Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

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1 Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por medio de paredes verdes con diferentes configuraciones de especies y sustratos Universidad de los Andes Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Tesis de Pregrado en Ingeniería Ambiental Bibiana Alexandra Convers Contreras Asesor: Juan Pablo Rodríguez Sánchez, Ph. D. Diciembre de 2019 Bogotá D.C

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Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por medio de paredes verdes con

diferentes configuraciones de especies y sustratos

Universidad de los Andes

Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental

Tesis de Pregrado en Ingeniería Ambiental

Bibiana Alexandra Convers Contreras

Asesor: Juan Pablo Rodríguez Sánchez, Ph. D.

Diciembre de 2019

Bogotá D.C

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Contenido Resumen .............................................................................................................................................. 3

Introducción ........................................................................................................................................ 3

Objetivos ............................................................................................................................................. 9

Objetivo general .............................................................................................................................. 9

Objetivos específicos ...................................................................................................................... 9

Metodología ........................................................................................................................................ 9

Selección de sustratos ................................................................................................................... 10

Selección de plantas ...................................................................................................................... 11

Diseño experimental ...................................................................................................................... 11

Régimen de dosificación ............................................................................................................... 13

Muestreo y análisis: recolección de muestras de calidad del agua (campañas) ............................ 13

Resultados y Análisis ........................................................................................................................ 14

Parámetros físicos ......................................................................................................................... 15

• Turbiedad .......................................................................................................................... 15

• Sólidos suspendidos totales ............................................................................................... 17

Parámetros químicos ..................................................................................................................... 18

• Demanda biológica de oxígeno ......................................................................................... 18

• Demanda química de oxígeno ........................................................................................... 19

Nutrientes ...................................................................................................................................... 21

• Nitrógeno total Kjeldahl .................................................................................................... 21

• Fósforo total ...................................................................................................................... 22

Discusión ........................................................................................................................................... 23

Desempeño columnas .................................................................................................................... 23

Conclusiones y recomendaciones ...................................................................................................... 24

Referencias ........................................................................................................................................ 26

Anexos............................................................................................................................................... 29

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Resumen

Con el paso del tiempo la demanda sobre el recurso hídrico ha aumentado en los centros

urbanos, por lo que los sistemas de paredes verdes son una alternativa innovadora para

aprovechar el agua gris generada en los hogares. Por medio de un montaje piloto de pared

verde ubicado en la ciudad de Bogotá (Colombia), se evaluó la eficiencia de los sustratos

fibra de coco y perlita (3:1) y musgo sphagnum, y las especies Canna indica, Cyperus rufus

y Asplenium nidus para tratar el agua gris generada por la lavadora. Para esto se realizaron

cuatro campañas de medición en las cuales se midieron los Sólidos Suspendidos Totales

(SST), turbiedad, Demanda Biológica de Oxígeno (𝐷𝐵𝑂5), Demanda Química de Oxígeno

(DQO), Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) y Fósforo Total (FT). Los resultados mostraron que

en general hay una mejor remoción de SST, turbiedad y DQO. Por último, se obtuvo que las

configuraciones de Canna indica con musgo sphagnum y Asplenium nidus con musgo

sphagnum son las más eficientes en la remoción de los parámetros evaluados.

Introducción

Para comenzar, es importante recordar que de toda el agua que hay en el mundo el 97.5% es

agua salada y el 2.5% restante que corresponde a agua fresca, el 68.9% se encuentra en los

glaciares, el 30.8% en acuíferos y el 0.3% está disponible en ríos y lagos (Bifani, 1999).

Además, la demanda sobre el agua dulce ha incrementado con los años como consecuencia

del crecimiento demográfico, la urbanización, la industrialización y el aumento de la

producción y el consumo. Es por esto que cada vez resulta más importante y prioritario hacer

una gestión eficiente del recurso, a fin de continuar satisfaciendo las necesidades básicas de

los seres humanos (por ejemplo: abastecimiento y saneamiento) y los requerimientos para el

desarrollo de los diferentes sectores económicos (agropecuario, industrial, comercial, entre

otros).

Ampliando lo anterior, en el mundo ha ido incrementando cada vez más la problemática

asociada con el acceso y la calidad del agua dulce ya que cifras de Organización Mundial de

la Salud (OMS) indican que, para el año 2017 había 2100 millones de personas sin acceso a

agua potable y disponible en el hogar, y 4500 millones de personas carecían de un

saneamiento seguro. En consecuencia, esto lleva a la transmisión de enfermedades diarreicas,

el cólera, la disentería, hepatitis A y fiebre tifoidea. (Organización Mundial de la Salud, 2017)

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Otro aspecto importante a considerar es cómo la demografía ha ejercido una presión sobre el

recurso hídrico puesto que la tendencia que ha seguido la población mundial es a aumentar,

previendo que la cifra llegue a 9.700 millones de personas para 2050, lo que lleva consigo a

un proceso de urbanización y movimientos migratorios, donde según cifras de la

Organización de las Naciones Unidas (ONU) para este mismo año el 68% de la población

mundial vivirá en ciudades (Organización de las Naciones Unidas, s.f.). De acuerdo con un

informe de la ONU sobre los recursos hídricos en el mundo (2015) se estima que en 2050 la

demanda mundial de agua aumentará en un 55%, principalmente por demandas relacionadas

con la creciente urbanización en los países en desarrollo (OECD, 2012a).

La manera en la que se han desarrollado las ciudades ha llevado a una pérdida de

responsabilidad y consciencia respecto al consumo de los recursos, lo cual se ve reflejado en

gastos excesivos de agua en el hogar en actividades relacionadas con la higiene personal, la

cocina, lavado de ropa y limpieza de la casa. Lo anterior ha llevado a que se presenten

situaciones como la de la Región Metropolitana de Sao Paulo (RMSP), la cual alberga cerca

del 50% de la población estatal de Brasil, donde se llegó a una situación de estrés hídrico alto

por el dramático crecimiento poblacional en la segunda mitad del siglo 20, como

consecuencia del uso no planificado de la tierra y el rápido desarrollo industrial. Además, la

urbanización desordenada ha contribuido a la contaminación de reservorios de agua bruta, a

la escasez de fuentes de agua, y a la vulnerabilidad ante las inundaciones (Banco Mundial,

2012).

Sin embargo, existen otras ciudades que la necesidad de satisfacer la demanda de agua

potable las ha llevado a innovar en busca de dar un uso eficiente del recurso hídrico. Por

ejemplo, Singapur que al ser una isla carece de fuentes de agua dulce decidió en 2003,

después de un periodo de investigación exhaustiva, aprovechar las aguas residuales tratadas

para convertirlas en algo que denominan “NEWater” donde el efluente secundario del

proceso biológico convencional pasa por un proceso de microfiltración, ósmosis inversa

seguida de desinfección ultravioleta (Gu, Liu, Wang, Zhang, & Liu, 2019). Al agua

recuperada se le da tanto un uso directo no potable como un uso indirecto de agua potable, y

supera los estándares de calidad del agua potable establecidos por la OMS y los de la Agencia

de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) (Public Utilities Board , s.f.). Para

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2016, el agua suministrada por NEWater era del 30% y se contaban con cuatro plantas de

recuperación, para 2060 se espera que este porcentaje ascienda a 55% y ya no requerir de la

importación de agua de otros países (sembcorp, 2016).

