Daniel Alejandro García López
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México enfrenta una de las crisis hídricas más graves de América Latina. Según datos de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA, 2020), más del 70 % de los cuerpos de agua superficiales del país presentan algún grado de contaminación. A esto se suma la sobreexplotación de acuíferos para la agricultura y actividades industriales, sin descartar la irregularidad en el acceso al agua potable en zonas rurales y, cada vez con más frecuencia, en grandes las urbes. Al mismo tiempo, la cobertura de tratamiento de aguas residuales en México apenas alcanza el 63.3 %, lo que significa que millones de metros cúbicos de aguas negras y grises sin tratamiento se vierten al ambiente cada año (CONAGUA, 2020).
Las aguas grises, que provienen de duchas, lavabos y lavadoras, representan hasta el 75 % del volumen total de aguas residuales domésticas. Este tipo de aguas, aunque no presentan materia fecal como las aguas negras, contienen materia orgánica e inorgánica en forma de jabón y restos de lavados. Desafortunadamente, las aguas grises reciben menor atención que las aguas negras, principalmente en zonas rurales con limitada infraestructura sanitaria. En muchas ocasiones, este tipo de aguas no están conectadas a un sistema de tratamiento, por lo que terminan en cuerpos de agua donde se convierten en alimento para formas de vida microscópicas y ocasionan la eutrofización y muerte del ecosistema.
Uno de los retos impuestos por la Agenda 2030 en el objetivo de desarrollo sostenible (ODS) 6, es “Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos”. Sin embargo, parece que nos encontramos lejos de alcanzar las metas impuestas en materia de agua, principalmente en zonas rurales donde la contaminación del agua requiere respuestas adaptadas a las condiciones regionales y el limitado acceso a servicios. En este contexto, los humedales artificiales emergen como una alternativa viable, ecológica y de bajo costo para tratar aguas residuales en comunidades donde los sistemas de saneamiento son insuficientes o inexistentes.
HUMEDALES ARTIFICIALES
Los humedales naturales son sistemas altamente productivos. Generalmente se localizan en zonas inundadas y con elevada humedad, donde la actividad de plantas y microorganismos es intensa, acelerando las reacciones químicas. Por esta razón se les ha llamado “los riñones de los ecosistemas” debido a los múltiples servicios que brindan para mantener la salud ambiental.
Inspirados en estos sistemas, los humedales artificiales buscan replicar sus funciones mediante la selección de especies vegetales, adaptadas dentro de un diseño ecológico que emula un humedal natural. Se utilizan principalmente para el tratamiento de aguas residuales urbanas, agrícolas e industriales a través de la acción conjunta de plantas acuáticas (macrófitas), microorganismos y un medio filtrante, como grava o arena.
Un humedal artificial se diseña a partir de un estanque poco profundo, impermeabilizado para evitar filtraciones, que se llena con grava como medio filtrante y sustrato para el crecimiento de plantas. Finalmente, se acondicionan tuberías de PVC para la entrada y salida del agua a tratar. Estos sistemas pueden sembrarse con diversas especies vegetales, entre las que destacan el tule, carrizo, papiro, alcatraz o ave del paraíso. Estas plantas son recomendables por su rápido crecimiento, eficiencia en la remoción de contaminantes, adaptabilidad al clima y porque no son especies comestibles.
FUNCIONAMIENTO DE LOS HUMEDALES ARTIFICIALES
Estos sistemas operan mediante distintos mecanismos (Arteaga-Cortez et al., 2019), que pueden clasificarse como físicos (filtración, sedimentación), químicos (precipitación, adsorción) y biológicos (biodegradación, fitodepuración). Gracias a esta combinación, logran una alta eficiencia en la eliminación de sólidos suspendidos, materia orgánica, nutrientes como nitrógeno y fósforo, metales pesados y contaminantes emergentes como fármacos y microplásticos.
La actividad biológica dentro de un humedal artificial se basa en la asociación benéfica entre plantas y microrganismos que trabajan conjuntamente en la descontaminación del agua (Nava-Rojas et al., 2023). Las raíces de estas plantas son el hábitat de una gran cantidad de microorganismos que participan activamente en la degradación de compuestos químicos que van desde formas de nitrógeno y fósforo, hasta estructuras más complejas como productos químicos sintéticos. El éxito de un humedal artificial depende fuertemente de que se establezca una comunidad bacteriana activa y eficiente, capaz de degradar contaminantes. En este sistema, el agua fluye a través de un filtro biológico donde las raíces retienen compuestos que son degradados por microorganismos. La acción de los microrganismos descompone compuestos complejos en formas más sencillas, que pueden ser absorbidas por las plantas a cambio del oxígeno producido durante la fotosíntesis. Así, se establece una simbiosis orientada a la eliminación de materia orgánica. Los contaminantes presentes en el agua son transformados en gases y minerales aprovechables por los organismos del sistema (Figura 1).
Numerosos estudios han demostrado la eficacia de los humedales artificiales para el tratamiento de aguas grises, confirmando su capacidad para remover diversos tipos de contaminantes (Tabla 1). Aunque la eficiencia de los humedales ha sido comprobada en numerosos estudios, en la práctica es necesario validar la calidad del agua que sale de un humedal artificial para garantizar su eficacia en la depuración de los contaminantes presentes en el agua residual.
