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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA 
DE MÉXICO 
_____________________________________ 
CAMPUS IZTACALA 
 
 
EFICIENCIA DE REMOCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA, NUTRIENTES Y 
BACTERIAS EN UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 
POR MEDIO DE HUMEDALES ARTIFICIALES. 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE 
B I O L O G O 
P R E S E N T A 
TORRES ESQUIVEL JOSÉ NATIVIDAD 
 
DIRECTOR DE TESIS: BIOL. MARIA DE GUADALUPE SÁINZ 
LOS REYES IZTACALA, MÉXICO, FEBRERO 2005 
 
1 
 
 
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MARIA REINALDA; POR LA EDUCACIÓN, EL APOYO Y EL 
AMOR QUE MA HAN BRINDADO Y PRINCIPALMENTE POR SU 
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VIDA. 
 
 
 
 
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REINADA (†), ANA PATRICIA, TERESA DE JESUS Y MIGUEL 
ALGEL; POR SEGUIR SIENDO UNA FAMILIA. 
 
 
 
 
A MIS SOBRINOS (AS): 
 
 
 ROSA REINA Y DIANA LAURA GONZALEZ TORRES Y SAUL 
MANUEL Y CESAR ARTURO REYES TORRES; POR DAR ALEGRIA 
A LA FAMILIA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
AGRADECIMIENTOS: 
 
 
A LA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POR HABERME 
ABIERTO LAS PUERTAS PARA PODER SER UNO DE SUS MIEMBROS Y 
BRINDARME TODOS LOS CONOCIMIENTOS QUE ESTÁN EN SUS AULAS, 
MUCHAS GRACIAS !!. 
 
 
DE MANERA MUY ESPECIAL A LA BIOL. MARIA DE GUADALUPE SÁINZ 
POR EL TIEMPO Y CONOCIMIENTOS QUE DEDICÓ PARA DIRIGIR EL 
DESARROLLO DE ESTE TRABAJO, PERO PRINCIPALMENTE POR LA 
AMISTAD QUE ME BRINDÓ. 
 
 
A LA QFB ESPERANZA ROBLES VALDERRAMA POR BRINDARME EL 
APOYO PARA PODER REALIZAR ESTE TRABAJO EN EL LABORATORIO DE 
CALIDAD DE AGUA. 
 
 
A CADA UNO DE MIS SINODALES: QFB ESPERANZA ROBLES 
VALDERRAMA, M.C. ELIZABETH RAMIREZ FLORES, DR. VICTOR RIVERA 
AGUILAR, M.C. ANGEL DURAN DÍAS Y BIOL. MARIA DE GUADALUPE 
SÁINZ, POR SU TIEMPO Y SUGERENCIAS PARA MEJORAR EL MANUSCRITO 
FINAL. 
 
 
A TODOS MIS AMIGOS DE LA FES-IZTACALA: PALOMA, IDANIA, 
LUCRECIA, SAGRARIO, LUIS, ROBERTO, MARCOS, HORACIO, HERNESTO, 
OSCAR, JUAN CARLOS, FEDERICO, DELFINO, ARNULFO, GREGORIO, POLO, 
JULIO, CON QUINES PASE GRANDES MOMENTOS DE MI VIDA. 
 
 
A TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DE MANERA DIRECTA E INDIRECTA, 
CONTRIBUYERON CON SUS OBSERVACIONES, CONOCIMIENTOS, 
SUGERENCIAS O SIMPLEMENTE CON SU INTERÉS, PARA LA REALIZACIÓN 
Y FINALIZACIÓN DE ESTE TRABAJO. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INDICE 
 
Pág. 
 