Otro factor para considerar es el deterioro en la calidad del agua ya que, por un lado, la

adición de sustancias químicas al suelo en la producción agrícola (pesticidas, herbicidas,

fertilizantes, entre otros) en exceso resultan por escorrentía en cuerpos de agua. De acuerdo

con la ONU (2015) se espera que la eutrofización de las aguas superficiales y las zonas

costeras aumente hasta 2030 (UNDESA, 2012), y específicamente a nivel mundial hasta

2050 el número de lagos con floraciones de algas nocivas aumentará un 20%. Por otro lado,

muchas de las aguas residuales domésticas e industriales no reciben un tratamiento adecuado

antes del vertimiento. Esto resulta en una presión adicional a la disponibilidad de agua apta

para los humanos.

Del mismo modo, el cambio climático ya está teniendo efecto en la disponibilidad de agua y

con el paso del tiempo resultará aún más determinante puesto que el incremento de

temperatura esperado en los escenarios más probables de cambio climático tendrá

importantes repercusiones en el ciclo hidrológico, global y local (Martínez & Patiño, 2012).

Por un lado, tiene efecto sobre la precipitación (se esperan incrementos o descensos)

alterando los sistemas de agua dulce en su cantidad y calidad, por ejemplo, para 2100 las

proyecciones indican un aumento en los períodos de sequía en la región tropical de América

del Sur, lo que repercutirá en la escorrentía y recarga de acuíferos ocasionando escasez. En

cuanto a los glaciares, ha aumentado cada vez más el deshielo, haciendo que el agua dulce

contenida en ellos resulte en océanos y ríos, como es el caso de los glaciares andinos que

están retrocediendo y esto afecta la distribución estacional del caudal de agua (Alianza Clima

y Desarrollo, 2014).

Con todo lo anteriormente expuesto, es posible evidenciar la gran dependencia del ser

humano al recurso hídrico y los diversos factores que intervienen o afectan la disponibilidad

del agua. Por lo que resulta importante hacer una gestión eficiente del recurso lo cual se logra

por medio de generar conciencia en la población y en las empresas, con normativa más

estricta y vigilancia en el cumplimiento de esta, aprovechando al máximo todas los flujos y

fuentes de agua. Esto último se consigue a través de la innovación, por ejemplo, con sistemas

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avanzados de tratamiento de aguas residuales para su reúso, techos verdes que capten el agua

lluvia y paredes verdes que reciban las aguas grises de tal modo que reduzcan la carga

contaminante y sea posible dar un uso seguro a esta.

Profundizando en el tema de paredes verdes para el tratamiento de aguas grises, el riego con

aguas grises (proveniente del lavaplatos, ducha, lavamanos y lavadora) resulta viable

teniendo en cuenta su generación constante y altos niveles de nutrientes que facilitan el

crecimiento óptimo de las plantas. Este sistema consiste en jardines verticales que están

suspendidos a un lado de los edificios residenciales y oficinas, los cuales por medio de

sustratos y plantas seleccionados disminuyen la contaminación en el agua, adicionalmente

permiten embellecer espacios, generar aislamiento térmico, mitigar el ruido y ocupan poco

espacio facilitando su aplicación en las ciudades densamente pobladas (Prodanovic, Zhang,

Hatt, McCarthy, & Deletic, 2017).

Entre los estudios que se han realizado sobre el tema cabe destacar los tres artículos

publicados por Prodanovic, Zhang, Hatt, McCarthy, Deletic. En uno de ellos se probaron una

gama de medios lentos (fibra de coco, lana de roca y fitoespuma) y rápidos (perlita,

vermiculita, piedra de crecimiento, arcilla gastada y arena de río) con el potencial para ser

usados en paredes verdes buscando la eliminación hidráulica y de contaminantes. Los

resultados mostraron que los medios lentos tienen un rendimiento de eliminación de

contaminantes más alto y consistente que los medios rápidos, pero son propensos a obstruirse

lo que los hace inadecuados como únicos medios en las paredes verdes. Además, el estudio

sugiere que una combinación de perlita (mejor medio rápido) y fibra de coco (mejor medio

lento) podría ser una opción óptima para su aplicación en paredes verdes para sistemas de

reutilización de aguas grises (Prodanovic et. al, 2017).

Continuando con los resultados encontrados en el anterior estudio, en una nueva

investigación Prodanovic et. al probaron el rendimiento de eliminación hidráulica y de

contaminantes de seis diferentes mezclas de medios de fibra de coco y perlita en un

experimento de columna sin vegetación. Encontrando un punto entre las relaciones 2: 1 y 3:

1 de perlita a fibra de coco donde la tasa de infiltración aumenta significativamente haciendo

la mezcla menos propensa a la obstrucción, pero afectando negativamente el rendimiento de

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eliminación de contaminantes por tiempo insuficiente para los procesos biológicos

(Prodanovic, Zhang, Hatt, McCarthy, & Deletic, 2018).

Por último, realizaron un tercer estudio con el objetivo de examinar cómo la variación en los

espacios de las plantas y las condiciones operativas (tasa de carga hidráulica, concentraciones

de entrada y secado intermitente) influyen en la eliminación de nutrientes del agua gris. Los

resultados mostraron que las especies de plantas ornamentales pueden adaptarse con éxito al

riego con aguas grises y desempeñar un papel importante en la absorción de nitrógeno y

fósforo del agua gris. Puntualmente, las plantas de mayor rendimiento fueron C. appressa, N.

obliterate, M. parvifolium y L. muscari. Además, se descubrió que la absorción de fósforo

mejora con el tiempo (Prodanovic, McCarthy, Hatt, & Deletic, 2019).

Otra investigación, realizada por Masi, Bresciani, Rizzo, Edathoot, Patwardhan, Panse,

Langergraber (2016) consistió en un jardín vertical que trata aguas grises de un edificio de

oficinas ubicado en Pune. El análisis experimental se dividió en dos fases: En la primera fase

se analizaron los resultados de las paredes verdes rellenas solo con LECA (agregado de

arcilla expandida ligera), y la segunda fase, consecuencia de que los resultados de la primera

fase no hayan sido lo suficientemente satisfactorios, las fibras LECA plus arena y LECA plus

coco se probaron como medios porosos, con el fin de aumentar los tiempos de residencia y

el rendimiento del tratamiento de la pared verde. Las mejoras esperadas en la eficacia del

tratamiento han sido confirmadas por el rango más amplio de tasas de eliminación observadas

entre la Fase I y la Fase II que denota mayores potencialidades de tratamiento para las nuevas

configuraciones (Masi, y otros, 2016).

Por ultimo, Fowdar, Hatt, Breen, Cook y Deletic (2016) desarrollaron un sistema de pared

viva a gran escala en Melbourne, que emplea plantas ornamentales cultivadas en un filtro de

arena en un lado de un edificio para tratar las aguas residuales de la ducha, el baño y el lavabo.

