De acuerdo con la Comisión Nacional del Agua, en el 2005 se estima que en México a nivel municipal se generaron 255 m3/s de aguas residuales, de los cuales 205 m3/s se colectaron en la red de drenaje municipal (80.4%) y solamente 71.8 m3/s del total generado recibió algún tipo de tratamiento (28.2%). leer más
José de Anda Sánchez
Por otra parte de las 1433 plantas de tratamiento en operación, el 41.3 por ciento utilizaba lagunas de estabilización como sistema de tratamiento y 23.1 por ciento utilizaban la tecnología de lodos activados, en ambos casos se requieren grandes superficies de tratamiento, se despiden olores ofensivos y son un foco de infección debido a que constituyen un medio eficiente para la proliferación de mosquitos y otros vectores de enfermedades asociados al agua contaminada. De toda el agua que se trata en México sólo el 25.3 por ciento se rehúsa. Estos resultados han llevado a México en el año 2002 a ocupar el lugar número 106 de 122 países en cuanto a la calidad del agua. Por tanto existe una gran tarea por realizar a fin de revertir el proceso de degradación que estamos causando a nuestros ecosistemas acuáticos.
Hoy en día las aguas residuales domésticas que se generan en pequeñas comunidades y en los fraccionamientos se conducen, cuando es posible, al sistema de drenaje municipal, perdiéndose en promedio más de 210 litros/persona/día de esta agua que normalmente va a dar a los ríos sin tratamiento alguno. En donde no existe red sanitaria, normalmente se construyen pozos de absorción que reciben las aguas residuales y las conducen a los mantos freáticos generando con el tiempo un foco potencial de contaminación para los mismos.
En algunas comunidades en México se han instalado plantas de tratamiento cuyos costos de inversión y operación aun siguen siendo elevados en comparación a la capacidad económica de dichas comunidades, convirtiéndose en poco tiempo en una carga económica para los usuarios, dado que las plantas de tratamiento convencionales requieren de una cantidad importante de energía para su funcionamiento, personal capacitado para su mantenimiento y operación, compra regular de compuestos químicos, pago de contratos para el mantenimiento de las instalaciones y el equipo, así como manejar procesos adicionales para la remoción y tratamiento de biosólidos, además de requerir de un espacio para su instalación, alejado de las zonas de vivienda, ya que por lo general despiden olores ofensivos a la población. Finalmente se sabe que la inversión en una planta convencional difícilmente logra amortizarse.
¿Qué es un humedal artificial?
Una alternativa de tratamiento que está siendo poco a poco más conocida por sus bajos costos de instalación y operación son los denominados humedales artificiales o “constructed wetlands” en el idioma inglés. Este tipo de sistemas es usado en un 5.8 por ciento del total de las plantas de tratamiento instaladas en el 2005 en México.
Los humedales artificiales, en general, son cuerpos de agua de baja profundidad que retienen temporalmente el agua y que pueden ser diseñados con diferentes fines, por ejemplo el formar un hábitat para diversas especies vegetales y animales, generar jardines acuáticos decorativos, o bien funcionar como sistemas depuradores de aguas pluviales, entre otros. Los humedales pueden ser construidos de tal forma que el agua se ve en la superficie (superficiales) o bien cuya superficie de agua se encuentre por debajo de un lecho de piedras y prácticamente el agua no se ve (subsuperficiales).
Imagen de un humedal decorativo del tipo superficial.
La mayoría de los humedales construidos en México con el fin de tratar las aguas residuales son del tipo superficial lo cual tiene prácticamente los mismos inconvenientes que las lagunas de estabilización o las instalaciones con lodos activados, adicionalmente un mal diseño conduce a derrames de las aguas en proceso de tratamiento y hay que invertir en un sistema mecánico para extraer el exceso de plantas acuáticas (lirio acuático o tule) que por lo general hay que buscar qué hacer con estos residuos, entre otros problemas. Esto ha traído como consecuencia que este tipo de sistemas no sea la primera opción entre las comunidades que requieren de un sistema de tratamiento más seguro.