1. INTRODUCCIÓN............................................................................................. 6 
 
2. SISTEMAS DE HUMEDALES......................................................................... 8 
 
2.1 Humedales naturales.,......................................................................... 8 
2.1.1 Definición del cuerpo de ingenieros del ejército de U.S.A................ 8 
2.1.2 Clasificación de peces y fauna de humedales de U.S.A..................... 8 
 2.1.3 Definición internacional..................................................................... 8 
 2.1.4 Definición ecológica .......................................................................... 9 
 2.1.5 Función de los humedales naturales................................................... 9 
 2.1.5.1 Hidrológicas .......................................................................................9 
 2.1.5.1.1 Suministro a aguas subterráneas......................................................... 9 
 2.1.5.1.2 Control de inundaciones..................................................................... 9 
 2.1.5.1.3 Reducción de la erosión de la ribera................................................... 9 
 2.1.5.2 Bioquímicas.......................................................................................10 
 2.1.5.3 Hábitat...............................................................................................10 
 2.1.5.3.1 De fauna............................................................................................10 
 2.1.5.3.2 De vegetación................................................................................... 10 
 2.2 Humedales artificiales...................................................................... 11 
 2.2.1 Definición.................................. .......................................................11 
 2.2.2 Clasificación........................................ .............................................11 
 2.2.2.1 Sistemas con macrófitas flotantes.................................................... 11 
 2.2.2.2 Sistemas con macrófitas emergentes................................................ 12 
 2.2.2.2.1 Sistemas de flujo superficial............................................................. 12 
 2.2.2.2.2 Sistemas de flujo subsuperficial....................................................... 12 
 2.2.2.2.2.1 Sistemas de flujo horizontal............................................................. 12 
 2.2.2.2.2.2 Sistemas de flujo vertical.................................................................. 13 
 2.2.2.2.2.3 Sistemas de humedales artificiales híbridos.................................... 13 
 2.2.2.3 Sistemas con macrófitas subemergentes........................................ 13 
 2.2.2.4 Sistemas de humedales múltiples.................................................... 13 
 
3. CONSTRUCCIÓN DE UN HUMEDAL ARTIFICIAL.......................................... 14 
 
 3.1 Componentes de un humedal artificial............................................ 15 
 3.1.1 Hidrología......................................................................................... 15 
 3.1.2 Sustrato............................................................................................. 15 
3.1.3 Vegetación........................................................................................ 15 
 
4- REMOCIÓN DE CONTAMINANTES................................................................... 16 
 
 4.1 Remoción de nitrógeno...................................................................... 16 
4.2 Remoción de fósforo......................................................................... 18 
4 
 4.3 Remoción de materia orgánica.......................................................... 18 
 4.4 Remoción de sólidos........................................................................... 18 
 4.5 Remoción de patógenos...................................................................... 18 
 
5. ANTECEDENTES.................................................................................................... 21 
 
6. JUSTIFICACIÓN.................................................................................................... 27 
 
7. OBJETIVOS............................................................................................................. 28 
 
8. SITIO DE ESTUDIO..............................................................................................29 
 
9. SISTEMA DE TRATAMIENTO............................................................................. 31 
 
10. METODOLOGÍA.................................................................................................... 32 
 
11. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.............................................................................. 35 
 
12. CONCLUSIONES................................................................................................... 51 
 
13. BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................... 53 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUCCIÓN 
 
El agua es uno de los recursos naturales más importantes para mantener el equilibrio de los 
ecosistemas. Sin ella la vida no sería posible en nuestro planeta. El deterioro de la calidad 
del agua de ríos, acuíferos, embalses y zonas costeras, originadas por las descargas de aguas 
residuales sin tratamiento adecuado, limita las oportunidades de su aprovechamiento y 
provoca la contaminación de otros recursos naturales. 
 
El agua no sólo es parte esencial de nuestra propia naturaleza física y la de los demás seres 
vivos, sino que también contribuye al bienestar general en todas las actividades humanas. El 
agua se utiliza mayormente como elemento indispensable en la dieta de todo ser vivo y ésta 
es uno de los pocos elementos sin los cuales no podría mantenerse la vida. Por todo esto el 
agua ofrece grandes beneficios al hombre. 
 
La sociedad moderna ha dado un uso intensivo al agua tal que cada persona produce 
actualmente más de 100 litros de agua contaminada diariamente, la cual al ser descargada 
en cuerpos receptores o en el mar aumentan los riesgos a la salud y disminuye la calidad de 
vida de la población, ya que sobrepasa la capacidad de la naturaleza para que el agua sé 
autopurifique; de ahí la necesidad de remover los contaminantes antes de desechar las aguas 
residuales en cualquier sitio (Miranda, 2000). 
 
Las aguas residuales son aquellas aguas que se han canalizado a los núcleos urbanos, que 
se han desarrollado en usos domésticos (inodoros, fregaderos, lavadoras, lavabos y baños) y 
que pueden contener, además, algún residuo de los arrastres de las aguas de la lluvia por 
una parte y pequeñas actividades industriales urbanas por otra (Seoánez, 1999). 
 
El grado de tratamiento requerido para un agua residual depende fundamentalmente de los 
límites de vertido para el efluente. La clasificación convencional (tabla 1) de los procesos 
de tratamiento de aguas residuales es el siguiente: A) Tratamiento primario, el cual se 
emplea para la eliminación de los sólidos en suspensión y los materiales flotantes, impuesta 
por los límites, tanto de descarga al medio receptor como para poder llevar los efluentes a 
un tratamiento secundario. B) Tratamiento secundario, este comprende tratamientos 
biológicos convencionales, este tipo de tratamiento será el que en este trabajo se analizará. 
Y por último, C) Tratamiento terciario, el cual tiene como objetivo fundamental la 
eliminación de contaminantes que no se eliminaron con los tratamientos biológicos 
convencionales (Ramalho, 1996). 
 