Encontraron que la selección de vegetación es particularmente importante para la eliminación

de fósforo y nitrógeno, y que la eliminación de fósforo puede verse comprometida a largo

plazo como resultado de la lixiviación. En general, se lograron excelentes eficiencias de

eliminación de sólidos y orgánicos en suspensión en estos sistemas (Fowdar, Hatt, Breen,

Cook, & Deletic, 2016).

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Con base en la revisión bibliográfica presentada, se identifica que los estudios sobre paredes

verdes para tratamiento de aguas grises están centralizados en Melbourne, Australia, por lo

que hace falta que en otros países se investigue sobre el tema ya que se han obtenido

resultados exitosos que de ser aplicados en ciudades densamente pobladas permitiría aliviar

en cierto grado la presión ejercida sobre el recurso hídrico. Sin embargo, las plantas

empleadas para el tratamiento en Australia no son necesariamente aplicables en todos los

contextos debido a la distribución geográfica de muchas de ellas y las condiciones climáticas

de cada lugar. Por ejemplo, la planta Carex appressa en los estudios de Fowdar et. al (2017)

y Prodanovic et. al (2019) ha sido una de las más eficientes removiendo contaminantes, pero

al ser originaria del Pacífico Sudoccidental y no ser comercial su uso en otras partes del

mundo se ve restringido, demostrando que es necesario experimentar con más plantas bajo

diversos escenarios para saber cuáles tienen potencial de ser usadas en una pared verde.

Asimismo, las investigaciones se han enfocado en gran medida en el uso de perlita y fibra de

coco como sustrato probando diferentes relaciones.

En Colombia, aunque la investigación ha sido escaza en este tema, se encuentra la guía de

Techos verdes y jardines verticales creada por la Secretaría Distrital de Ambiente que tiene

como fin actualizar la Guía Técnica de Techos Verdes del 2011, incorporando el tema de

jardines verticales en busca de difundir estas tecnologías. En esta guía se encuentra

información sobre las investigaciones en el tema, las tecnologías existentes, los

requerimientos mínimos para la implementación de techos verdes y jardines verticales,

listado de plantas para usar en los sistemas, cómo hacerlo uno mismo, plan de mantenimiento,

consejos e ideas de expertos, entre otros (Secretaría Distrital de Ambiente, 2015). Más

recientemente, Ángel (2019) y Cantor (2019) realizaron un montaje piloto de pared verde en

donde emplearon las especies Asplenium nidus y Chlorophytum comosum, y Salvia palifolia

y Cyperus rufus, respectivamente; en conjunto con los sustratos musgo sphagnum y turba

rubia, y fibra de coco y perlita y piedra pómez, tierra negra, arcilla, arena, zeolita y perlita,

respectivamente.

Debido a lo anteriormente expuesto es que este documento presenta un estudio de un sistema

piloto de pared verde a pequeña escala en Bogotá (Colombia) para el tratamiento de aguas

grises domésticas (agua proveniente de la lavadora) con una duración de cuatro meses. En el

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que se buscaba, por un lado, continuar con las configuraciones que tuvieron un mejor

desempeño en los estudios de Ángel (2019) y Cantor (2019) correspondientes a Asplenium

nidus con musgo sphagnum y Cyperus Rufus con fibra de coco y perlita en relación 3 a 1,

respectivamente. Por otra parte, se buscó experimentar con la especie Canna indica (que no

había sido anteriormente empleada) y combinarla con los sustratos musgo sphagnum y fibra

de coco y perlita (3:1). Para de este modo realizar comparaciones en los desempeños entre

las especies, los sustratos y el tiempo de maduración del filtro con la medición de algunos

parámetros físicoquímicos.

Objetivos

Objetivo general

Determinar la eficiencia de las especies Asplenium nidus, Cyperus Rufus y Canna indica, y

los sustratos musgo sphagnum con 10% de arena de cuarzo y perlita y fibra de coco en

relación 1 a 3.

Objetivos específicos

• Calcular el porcentaje removido de DQO, DBO5, NTK, SST, FT y turbiedad en el

agua residual de la lavadora por las diferentes configuraciones.

• Identificar las configuraciones más eficientes en la remoción de los diferentes

parámetros.

• Comparar el desempeño de remoción de las especies comerciales (Canna indica y

Asplenium nidus) con las especies de humedal (Cyperus Rufus).

• Determinar si existe una mejora en el tratamiento del agua al adicionar vegetación a

las columnas.

• Comparar el desempeño de los dos sustratos empleados.

Metodología

El sistema piloto de pared verde se implementó en una casa ubicada a las afueras del norte

de Bogotá (Colombia), en la localidad de Guaymaral durante cuatro meses. Se eligieron tres

tipos de plantas tanto comerciables como no comerciables y dos tipos de sustratos.

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Selección de sustratos

Uno de los sustratos seleccionados fue la perlita y fibra de coco en relación 3:1 esto debido

inicialmente al estudio de Prodanovic et. al (2017) donde tras probar una gama de medios

rápidos y lentos potencialmente adecuados, se concluyó que, debido a la gran diferencia en

las propiedades de tratamiento físico y contaminante de estos dos materiales, una

combinación de perlita y fibra de coco podría ser la mejor opción para aplicar a un sistema

de tratamiento de aguas grises por medio de paredes verdes. Un siguiente estudio de

Prodanovic et. al (2018) profundizó en la relación entre estos dos sustratos probando seis

mezclas diferentes de perlita y fibra de coco en proporción: 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3. La

relación que obtuvo mejores resultados fue la proporción 1:3 ya que presentó altos

porcentajes de remoción de SST, nitrógeno total, fósforo total, DQO y E. coli. Además, la

tesis realizada por Cantor (2019) en la que se tiene un sistema piloto de pared verde, trabaja

con perlita y fibra de coco en relación 1:3 en conjunto con la especie Cyperus rufus,

encontrando que fue la configuración más eficiente para tratar agua gris a partir de los

montajes evaluados, desempeñándose en la remoción de: agentes microbiológicos (E. coli y

coliformes totales), fosfatos, nitrógeno amoniacal, nitritos y nitratos. Con base en lo anterior,

se decide trabajar con estas proporciones de perlita y fibra de coco.

El otro sustrato empleado fue el musgo sphagnum ya que se tomó como referencia la tesis de

Ángel (2019) en la cual indica que Glatzel y Rochefort (2017), señalan que este sustrato es

utilizado para productos especializados como macetas biodegradables, para paredes verdes o

jardinería en techos. Además, Ángel como resultado encontró que el musgo sphagnum tiene

buenos porcentajes de remoción de SST, DBO5, DQO, FT, NTK y nitritos. Específicamente

obtuvo que este sustrato al ser usado en conjunto con la especie A. Nidus presenta la más alta

eficiencia de remoción para el mayor número de parámetros, aunque recomienda evaluar la

implementación del musgo sphagnum en conjunto con un medio poroso para evitar la rápida

colmatación de la columna, pero procurando conservar el buen desempeño del sustrato en la

remoción de contaminantes. Siguiendo esta recomendación, en el montaje experimental al

musgo sphagnum se le adiciona 10% de arena de cuarzo.