¿Cómo tratar las aguas residuales, generar un jardín decorativo y rehusar el agua tratada para riego?
Con la finalidad de eliminar muchos de los inconvenientes que tienen los humedales artificiales, investigadores del CIATEJ desarrollaron una tecnología, en proceso de patente, para tratar aguas residuales domésticas, que incluye el agua de los sanitarios, de las regaderas y del servicio de lavado, haciendo uso de un humedal del tipo subsuperficial con un alto nivel de eficiencia, en donde se hace compatible el tratamiento de las aguas con la producción de plantas ornamentales y estéticas. En comunidades grandes esta sería una opción para generar un sistema para la producción de flor ornamental con fines comerciales lo cual permitiría una retribución de la inversión hecha en el sistema.
El sistema de construcción de un humedal de esta naturaleza es por demás sencillo. Primeramente es necesario instalar un tanque séptico para recibir las aguas a tratar. A nivel comercial existen diferente tipo de tanques sépticos. Uno de los que ha demostrado mayor efectividad es el de tres compartimientos. El tanque séptico tiene la función de recibir las aguas residuales de su casa y sedimentar los sólidos gruesos y finos de tal forma que éstos ya no aparecen en la descarga del tanque. Igualmente proveen de una primera fase de tratamiento ya que en este tanque crecen bacterias que comienzan a degradar la materia orgánica. Las dimensiones de los tanques sépticos ya se encuentran estandarizadas y se adquieren en el comercio de acuerdo con el número de personas para el cual dará servicio.
Posteriormente se pasa el agua por un filtro anaerobio de flujo ascendente con la finalidad de remover una gran parte de la materia orgánica aun contenida en el agua residual y finalmente se pasa por gravedad o por bombeo, dependiendo de cómo se encuentre la topografía del terreno, a un humedal artificial subsuperficial cuya finalidad es la terminar el proceso de degradación con bacterias aerobias y anaerobia, oxigenar el sistema, y remover la mayor parte de los patógenos. El principio de construcción de este humedal se muestra en la figura siguiente.
Esquema seccional de un humedal construido.
Como puede apreciarse el humedal cuenta con varios elementos de construcción, sin embargo es un sistema de fácil instalación y adaptable a cualquier terreno para su correcta operación.
Aspecto de un humedal artificial operando en una casa habitación en Guadalajara (México). Las aguas tratadas son rehusadas para el riego del jardín.
La superficie de construcción del humedal depende del número de personas que vayan conectarse al sistema. El criterio general que se establece para asegurar un buen tratamiento del humedal es que sea de 1.5 a 2 m2 por persona. Las plantas que se usan normalmente en este tipo de humedales es muy variada, el criterio general es utilizar plantas ornamentales o estéticas que requieran de humedad para su desarrollo. Generalmente se les puede localizar entre las conocidas como plantas acuáticas (http://www.infojardin.com). Tal es el caso de plantas ornamentales como el alcatraz, ave de paraíso, lirio amarillo, cuna de moisés, platanillo, entre otras. Entre las plantas estéticas acuáticas de ribera o palustres pueden utilizarse colomos, papiro de Egipto, oreja de elefante, entre otras. Al final el humedal no tendrá apariencia de estanque sino de un jardín sin causar molestia de malos olores y generando, por el contrario, un espacio decorativo armonizando el entorno. Finalmente el agua tratada en el humedal se recibe en un tanque comercial. Este tanque se instala igualmente debajo del nivel del piso con la finalidad de que no sea visible, y se le instala una bomba para el riego de su jardín.
Imágenes de algunas de las plantas que pueden ser usadas en un humedal artificial (lirio amarillo a la izquierda y caña de las Indias a la derecha)
¿Qué ventajas tiene este sistema sobre los métodos convencionales?
1. Sistema muy sencillo de construir. No requiere elementos complejos de diseño ni componentes especiales.
2. Se integra 100 por ciento con el paisaje permitiendo adaptarse a cualquier forma y disposición de terreno.
3. El sistema pasa por desapercibido ya que no aparenta ser una planta de tratamientos convencional ni despide olores ofensivos.
