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Instalacin de un humedal experimental para el tratamiento de las
aguasresiduales de la Comunidad de Cucuchucho, Mpio. de
Tzintzuntzan,
Michoacn.
E. Urquiza Marn, C. Domnguez Snchez, R. Guzmn Rodrguez, J. L.
ngelHurtado
Cuerpo Acadmico de Estudio, Planeacin y Gestin del Agua a Nivel
de Cuencas
Facultad de Ingeniera Civil
DES Ingenieras y Arquitectura
Resumen: Dentro del Programa de restauracin Ambiental de la
Cuenca del Lago dePtzcuaro, en coordinacin con diversas
instituciones de servicio publico y privado, la
UMSNH realiz la instalacin de un humedal artificial de tipo
subterrneo para el
tratamiento de las aguas residuales de Cucuchucho, Michoacn, lo
cual forma parte de unplan piloto para incentivar la aplicacin de
tecnologas alternativas a las plantas de
tratamiento mecanizadas, con lo cual se espera incrementar el
volumen de las aguas
residuales tratadas que se descargan al lago y con ello tratar
de detener y revertir eldeterioro de la calidad del agua de este
cuerpo que actualmente llega a niveles eutrficos.
El humedal demuestra las bondades y eficiencia de este tipo de
sistemas que utilizan
plantas acuticas y un medio filtrante para fijar y retener los
contaminantes y unfuncionamiento hidrulico por gravedad. En el
humedal se realiza la eliminacin de
basuras, slidos, bacterias y microorganismos patgenos y retener
nutrientes, para lo cual
cuenta con una unidad de pretratamiento, un humedal principal,
una laguna de maduracin
y un humedal de pulimento. Se lleva a cabo un monitoreo
planificado de cuyos resultadosse demuestra que el humedal de
Cucuchucho presenta una alta eficiencia.
Introduccin
En el ao 2003 se inici el programa derecuperacin ambiental de la
cuenca dellago de Ptzcuaro con la participacin,apoyo y patrocinio
de diversas institucionespublicas, gobierno federal, gobierno
del
estado de Michoacn y los cuatro municipios
ribereos de la cuenca, organizaciones no
gubernamentales y diversas universidades.
Este programa trata de conjuntar esfuerzos
para detener y revertir la grave problemtica
de contaminacin ambiental y en especial delcuerpo de agua que se
tiene en esta cuenca.
Problemtica de las aguas residuales: Ladescarga de aguas
residuales crudas de origen
municipal al lago de Ptzcuaro, afecta de
manera significativa la calidad del agua en
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este sistema hdrico, llegando actualmente aniveles eutrficos
(contaminacin avanzada).
Para establecer una tendencia de
recuperacin en la calidad del agua de esteemblemtico e
importante cuerpo de agua, se
requiere remover los nutrientes de las aguas
residuales descargadas por los municipios dePtzcuaro,
Tzintzuntzan, Quiroga y
Erongaricuaro, antes de su descarga al lago.
Para lograr lo anterior es importante
considerar la seleccin adecuada de latecnologa y sistema de
tratamiento a emplear,
considerando que las plantas de tratamientoconvencionales de
tipo mecanizado puedenresulta demasiado costosas en su
construccin,
operacin y mantenimiento y ademsrequieren personal altamente
especializado.
Los humedales artificiales como alternativapara el tratamiento:
Por ello se seleccioncomo una tecnologa alternativa para el
lago
de Ptzcuaro, la instalacin de humedales
artificiales en las poblaciones ribereas demayor poblacin, los
cuales son sistemas que
emplean procesos naturales con base en
plantaciones de cierto tipo de vegetalesacuticos que tienen la
capacidad de remover
los nutrientes y los elementos contaminantes
de las aguas residuales.
Los humedales artificiales funcionanexclusivamente por gravedad
en un sistema de
cascada, pasando el agua residual por
diferentes etapas de tratamiento, hasta lograr
su depuracin.