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Selección de plantas

Las tres especies seleccionadas fueron Canna, Cyrperus rufus y Asplenium Nidus. Como se

mencionó anteriormente, la especie Cyrperus rufus fue implementada por Cantor (2019)

siguiendo las recomendaciones del biólogo Gustavo Morales que destacaba los géneros

Cortaderia, Cyperus, Lachemilla, Salvia, Orthrosanthus y Sisyrrinchium como

potencialmente aplicables en paredes verdes para el tratamiento de aguas grises. Además, los

resultados del sistema piloto implementado mostraron que en conjunto con perlita y fibra de

coco en relación 1:3 fueron la configuración más eficiente para el tratamiento. Por otro lado,

la especie Asplenium Nidus se seleccionó con base en los resultados obtenidos por Ángel

(2019), en los que encontró que esta especie presentó mejores eficiencias en el tratamiento

del agua gris para los dos sustratos utilizados, en comparación con la otra especie probada.

Además, dicha planta hace parte de la lista de especies aptas para jardines verticales creada

por la Secretaría Distrital de Ambiente. Por último, la tercera especie seleccionada pertenece

a la familia Cannaceae al género Canna, debido a que Fowdar et al. (2017) trabajó con la

especie lirios de Canna y los resultados mostraron que permite la eliminación de nitrógeno,

fósforo, SST, DBO, carbono orgánico total y carbono orgánico disuelto. Adicionalmente, las

especies Asplenium Nidus y Canna fueron obtenidas en un vivero al ser especies comerciales,

para el caso de Cyrperus rufus la recolección se hizo en zonas aledañas a la vivienda donde

se encuentra ubicado el sistema piloto.

Diseño experimental

Para las columnas se continuó con el diseño utilizado por Ángel (2019) y Cantor (2019), el

cual consiste en columnas de PVC con diámetro de 10 centímetros y una altura de 50

centímetros, donde 10 centímetros corresponden a espacio libre para el crecimiento de la

planta. Además, en la parte inferior cuentan con un sistema de doble capa de malla para evitar

el flujo de sustrato y contaminación del efluente. Estas columnas son ubicadas en un montaje

que permite su fácil riego y recolección del efluente.

El montaje consta de dieciocho columnas ya que es objeto de investigación de otros estudios,

pero de estas tan sólo diez columnas son de interés. En la Figura 1, se observa las

configuraciones probadas para los dos sustratos y las tres plantas fueron las siguientes:

Cyperus rufus con perlita y fibra de coco (1:3), Canna indica con perlita y fibra de coco (1:3),

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Asplenium nidus con musgo sphagnum y Canna indica con musgo sphagnum, cada una con

su respectiva réplica. Además, se tienen dos columnas de control donde se encuentran cada

uno de los sustratos sin ningún tipo de vegetación con el fin de entender más claramente cuál

es el efecto de las plantas en la eliminación de contaminantes del agua gris.

Figura 1. Columnas experimentales con las configuraciones de plantas y sustratos

En la Figura 2 se presenta la vista en planta de las columnas correspondientes a las

configuraciones mencionadas anteriormente, con su respectiva convención.

C4

C8

C10

C12

C17

C3

C7

C9

C11

C15

C3: Cyperus rufus+perlita y

fibra de coco (1:3)

C10: Canna indica+musgo

sphagnum

C4: Cyperus rufus+perlita y

fibra de coco (1:3)

C11: Asplenium nidus+musgo

sphagnum

C4: Cyperus rufus+perlita y

fibra de coco (1:3)

C11: Asplenium nidus+musgo

sphagnum

C7:Canna indica+perlita y

fibra de coco (1:3)

C12: Asplenium nidus+musgo

sphagnum

C8: Canna indica+perlita y

fibra de coco (1:3)

C15: Control musgo

sphagnum

C9:Canna indica+musgo

sphagnum

C17: Control perlita y fibra de

coco (1:3)

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Figura 2. Vista en planta configuraciones de interés

Régimen de dosificación

Inicialmente, las columnas fueron regadas una vez al día con agua potable durante una

semana con el fin de madurar los filtros. Después se regaron con el agua proveniente de la

lavadora, a la cual se le adicionaba jabón FAB y ocasionalmente Suavitel, Clorox y/o Vanish

según el tipo de ropa que se lavara, aunque no se llevó un bitácora del uso de la lavadora para

registrar estos cambios. Lo anterior puesto que su recolección es sencilla y la generación de

esta agua gris es alta en la vivienda ya que en una lavada (1 ciclo) se utilizan

aproximadamente 57.5 litros y en una semana se lava ropa entre 6 a 7 veces, lo que da un

total de 345 a 402.5 litros disponibles para riego en una semana.

Con lo anterior en mente, para las tres primeras semanas se siguió la dosis empleada por

Ángel (2019) y Cantor (2019) donde cada columna era regada con 2.5 litros al día y en una

semana eran regadas 5 días y se dejaban 2 días de descanso, sin embargo, se evidenció

marchitamiento en las plantas lo que se atribuyó a falta de agua por lo cual se decidió regar

las plantas con la misma cantidad de agua pero diariamente. Lo anterior resulta viable ya que

el sistema piloto cuenta con dieciocho columnas, que para regar todas diariamente se necesita

de 45 litros, por lo que en una semana el requerimiento de agua gris será de 315 litros y como

se dijo anteriormente la lavadora en una semana utiliza alrededor de 345 a 402.5 litros. En el

Anexo 1 se encuentra la bitácora de riego para cada columna.

Muestreo y análisis: recolección de muestras de calidad del agua (campañas)

Los parámetros seleccionados para medir y analizar fueron la turbiedad, SST, DBO5, DQO,

NTK y PT, realizando cuatro campañas de medición aproximadamente cada tres semanas y

enviando las muestras al laboratorio de ingeniería ambiental de la Universidad de los Andes.

La selección se hizo con base en una revisión bibliográfica donde se destaca el estudio de

Fowdar et. al (2016) en el que se analizó la demanda biológica de oxígeno, nitrógeno total,

amonio, nitrógeno oxidado, nitrógeno disuelto total, fósforo total, fósforo reactivo filtrable,

fósforo disuelto total, sólidos suspendidos totales, carbono orgánico total, carbono orgánico

disuelto, pH y la conductividad eléctrica. Puntualmente, para la especie Lirios de Canna

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encontraron eficiencias mayores al 90% en la remoción DBO5 y SST y fue una de las más

efectivas eliminando fósforo, por lo cual a fin de comparar los resultados se midieron estos

tres parámetros para la especie Canna indica. Adicionalmente, también se destaca el estudio

de Prodanovic et. al (2019) en el que se midió el nitrógeno total, amoniaco, nitrógeno disuelto

total, fósforo disuelto total, fósforo total, fósforo reactivo filtrable, Nitrógeno oxidado,

fósforo particulado, nitrógeno orgánico disuelto.