4. Proceso totalmente natural compatible con la producción de plantas ornamentales y estéticas.
5. Las aguas tratadas cumplen con la siguiente normatividad oficial para su descarga a un cuerpo de agua considerado como bien nacional (NOM-001-ECOL-1996), o al sistema de alcantarillado municipal (NOM-002-ECOL-1996), o para su reúso en servicio público (NOM-003-ECOL-1997), o para su disposición mediante riego agrícola (NOM-CCA/032-ECOL/1993).
6. Generación de un mínimo de residuos sólidos los cuales se remueven esporádicamente (1 o dos veces por año) para su aprovechamiento y disposición final de acuerdo con la norma oficial NOM-004-ECOL-2002.
7. Uso de un mínimo de energía ya que se usa sólo para el bombeo del agua para riego.
8. No requiere productos químicos especiales o cualquier otro cuidado más allá que el que se da a un jardín.
9. El personal que requiere la operación del sistema es el de un jardinero con conocimientos sobre jardinería ornamental y/o decorativa a fin de mantener en buenas condiciones de salud a las plantas que se han elegido para el humedal.
10. Costos de instalación hasta 80% por debajo de los requeridos para instalar una planta convencional.
11. La inversión se puede amortizar en el corto plazo a través de los ahorros en los consumos de agua, dado que los costos de inversión, operación y mantenimiento son mínimos comparados con los de las plantas convencionales.
12. Constituye un método eficiente para la producción intensiva en vivero de flores ornamentales o plantas estéticas y capitalizar la inversión si se cuenta con canales de distribución adecuados de la producción.
¿Cuáles son los requisitos para instalar un sistema de tratamientos de este tipo?
a) La comunidad debe contar con canalización del drenaje a fin de conducirlo a un punto a partir del cual se iniciará el proceso de tratamiento.
b) El proyecto elegible debe contar con una superficie destinada a jardín o área verde de al menos 1.5 m2 por usuario para el humedal.
c) El interesado deberá cubrir los costos directos de materiales y mano de obra para la construcción del sistema en el sitio donde éste vaya a operar.
d) CIATEJ ofrece asesorar la construcción y operación del sistema para pequeñas y medianas comunidades cobrando una cuota mínima de recuperación por la asesoría en el diseño, supervisión de la construcción y capacitación a los usuarios.
¿Qué recomendaciones se deben tomar en cuenta para un buen funcionamiento del humedal
Para que el humedal se encuentre en buenas condiciones de operación y evitar que las plantas sufran daños en su desarrollo, es importante tomar en cuenta las siguientes recomendaciones:
a) Evitar en todo momento el derrame de sustancias peligrosas a la salud y al medio ambiente en las alcantarillas y registros de las casas que conducen sus aguas residuales al humedal. Algunas sustancias que comúnmente se derraman intencionalmente por desconocimiento son: solventes (thiner, aguarrás, alcohol, etc.), limpiadores domésticos (cloro activo, grasas líquidas para calzado, amoniaco, hipocloritos, etc.), insecticidas o sustancias para control de plagas de jardinería en estado líquido, sustancias líquidas automotrices, entre otras.
b) Controlar el crecimiento de las plantas de tal forma que su altura se encuentre ebtre los 0.80 a 1.20 metros de altura. Dejar que las plantas crezcan por arriba de esta altura daña la estructura del humedal y requerirá posteriormente reparaciones ya que las raíces de las plantas podrían destruir parte de la estructura del mismo.
c) Permita que su jardinero tenga cuidado de mantener siempre sano el crecimiento de las plantas y evitar que se formen plagas a fin de que éstas mantengan una buena condición de crecimiento.
d) Evite el uso de compuestos químicos agresivos en el humedal, tales como herbicidas, nematicidas, o plaguicidas dado que éstos se infiltrarán hasta el interior del humedal causado daños a las bacterias aerobias y anaerobias que están trabajando para depurar el agua residual.
Para cualquier duda o aclaración sobre la forma de construir o mantener su humedal en buenas condiciones de operación, por favor consulte con el autor del presente artículo.