Por sus caractersticas, los humedales
implican costos iniciales competitivos de
construccin y bajos costos de operacin ymantenimiento, ya que no
requieren bombeos,
aplicacin de qumicos o la utilizacin de
equipo sofisticado. De igual manera requieren
poco personal y no especializado, para su
operacin y conservacin
Aplicacin de los humedalesartificiales en el pas
Si bien la tecnologa de los humedales
artificiales no es nueva a nivel mundial, en
Mxico encuentra aplicaciones incipientes, ypuede decirse que por
su versatilidad de
aplicacin (puede instalarse desde el nivel
casero hasta para poblaciones de medianotamao y su relativa
facilidad de instalacin,
operacin y mantenimiento presenta grandes
ventajas), se constituye en una alternativa muy
importante para el saneamiento de las aguasresiduales, con
costos altamente competitivos.
Clasificacin de los humedales artificiales:Bsicamente existen
los humedales naturalesy los humedales artificiales.
Los humedales naturales son reassomeras con vegetacin acutica
que se
constituyen en verdaderos filtros biolgicosque retienen los
nutrientes y fijan minerales
como el fsforo y el nitrgeno; sin embargo
cuando el vegetal muere, libera nuevamente
estos contaminantes disminuyendo laeficiencia de depuracin.
Los humedales artificiales presentan
mecanismos de purificacin del agua similaresa los existentes en
los humedales naturales,
solamente que se controlan sus aspectos
negativos, ya que adems de realizar una
poda, extraccin y disposicin de lavegetacin se incluyen aspectos
de ingeniera
con los que se mejora mediante tuberas el
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comportamiento hidrulico y se obtienen altas
eficiencias de tratamiento.
Figura 1: Humedal natural
Los humedales artificiales se puedenadems construir en cualquier
sitio donde se
produzcan aguas residuales, no
necesariamente en lagos o lagunas.
Figura 2: humedal artificial
Estos ltimos a su vez se subdividen en
sistemas inundados (de flujo superficial,consisten de estanques
con agua y especies
flotantes como el lirio acutico o la lentejuela
de agua)
Figura 3: Humedal artificial inundado
y en sistemas de flujo subterrneo(estanques con grava, especies
vegetalesenraizadas y agua), los cuales pueden
disearse con flujo subterrneo horizontal o
con flujo subterrneo vertical.
Figura 4: Humedal artificial subterrneo
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El humedal experimental deCucuchucho
En Cucuchucho se diseo e instal un
humedal artificial del tipo flujo subterrneocon plantaciones de
vegetales acuticos de la
regin como el carrizo, el tule y la chuspata.
Para la instalacin del humedal se aplicaron
los mtodos y tecnologas que se tienenestablecidas a nivel
mundial, las cuales estn
planteadas para que los humedales cumplan
con las normas de tratamiento mundiales y lasparticulares de
Mxico, Norma Oficial
Mexicana NOM-001-SEMARNAT 1996.A travs del diseo y construccin
del
humedal de Cucuchucho se pudo lograr lacapacitacin y
transferencia de tecnologa
propiciado principalmente por el IMTA y la
UMSNH hacia los participantes delprogramade restauracin
ambiental, sirviendo el casocomo ejemplificacin [1].
Con la intencin de demostrar, difundir y
adoptar las bondades y beneficios de esta
aplicacin tecnolgica en la cuenca seimplemento un plan piloto
iniciando con la
instalacin de un humedal artificial en lacomunidad de
Cucuchucho, Mpio. de
Tzintzuntzan, con capacidad para tratar un
gasto de un litro por segundo.