Tabla 1. Parámetros muestreados

Parámetro

medido Unidades

DBO5 mg/L-O2

DQO mg/L-O2

FT mg/L-P

NTK mg/L-N

SST mg/L-SS

Turbiedad N. T. U

Resultados y Análisis

En la Tabla 2 se presentan los resultados obtenidos para los parámetros muestreados para las

cuatro campañas realizadas para cada una de las columnas.

Tabla 2. Resultados parámetros laboratorio

DBO5 DQO FT NTK SST Turbiedad

mg/L-O2 mg/L-O2 mg/L-P mg/L-N mg/L-SS N.T.U

Agua gris

Campaña 1 891 2116 2.61 38.2 280 190

Campaña 2 116 544 2.4 14.2 84 87.1

Campaña 3 102 583 1.13 7.8 60 73.9

Campaña 4 157 695 2.1 16.8 80 94

C3

Campaña 1 326 2667 1.88 29.2 48 164

Campaña 2 105 518 1.61 14.5 49 43.5

Campaña 3 30.4 161 0.34 3.7 28 18.1

Campaña 4 137 428 0.69 8.1 36 48.1

C4

Campaña 1 286 2680 3.28 35.2 154 144

Campaña 2 88.2 280 1.54 15.8 30 39.7

Campaña 3 67.5 447 1.01 7.7 37 57.3

Campaña 4 122 411 1.45 8.3 33 45.2

C7 Campaña 1 298 1975 3.62 27.4 164 180

Campaña 2 112 362 1.9 8.6 26 43.4

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Campaña 3 68.1 327 0.52 6.4 57 50.8

Campaña 4 60 202 0.28 3.2 16.7 19.7

C8

Campaña 1 246 2424 2.93 34.6 120 152

Campaña 2 136 398 1.7 11.4 27 43.2

Campaña 3 104 404 0.3 7.4 57 56.4

Campaña 4 136 370 1.01 7.5 25 37.1

C9

Campaña 1 221 1052 7.01 21.3 57 88.7

Campaña 2 82.1 393 0.63 11.9 27 30

Campaña 3 61.4 396 1.26 9.4 40 32.7

Campaña 4 75 359 0.66 7.6 18 23.6

C10

Campaña 1 154 749 3.35 26 51 78.9

Campaña 2 69.9 454 0.5 11.1 19 28.8

Campaña 3 30.7 407 0.97 10.5 31 39

Campaña 4 41 365 0.57 6.5 18 22.3

C11

Campaña 1 227 1399 4.06 11.2 84 86.4

Campaña 2 83.9 418 0.72 8.8 28 31.5

Campaña 3 94.8 372 0.72 7.5 38 41.5

Campaña 4 97 309 0.52 8.3 22.7 27.9

C12

Campaña 1 253 1450 10.2 14.9 100 96.9

Campaña 2 89.4 277 0.61 8.3 24 33

Campaña 3 66.9 334 0.64 7.7 32 48.5

Campaña 4 74 245 0.67 5.4 28 30.2

C15

Campaña 1 199 657 3.67 14.7 96 115

Campaña 2 61 334 0.44 10.7 25 22

Campaña 3 60.8 302 0.53 9.4 27 22.9

Campaña 4 124 492 2.11 12.4 21 26.1

C17

Campaña 1 364 1899 4.83 34.5 552 254

Campaña 2 122 434 0.87 14.7 83 58

Campaña 3 106 474 0.77 8.4 57 56.2

Campaña 4 136 514 1.09 13 82 48.2

Parámetros físicos

• Turbiedad

En la Figura 3, en cuanto al sustrato fibra de coco y perlita (3:1) se observa que la vegetación

combinada con este sustrato contribuye positivamente a disminuir la turbiedad ya que los

valores obtenidos con las columnas vegetadas (C3, C4, C7, C8) son considerablemente

mejores que los valores obtenidos con la columna de control (C17). Por otro lado, en general

se observa que de la campaña 1 a la campaña 2 se redujo en mayor medida la turbiedad, sin

Page 16: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

16

embargo, en la campaña 3 los porcentajes de remoción disminuyen en comparación con los

obtenidos en la campaña 2. Para la cuarta campaña estos porcentajes nuevamente aumentan,

siendo incluso el máximo valor obtenido de remoción, como es el caso de la columna

correspondiente a Canna indica y fibra de coco y perlita en relación 3 a 1 (C7) donde se

remueve el 79% de la turbiedad que tenía inicialmente el agua gris.

Este cambio ocurrido en la campaña 3 pudo suceder por varias razones: una de ellas es que

los microorganismos se adaptaron a las condiciones lo que aumentó su población y trajo

consigo un aumento en la materia particulada; otra es que el agua estuvo un largo periodo

retenida dentro de la columna por lo que el contacto con el sustrato aumentó la turbiedad; y

la última es por un posible cambio drástico en la composición del agua gris ya que el tipo de

ropa que se lava y las sustancias adicionales que se apliquen influyen en su composición. Sin

embargo, esta última razón no es posible comprobarla ya que no se tiene una bitácora del uso

de la lavadora y en ocasiones se mezclaba el agua de diferentes lavadas.

En el estudio realizado por Razzaghmanesha, Beechama, & Kazemib (2014) que evaluó la

calidad del agua de salida de los sistemas de techos verdes intensivos y extensivos en la

ciudad de Adelaida (Australia del Sur) durante un período de nueve meses, se encontró que

el rango de la turbiedad en la salida de estos sistemas está entre 4.0-300 N.T.U, lo cual es un

rango cercano al obtenido durante las campañas de muestreo ya que se encuentra entre 18.1-

254 N.T.U. Sin embargo, comparando con Fowdar (2016) et al. quien obtuvo en el efluente

una turbiedad de 12.3 ± 8.6 N.T.U, no se logra en promedio alcanzar concentraciones

cercanas a este valor debido a la presencia de sólidos en el efluente.

Page 17: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

17

Figura 3.Porcentaje de remoción de turbiedad en las campañas

• Sólidos suspendidos totales

En la Figura 4, se observa que en general los porcentajes de remoción en cada una de las

columnas se mantienen muy cercanos entre las campañas, a excepción de la tercera campaña

donde la eficiencia disminuye considerablemente. Lo sucedido en la campaña 3 pudo ocurrir

por lixiviados consecuencia de la exudación de las plantas y de la descomposición de las

raíces de las plantas (Fowdar et. al, 2016).

Cabe destacar el comportamiento de las columnas que tienen como sustrato la fibra de coco

y perlita en relación 3 a 1 puesto que se puede evidenciar que el sustrato por sí solo no es

eficiente removiendo SST (C17), pero en combinación con especies vegetales mejora

sustancialmente su desempeño (C3, C4, C7, C8). Lo anterior puede ocurrir porque el agua

gris en la columna de control está arrastrando los sólidos del sustrato y con la presencia de

vegetación este disminuye.