Por ejemplo, se sabe que aproximadamente el 90% de las aguas residuales domésticas de la 
zona metropolitana de la Ciudad de México, se descargan sin tratamiento a través del 
sistema general de drenaje al exterior de la cuenca de México, y el 10% restante se depura 
en alrededor de 10 sistemas de lodos activados, los cuales en su mayor parte son deficientes 
en su funcionamiento (Castillo et al., 1997). 
 
 
 
6 
 
Para lograr una solución efectiva a este problema, se requiere la aplicación de tratamientos 
alternativos que sean sencillos en construcción, operación y mantenimiento, eficientes en 
sus niveles de remoción de contaminantes y económicos. 
Por lo que el tratamiento de las aguas residuales por medio de los sistemas de humedales 
artificiales (HA) surge como una alternativa que cumple las expectativas anteriores, además 
de ser estéticamente agradable (Ramírez et al., 1997). 
 
Estos humedales son creados artificialmente con el propósito de tratar aguas residuales de 
diversos orígenes y pueden realizarse con un grado de control mucho mayor (en cantidad de 
agua a tratar, del régimen de flujo y de la calidad del agua obtenida) que el que tiene un 
humedal natural (HN) (Powicki, 1997). 
 
Los HA se fundamentan en los tres principios básicos siguientes: 1) la actividad bioquímica 
de los microorganismos, 2) el aporte de oxígeno a través de los vegetales durante el día y 3) 
el apoyo físico de un lecho inerte que sirve como soporte, tanto para los microorganismos 
como para los vegetales, además de servir como material filtrante. En conjunto, estos 
elementos eliminan materiales disueltos y suspendidos en el agua residual (Reed, 1992) y 
biodegradan materia orgánica hasta mineralizarla y formar nuevos organismos (Hu, 1991). 
 
En términos generales, los HA pueden clasificarse en tres tipos, de acuerdo con la forma de 
vida de las plantas vasculares dominantes (Haberl, 1997): 1) Sistemas de macrofitas 
flotantes, 2) Sistemas de macrofitas emergentes, 3) Sistema de macrofitas subemergentes y 
4) Sistema de humedales múltiples. En particular los sistemas de raíces emergentes y 
subemergentes se clasifican en dos grupos, considerando la forma de alimentación, los de 
flujo horizontal (HAFH), los cuales tienen la característica de que el influente se introduce 
al sistema de forma lateral y los de flujo vertical (HAFV), en donde el influente es 
alimentado por la parte superior. El funcionamiento de un sistema HAFH o HAFV se basa 
en que un lecho de raíces, generalmente de Phragmites australis y Typha sp, aporta una vía 
o ruta hidráulica por donde fluye el agua a tratar. Esta zona, llamada rizosfera, es el espacio 
entre los rizomas, las raíces y el suelo circundante. El movimiento de la trama radicular en 
crecimiento (raíces y rizomas) abriéndose espacio en el suelo, previene la obstrucción del 
flujo de agua. Los P. australis aportan oxígeno a la rizosfera a través de sus hojas, tallos y 
rizomas (Conley, 1991). 
 
Existen en México numerosas comunidades, la mayoría de las cuales no poseen un sistema 
de tratamiento de aguas, ya que los métodos existentes, como los estanques de oxidación, 
resultan costosos por la gran cantidad de terreno que demandan. Por ello, se usan con 
frecuencia las aguas residuales sin tratar para irrigar campos y cultivos, lo que acarrea la 
alta frecuencia de enteropatógenos y de las enfermedades gastrointestinales que éstos 
producen. Es por esto que la importancia y trascendencia de este sistema radican 
fundamentalmente en que es más barato y se adapta mejor a las condiciones de México que 
los que actualmente se usan; también se pueden combinar con otros sistemas de tratamiento 
para optimizar su rendimiento. El sistema es altamente eficiente para eliminar bacterias y 
amebas patógenas de las aguas en tratamiento. Aún más, este nuevo método biológico 
ofrece también un aspecto agradable a la vista y puede constituir asimismo una reserva para 
la vida silvestre (Rivera y Calderón, 1993). 
 