A este humedal se le dio el carcter deexperimental, para lo cual
se equipo con
dispositivos y controles de medicin para
obtener informacin hidrulica y de calidad
del agua, suficiente para evaluar las
eficiencias de tratamiento y a travs de la
interpretacin de resultados determinar los
parmetros de diseo propios de esta zona deacuerdo con las
condiciones climticas y de la
caracterizacin del agua residual
En buena medida la eleccin de lacomunidad beneficiada fue debida
a la alta
participacin, inters y apoyo manifestado
por la comunidad de Cucuchucho
El humedal de Cucuhcucho se termino deinstalar a mediados del ao
2004 iniciando
inmediatamente su operacin tratando del
orden de un litro por segundo de las aguasresiduales de este
sitio. Las pruebas de calidad
del agua indican una alta eficiencia en la que
se remueve del orden del 98% de loscontaminantes para su
descarga cumpliendo la
normatividad mexicana.
Adems de depurar las aguas, la planta de
tratamiento permiti el saneamiento de unaamplia zona de la
poblacin y la extincin de
focos de contaminacin y tiraderos de basurasin control.
Por otro lado el humedal se dise y
construy bajo un esquema sustentable en el
que se planeo la cosecha de plantas como lachuspata, el tule y
el carrizo para elaboracin
de artesanas, el cultivo de flores como el
alcatraz, la cra de peces en un estanqueinstalado ex profeso y
se acondicion una
zona de cultivo bajo riego empleando el agua
excedente tratada.
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Figura 5: Esquema de los procesos de tratamiento
Procesos de tratamiento en elhumedal
La depuracin del agua residual pasa por
diferentes etapas de tratamiento, mostradas enla figura 1 de
manera esquemtica y que son[2]:
Pretratamiento: Para eliminacin de basurasy slidos.
Humedal de lodos:plantacin de carrizo paratratamiento de los
lodos resultantes de lasedimentacin.
Humedal de tratamiento: Plantacin dechuspata y tule en un medio
filtrante para
eliminacin de microorganismos patgenos,retencin de nutrientes y
remocin de
minerales como el fsforo y nitrgeno.
Laguna de maduracin: estanque en el queel agua residual es
expuesta al sol para realizar
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una desinfeccin de los microorganismos
sobrevivientes a los anteriores procesos.
Humedal de pulimento:plantacin de tule engrava para filtrar las
algas generadas en la
desinfeccin.
Estanque de peces: el agua depurada seutiliza para la cra de
peces con fines de
autoconsumo.
Parcela de riego agrcola: El agua excedentese utiliza para el
cultivo de hortalizas y/o su
descarga al lago en condiciones de
cumplimiento de la norma mexicana.
Instalacin del humedal
La construccin de los estanques y sistemas
de tratamiento cuenta con redes de tubera de
distribucin y recoleccin que permiten uncontrol para el paso de
un proceso a otro. En
las ilustraciones siguientes se muestran
algunas etapas del proceso constructivo,materiales y componentes
de relevancia.
Figura 6: Contaminacin del sitio antes de lainstalacin del
Humedal
Figura 7: Movimiento de terraceras para laformacin de los
estanques
Figura 8: Impermeabilizacin de los estanques conmembrana de
polietileno de alta densidad
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Figura 9: Tuberas de distribucin y recoleccin
Figura 10: Relleno y distribucin del medio filtrante
Figura 11: Plantacin de chuspata
Figura 12: Vista panormica del humedal
Resultados obtenidos en la operacin
A partir de la terminacin de la construccin,en agosto del 2004
el humedal entro en
operacin en una primera etapa de maduracin
en la que los vegetales establecidos seambientan y entran en
funciones.
Desde esa fecha se han realizado
peridicamente monitoreos y pruebas de
calidad del agua en los diferentes procesos,por parte un
laboratorio certificado, de cuyos
resultados se puede concluir que el humedal
proporciona una eficiencia de tratamiento
global del orden del 98 % (ver tabla 1), lo cualindica que una
vez que funcione en plenitud
tendr seguramente una capacidad de
tratamiento mayor a la de diseo de un litropor segundo.