Fowdar et.al (2016) encontró que para la Canna lilies se obtienen porcentajes de remoción

del 95%, comparando esto con los resultados obtenidos para las columnas que contienen

Canna indica (C7, C8, C9, C10) a pesar de que alcanza una buena remoción, los porcentajes

no son tan altos como este. De manera similar ocurre con los resultados obtenidos por

Prodanovic (2018) para el sustrato de fibra de coco y perlita en relación 3 a 1, donde los

porcentajes de remoción están por encima del 90% mientras que los valores obtenidos para

Page 18: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

18

la columna de control de este sustrato (C17) fueron cercanos a cero e incluso aumentó la

cantidad de SST en el efluente.

Figura 4.Porcentaje de remoción de SST en las campañas

Parámetros bioquímicos

• Demanda biológica de oxígeno

En la Figura 5, se observa que en la primera campaña se alcanzaron los porcentajes de

remoción más altos mientras que en la segunda campaña hay una gran disminución, para la

tercera aumenta nuevamente la remoción, pero en general no se observa una tendencia clara

en la disminución de este parámetro. Lo anterior indica que inicialmente hubo gran actividad

microbiológica y fue disminuyendo en el tiempo, y la caída de la remoción en la campaña 2

puede estar relacionada con la composición del agua gris ya que esta varía según el tipo de

ropa que se lave, por ejemplo, al lavar ropa blanca se le adiciona blanqueador lo que puede

afectar considerablemente a los microorganismos presentes en las columnas.

Fowdar et. al (2016) llegó a un porcentaje de remoción de DBO del 99% para la especie

Canna lilies, al compararlo con la planta Canna indica empleada en el montaje se encuentra

una amplia diferencia puesto que en la combinación de esta con el sustrato fibra de coco y

perlita en relación 3 a 1 (C7 y C8) el porcentaje de remoción más alto fue del 75% y para la

combinación con el musgo sphagnum (C9 y C10) el porcentaje de remoción más alto fue del

83%. La anterior variación en la eficiencia puede deberse al uso de sustratos diferentes ya

Page 19: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

19

que en el estudio mencionado se usa de manera estratificada arena lavada, carbón, arena

gruesa y grava, lo cual puede contribuir a un aumento en la remoción de DBO.

Figura 5.Porcentaje de remoción de DBO en las campañas

• Demanda química de oxígeno

En la Figura 6, se observa que para las columnas que tienen como sustrato la fibra de coco y

perlita en relación 3 a 1 (C3, C4, C7, C8, C17) la campaña número uno tuvo los peores

resultados, llegando a aumentar la cantidad de DQO que tenía inicialmente el agua gris, pero

en las otras campañas el porcentaje de remoción aumenta. Lo anterior pudo ocurrir debido a

que al inicio en las columnas no había suficiente actividad biológica y/o las sustancias

químicas presentes en el agua gris, ya sea por el tipo de jabón, suavizante, blanqueador y

demás, de la campaña 1 no podían ser tratadas por la columna y en las siguientes campañas

la columna adquirió la capacidad de remover o simplemente la sustancia dejó de estar

presente en el agua gris.

Además, para la fibra de coco y perlita en relación 3 a 1 se identifica un aporte positivo de

las especies vegetales a la remoción ya que los valores obtenidos en estas columnas (C3, C4,

C7 y C8) son mayores que los obtenidos en la columna de control (C17). En contraste, para

el sustrato musgo sphagnum se tienen altos porcentajes de remoción para la columna

correspondiente al control (C15), por lo que esta diferencia entre los dos sustratos puede

Page 20: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

20

deberse al tamaño de poro de los medios y ser un factor importante en la eliminación de

DQO.

Fowdar et. al (2016) encontró que con la Canna lilies el porcentaje de remoción de la DQO

es del 77% con una concentración en el efluente de 7.32 mg/L. Comparando el mejor

resultado de remoción obtenido a lo largo de las campañas para la especie Canna indica en

combinación con la perlita y fibra de coco en relación 3 a 1 (C7 y C8) fue de 71% con una

concentración de 411 mg/L y para la especie Canna indica en combinación con el musgo

sphagnum (C9 y C10) fue de 65% de 749 mg/L, por lo que hay una gran diferencia en la

calidad de los efluentes, esto debido a que el origen del agua gris es diferente. Para el estudio

mencionado el agua gris proviene de la ducha, el baño y el lavabo, mientras que el agua con

el que se riegan las columnas es exclusivamente de la lavadora.

En el estudio de Prodanovic et. al (2018) se obtuvo como resultado que la remoción de DQO

para un agua gris, que tiene inicialmente 320 mg/L, empleando únicamente fibra de coco y

perlita en relación 3 a 1, es del 80%. Lo cual difiere en gran medida con los resultados de la

columna de control de este sustrato (C17) puesto que el porcentaje más alto que se alcanzó

fue de 26%.

Figura 6.Porcentaje de remoción de DQO en las campañas

Page 21: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

21

Nutrientes

• Nitrógeno total Kjeldahl

En la Figura 7, se identifica que en la campaña 1 se remueve algo de nitrógeno total, en

especial para la combinación de Asplenium nidus con musgo sphagnum (C11 y C12) y el

control de musgo sphagnum (C15). En la campaña 2 hay remoción, aunque disminuye con

respecto a la campaña 1, pero en la campaña 3 en todas las columnas los porcentajes de

remoción son prácticamente nulos e incluso aumenta la cantidad de NTK. Finalmente, en la

cuarta campaña la remoción se incrementa y para varias columnas alcanza el porcentaje más

alto de remoción. Lo sucedido en la campaña 3 pudo ocurrir por la inhibición del

procesamiento de eliminación biológica probablemente por la adición de alguna sustancia

diferente al jabón, tal como el cloro, afectando la actividad biológica en las columnas.

Particularmente, para las columnas que tienen como sustrato fibra de coco y perlita (3:1) la

mayor proporción de fibra de coco mejora la actividad biológica al retener más agua,

aumentando la eliminación de nitrógeno total. Sin embargo, cuando el afluente tiene una

menor concentración puede haber lixiviación del nitrógeno almacenado en el medio (Fowdar,

2016), tal como ocurre en la columna control de fibra de coco y perlita (C17) donde la

concentración inicial de NTK del agua gris para la campaña 1, 2, 3 y 4 es de 38. 2mg/L,

14.2mg/L, 7.8mg/L y 16.8mg/L respectivamente. Y esta disminución en la concentración del

afluente en las campañas 2 y 3 se ve reflejada con un aumento en la concentración del

efluente, como se puede observar en la Figura 7.

Prodanovic et. al (2018) encontraron que empleando únicamente fibra de coco y perlita (3:1)

con una concentración inicial de nitrógeno total de 6.6 mg/L en el agua gris, se alcanza un

porcentaje de remoción del 50%, sin embargo, el porcentaje más alto obtenido para la

columna de control de este sustrato fue de 23% con una concentración en el afluente de 16.8

mg/L. Por otro lado, en el estudio de Fowdar et. al se tiene como resultado que la especie

Canna lilies remueve el 85% del nitrógeno total de un agua gris que tenía una concentración

inicial de 5.3 mg/L.

