiento de aguas residuales domésticas de fácil acceso, operación y mantenimiento, que pueda beneficiar a la comunidad, en especial a la rural dispersa y así mejorar su calidad de vida mediante el saneamiento básico.

Referencias bibliográficas

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