Tabla 1: Eficiencia de tratamiento
Par-
metro
unidad Entra-
da
Sali-
da
Nor-
ma
Re-
mo-cin
DBO Mg/lt 454 12 30 97 %
NT Mg/lt 79 10 15 87
PT Mg/lt 17 6 5 65
HH Mg/lt 12 0 1 100
CF Nmp/100 mg
3.4E6
567 1,000 99.98
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Figura 13: Aspecto fsico de la depuracin del aguaen sus
diferentes etapas de tratamiento
Conclusiones
El humedal tuvo un alto impacto en elmejoramiento de la calidad
de vida de
la poblacin ya que de una cinega
insalubre y un basurero, el lugar es
ahora un sitio de aspecto agradable conmucha vegetacin, rboles,
en el que
proliferan la flora y fauna nativasconviviendo en el sistema y
sirviendode refugio a las aves migratorias
Su adaptacin a otros sitios permitirdisminuir la descarga de
aguas
contaminadas al lago.
Su versatilidad permite aplicacionesdesde tipo casero hasta en
grandessistemas.
Se adopta e impulsa el concepto desustentabilidad.
La experiencia obtenida aportaelementos para mejorar diseos,
procesos constructivos y mtodos de
operacin
Durante su instalacin trabajadores dela comunidad participaron
activamente
teniendo por ello una derramaeconmica temporal.
La instalacin exitosa del humedaltuvo un impacto regional y
nacional ya
que diferentes comunidades ygobiernos estatales y municipales
han
manifestado inters por adoptar esta
tecnologa de tratamiento natural.Actualmente se instala otro
humedal
de este tipo en Santa Fe de la Laguna
municipio de Quiroga
Reconocimientos:
El programa de Restauracin ambiental de lacuenca del lago de
Ptzcuaro ha contado con
la valiosa participacin de las siguientes
instituciones y organismos:Instituto mexicano
de Tecnologa del Agua, Secretaria del
Urbanismo y Medio ambiente del gobierno deMichoacn, -Secretaria
del medio ambiente y
Recursos Naturales del gobierno federal,Fundacin Gonzalo Ro
Arronte,
Institucin privada de asistencia pblica,
A.C., Gobiernos municipales deErongaricuaro, Ptzcuaro, Quiroga
y
Tzintzuntzan, Universidad Michoacana de San
Nicols de Hidalgo.
Referencias[1] E. Urquiza, C. Domnguez, V. Solorio, C.
Fuentes,
C. E. Gonzlez, Informe final de la instalacin de
un humedal experimental que trate un caudal de 1lt/seg de las
aguas residuales de la comunidad de
Cucuchucho, Tzintzuntzan, Mich., UMSNH,
Morelia, Mich., 2004K. S. Cole and R. H. Cole,
"Dispersion and absorption in dielectrics I.Alternating current
characteristics," J. Chem.
Phys.,vol. 9, pp.~341351, Apr. 1941.
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[2] J. A. Romero Rojas, Tratamiento de aguasresiduales por
lagunas de estabilizacin, Mxico,
Alfaomega, 1999.
Everardo Urquiza Marin: Ingeniero Civilegresado de la
Universidad Michoacana de San
Nicols de Hidalgo en 1978. Candidato a Maestro
en Ciencias en el Instituto Politcnico Nacional en
1987
email: [email protected]
Constantino Domnguez Snchez: IngenieroCivil egresado de la
Universidad Michoacana de
San Nicols de Hidalgo en 1986. Obtuvo el gradode Maestra en
Ingeniera Hidrulica en 1992 en laUniversidad Autnoma de Mxico;
Doctorado en
Ingeniera de Caminos Canales y Puertos en 1197
en la Universidad Politcnica de Valencia, Espaa
y Post Doctorado en 2002 en el Instituto de
Ingeniera del Agua y Medio Ambiente de la
Universidad Politcnica de Valencia, Espaa.
email: [email protected]
Jorge Leonel Angel Hurtado: Ingeniero Civilegresado de la
Universidad Michoacana de San
Nicols de Hidalgo en 1991.email: [email protected]