Page 22: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

22

Figura 7. Porcentaje de remoción de NTK en las campañas

• Fósforo total

En la Figura 8, se observa que en general en la campaña 1 aumenta la concentración de

fósforo total en el efluente respecto a la del afluente, además en la campaña 3 para la mayoría

de las columnas el porcentaje de remoción disminuye respecto a la campaña 2. Lo sucedido

en la primera campaña pudo ocurrir porque no había actividad microbiana suficiente y hubo

lixiviación de los materiales de las raíces de las plantas. La disminución en la eficiencia en

la campaña 3 pudo ser porque había fósforo que permanecía retenido en el sistema que llegó

a una etapa de saturación y generó lixiviación en efluente (Fowdar, 2016).

Particularmente, para las columnas vegetadas que tienen como sustrato musgo sphagnum

(C9, C10, C11 y C12) en las campañas 2 y 4 los porcentajes de remoción fueron bastante

similares y se encontraron en un rango entre 60-80%. En cuanto a las columnas vegetadas

con sustrato de perlita y fibra de coco (C3, C4, C7 y C8), se identifica una tendencia a

aumentar el porcentaje de remoción a medida que transcurren las campañas. Adicionalmente,

se identifica una contribución positiva de la vegetación para la remoción del nutriente.

Fowdar (2016) encontró para la Canna lilies una remoción del 49% con una concentración

inicial de 3mg/L, mientras que en la combinación de Canna indica con musgo sphagnum (C9

y C10) la remoción más alta fue del 79% con una concentración inicial de 2.4 mg/L y para

la combinación de Canna indica con fibra de coco y perlita (C7 y C8) la remoción más alta

Page 23: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

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fue del 87% con una concentración en el afluente de 2.1 mg/L. Por otro lado, Prodanovic

(2018) para el sustrato fibra de coco y perlita (3:1) con una concentración inicial de 3.1 mg/L

llegó a una remoción de aproximadamente el 40% del fósforo total mientras que en la

columna correspondiente al control de este sustrato la remoción más alta fue de 64% con una

concentración en el afluente de 2.4 mg/L.

Figura 8. Porcentaje de remoción de fósforo total en las campañas

Discusión

Desempeño columnas

Con el fin de determinar cuáles configuraciones son las más eficientes tratando el agua gris

se seleccionaron las columnas con mejores y peores rendimientos para cada uno de los

parámetros medidos con base en los porcentajes de remoción presentados anteriormente. En

la Tabla 3 se presentan los resultados obtenidos.

Tabla 3. Desempeño columnas por parámetros

Categoría Parámetro Desempeño alto Desempeño bajo

Parámetros físicos SST C9/C10 C17

Turbiedad C10/C15 C17

Parámetros químicos DBO5 C10 C17

DQO C12/C15 C17

Nutrientes FT C3/C12 C4

NTK C7/C12 C17

Vegetación Todas las columnas vegetadas sobrevivieron al riego con agua

gris

Page 24: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

24

Con base en lo anterior, se identifica que la configuración de Canna indica en combinación

con el musgo sphagnum (C10) fue las más eficientes reduciendo las concentraciones de SST,

turbiedad y 𝐷𝐵𝑂5. Adicionalmente, la configuración de Asplenium nidus en combinación

con el musgo sphagnum (C12) fue la más eficiente reduciendo las concentraciones de DQO,

fósforo total y nitrógeno total. En contraste, el control de fibra de coco y perlita en relación

3 a 1 fue el que peor desempeño tuvo en la remoción de la mayoría de los parámetros. Cabe

aclarar que todas las especies implementadas soportaron el riego con agua gris aunque en

algunas presentaban hojas secas, ninguna de ellas murió.

Conclusiones y recomendaciones

Respecto al sustrato musgo sphagnum es importante destacar su alta eficiencia en la

reducción de turbiedad y DQO. Además, al combinar este sustrato con la especie Asplenium

nidus se alcanzaron los porcentajes de remoción más altos para DQO, FT y NTK, y la

combinación con Canna indica permitió las más altas remociones de SST, turbiedad y𝐷𝐵𝑂5.

En particular, los altos porcentajes de remoción obtenidos para el control del musgo

sphagnum y la configuración Asplenium nidus con el musgo sphagnum pueden estar

asociados con la maduración de los filtros, ya que las columnas empleadas provienen de un

estudio anterior realizado por Julián Ángel a inicios del 2019.

Con relación a lo anterior, se concluye que la maduración de los filtros es un factor

determinante para la remoción de los diferentes parámetros por lo que, entre mayor

maduración del filtro, mayor será la remoción. Esto se pudo comprobar al comparar los

resultados obtenidos por Ángel (2019) en la última campaña para los porcentajes de remoción

de NTK y FT de la configuración Asplenium nidus con el musgo sphagnum que fueron de

26.4% y 38.5% respectivamente, con las remociones alcanzadas en el presente trabajo son

considerablemente mayores a estas, con valores de 59.2% y 71.7% para la remoción NTK y

PT respectivamente.

Respecto a la especie Canna indica se obtuvieron resultados positivos (en especial para la

remoción de SST, turbiedad y DQO) para ser la primera vez que se emplea en un sistema de

tratamiento de aguas grises con paredes verdes, por lo que se recomienda continuar

experimentando con esta planta para contar con más información y comparar resultados. A

Page 25: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

25

pesar de que las hojas se marchitaron en las puntas, la planta se adaptó al agua gris y funcionó

correctamente con los dos sustratos probados. En cuanto a la Cyperus Rufus se reiteró que es

una especie que se adapta al riego con aguas grises, llegando incluso a florecer, y se evidenció

la necesidad de regar con gran cantidad de agua lo cual resulta conveniente si se aplica este

sistema en un centro urbano donde se genera gran cantidad de aguas grises.

En cuanto al sustrato fibra de coco y perlita en relación 3 a 1, la columna de control permitió

identificar que el sustrato por sí solo no es eficiente removiendo SST, turbiedad, DBO5, NTK

ni DQO; por lo cual es necesario combinarlo con especies vegetales para obtener mejores

resultados. La configuración de este sustrato con Cyperus rufus fue evaluada anteriormente

por Cantor (2019) donde se obtuvo un porcentaje de remoción cercano a cero para DBO5 y

menor al 10% para la DQO, y para dar continuidad a ese estudio se continuó con las columnas

empleadas y se lograron porcentajes de remoción del 17.5% para DBO5 y de 39.6% para

DQO, por lo que nuevamente se resalta la importancia de la maduración de los filtros.

En cuanto al planteamiento del montaje, se recomienda continuar empleando las dimensiones

de las columnas ya que no se presentó ningún inconveniente, aunque sí hay una oportunidad

de mejora en cuanto a la recolección del efluente en la parte inferior de la columna puesto

que se hizo por medio de baldes en los que además de ser poco práctico, existía la posibilidad

de contaminación de la muestra ya que los baldes eran usados para recoger el agua de diversas

columnas así que era importante lavarlos bien después de cada uso. Por otro lado, se

recomienda continuar con la columna de control del sustrato para evaluar la verdadera

contribución de la vegetación y con las réplicas de las columnas vegetadas para poder

comparar los valores obtenidos. Sin embargo, no siempre es recomendable promediar los

valores obtenidos de la muestra y la réplica ya que estos pueden ser considerablemente

diferentes,

Se recomienda estudiar la pared verde por un periodo de tiempo más amplio y aumentar la

cantidad de campañas de muestreo con el fin de identificar más claramente las tendencias en

la remoción de los parámetros medidos para así tener resultados más concluyentes sobre las

configuraciones más eficientes y mayor certeza sobre la viabilidad de aplicar este sistema a

largo plazo. Adicionalmente, se considera útil medir el tiempo de retención de cada columna,

es decir, contabilizar el tiempo que tarda la columna en filtrar la dosis de agua gris

Page 26: Evaluación del tratamiento de aguas grises domésticas por ...

26

suministrada, esto debido a que es un factor que influye en procesos que intervienen en la

remoción de algunos parámetros, por ejemplo, afecta en la absorción biológica. Asimismo,

llevar una bitácora del uso de la lavadora donde se indique qué productos fueron adicionados

y en qué cantidades, permitiría entender mejor las variaciones que se presenten a lo largo de

las campañas.

En cuanto a la dosis de riego se recomienda iniciar con la empleada por Ángel (2019) y

Cantor (2019) pero constantemente hacer seguimiento a la apariencia física de las plantas

para determinar si es necesario cambiar la dosis ya sea porque es demasiada o poca agua para

la planta. En consecuencia, es importante considerar cada tipo de planta que se tiene en el

montaje ya que no todas tienen los mismos requerimientos hídricos.

Por último, en cuanto al potencial de reúso del agua tratada por el sistema de paredes verdes

la OMS (2006)indica que para uso ornamental, frutales y forrajes la DBO5 debe ser menor o

igual a 240 mg/L y los SST menor o igual a 140 mg/L. Comparando con los resultados

obtenidos para cada columna en las cuatro campañas se tiene que todas las concentraciones

de DBO5 y SST en el efluente cumplen con esta recomendación. Por otro lado, para el riego

de vegetales que se pueden comer crudos la DBO5 debe ser menor o igual 20 mg/L y los SST

menor o igual a 20 mg/L, al comparar con la concentración del efluente de cada columna en

cada campaña se tiene que en ningún caso se cumple con el estándar para𝐷𝐵𝑂5, mientras

que para SST en la campaña 2 solamente la configuración de Canna indica con musgo

sphagnum cumple con el estándar con una concentración de 19 mg/L, y para la campaña 4

esta misma configuración cumple con una concentración de 18 mg/L y también la

configuración de Canna indica y perlita y fibra de coco (1:3) cumple con un valor de 16.7

mg/L.

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World Health Organization . (2006). Overview of greywater management Health

considerations . Obtenido de

https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/116516/dsa1203.pdf?sequence=1&

isAllowed=y

Anexos

Anexo 1. Bitácora de riego: litros suministrados a cada columna según el día

09/09/2019 10/09/2019 11/09/2019 19/09/2019 20/09/2019 21/09/2019 23/09/2019 25/09/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 1.5 2.5 1.5 2.5 1 0.5 1.8 1.5 1.75 1.75

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

2.5 2.5 2.5 0 1.5 1.5 1.5 2.5 1.5 2.5 1.25 1.5 1.5 1.5 1.25 1.5

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1 0.5 1.75 1.6 1.5 1.25

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 1.5 2.5 1.5 2.5 0.5 1 1.6 1.75 1.25 2

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

0 2.5 2.5 0 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

26/09/2019 27/09/2019 28/09/2019 30/09/2019 02/10/2019 03/10/2019 04/10/2019 07/10/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

1.5 1.5 1.5 2 2.5 2.5 2.5 2.2 2.5 2.5 1.5 1 1.5 1 2.5 2.5

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30

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

1 1.75 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1 1.25 1 1.25 2.5 2.5

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

2 2 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.25 1.4 1.75 2.5 2.25

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

1.5 2.1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.5 1.5 1.25 1.5 2.5 2.5

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

2.4 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2 2.5 2.5 2.5

09/10/2019 12/10/2019 13/10/2019 14/10/2019 15/10/2019 16/10/2019 17/10/2019 18/10/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2 1.5 2 1.5 1.5 1.5 2 1.5

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1 2.5 1.5 2 1.5 2 2 2 1.5 2

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

2.5 2.5 2.5 2 2.5 0 0.5 1.75 2 1.5 2 1.5 2 1.5 1 1.5

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2 1.5 1.5 1.5

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

2.5 2.5 2.5 2.5 0 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

19/10/2019 20/10/2019 21/10/2019 22/10/2019 23/10/2019 24/10/2019 25/10/2019 26/10/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

1.75 1.6 2 1.5 2 2 2 2 1.75 1.6 2 2 1.75 2.5 2.25 2.5

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

1.4 1.8 1.6 2 1.5 2 1.5 2 1.5 2 1.5 1.75 2.5 2.5 2.5 2.5

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

2 2 2 2 1.25 1.6 2.5 2 1.6 1.5 1.5 1.5 0 2.5 2.5 2.5

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

1.75 2.5 2 2.5 2.5 2.5 2 2.5 2 2.5 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

2.25 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

27/10/2019 28/10/2019 29/10/2019 01/11/2019 02/11/2019 03/11/2019 04/11/2019 05/11/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

2 2.5 2 2.5 1.25 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2 2.5 2.1 2.5 2.4 2.4

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

2.5 2.5 2 2.5 2 2.5 2 2.5 2 2.5 2.25 2.5 2.25 2.5 2 2.5

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

0 0 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.75 1.8 1.8 2 2 2.25 2 2.5 2

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31

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

0 0 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.3 2.5 2.5 2.5 2.1 2.5 2.5

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

0 0 2.5 2.5 2.5 2.5 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2.5 2.5

07/11/2019 08/11/2019 09/10/2019 10/10/2019 11/10/2019 12/10/2019 13/10/2019 14/11/2019

C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4 C3 C4

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.75 1.5 2.5 2.5 2.5 2.4 2.5 2.5 2.5 2.5

C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8 C7 C8

2.25 2.5 1.75 2.5 2 2.5 1.25 2 2 2.5 2 2.5 2 2.5 2 2.5

C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10 C9 C10

2.5 2.25 2.5 2.25 2.5 2 1.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 2.25

C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12 C11 C12

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 1.25 1.5 2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.4 2.5

C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17 C15 C17

2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.25 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

16/11/2019 17/11/2019

C3 C4 C3 C4

2.5 2.5 2.5 2.5

C7 C8 C7 C8

1.5 2.5 2.5 2.5

C9 C10 C9 C10

2.5 1.7 2.5 2.5

C11 C12 C11 C12

2.5 2.5 2.5 2.5

C15 C17 C15 C17

2.5 2.5 2.5 2.5