7 
2. SISTEMAS DE HUMEDALES 
 
2.1 HUMEDALES NATURALES 
 
Los humedales naturales (HN) se encuentran entre los ecosistemas más importantes del 
planeta debido a sus condiciones hidráulicas únicas y debido a su rol como ecotonos 
entre los sistemas acuáticos y terrestres. Los HN frecuentemente se forman en zonas 
donde existe un estancamiento de agua contaminada. En dichas zonas se encuentran 
comúnmente plantas acuáticas, sumergidas y emergentes (EPA, 1999). 
 
2.1.1 DEFINICIÓN: 
 
I. En U.S.A. los humedales están legalmente definidos por enérgicas agencias 
gubernamentales envueltas en su identificación, protección y la emisión de 
permisos para la gente que busca alterar los humedales. El Cuerpo de Ingenieros 
del Ejército de U.S.A. y la agencia de proteccióndel medio ambiente definen a 
los humedales como: 
“...aquella área superficie o terreno que es inundado o saturado con agua, con una frecuencia y 
suficiente duración de soporte, y que bajo circunstancias normales cumpla en el predominio de 
la vegetación típica adoptada para vivir en condiciones de suelo saturado. Generalmente los 
humedales incluyen: pantanos, marismas, ciénagas y áreas similares” (Federal Interagency 
Committee for Wetland Delineation, 1989). 
 
Esta definición se usa para el delineamiento de humedales en todo los U.S.A. A 
menudo se levantan discusiones por que los humedales tienen bordes distintos. 
1.1.2 Clasificación de peces y fauna de humedales de U.S.A. 
Por el objetivo del humedal y la clasificación del hábitat del agua profunda. El servicio 
de fauna y pesca de U.S.A. (Cowardin et al., 1979) definen los humedales como: 
 
“...Tierra de transición entre los sistemas terrestres y acuáticos donde la masa de agua 
usualmente es poco profunda. Para objetivo de esta clasificación, los humedales deben tener 
uno o más de los siguientes atributos: (1) por lo menos periódicamente, que la tierra soporte 
predominantemente hydrophytas; (2) el sustrato debe ser principalmente de grava de relleno; 
y (3) el sustrato debe ser saturado con agua o cubierto por agua poco profunda en algún tiempo 
durante alguna temporada de cada año” 
 
Esta definición es la base para la clasificación detallada de humedales (Cowardin et al., 
1979). Este es el primer paso en la copilación e inventario de todos los humedales de 
U.S.A. 
 
1.1.3 Definición internacional. 
En 1971, en la Convención Internacional de Humedales la cual fue realizada en Ransar, 
Irán, por la Unión Internacional por la Conservación de la Naturaleza y Recursos 
Naturales (UICN). Los especialistas en importancia internacional en Hábitat de Aves 
Acuáticas, suministró el sistema para la cooperación internacional para la conservación 
y la manera de uso de humedales y los recursos generados de ellos (Matthews, 1993). 
En esta convención los humedales se definieron como: 
 
8 
“...áreas marismas, ciénagas, pantanos o agua, así sea natural o artificial, permanente o temporal, 
aguas que sean estáticas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluyendo áreas de agua marina, 
donde la marea baja no exceda de seis metros.” 
 
1.1.4 Definición ecológica. 
Los humedales son ecotonos (frontera o borde donde hay una interacción activa entre 
dos o más ecosistemas) intermedios entre la tierra y el agua (Odum y Sarmiento, 1998). 
 
En general se denominan humedales a todos aquellas áreas que se encuentran inundadas 
por aguas dulces o saladas, temporales o permanentes y que presentan una vegetación 
típica adaptada para vivir en condiciones de suelo saturado. Son sistemas de transición 
entre zonas terrestres y acuáticas. Los humedales pueden ser naturales o artificiales 
(Hammer, 1993, Bastian et al., 1993 y Vymazal, 1998). Dentro de los HN se encuentran 
los pantanos, marismas, ciénagas, esteros, manglares, etc. 
 
2.1.5 FUNCIONES DE LOS HUMEDALES. 
 
Las funciones de los humedales pueden ser clasificadas en tres categorías: hidrológicas, 
bioquímicas y de hábitat (Walbridge, 1993). 
 
2.1.5.1 Hidrológicas: 
Las funciones hidrológicas de los HN incluyen la carga y la descarga de las aguas 
subterráneas, control de inundaciones y protección de la ribera contra la erosión. 
 
2.1.5.1.1 Suministro a aguas subterráneas. 
Las aguas subterráneas pueden moverse desde dentro de un HN brotando (descarga) y 
desde el humedal el agua puede filtrarse dentro de las aguas subterráneas (carga). Las 
aguas subterráneas pueden ser recargadas si las depresiones de los humedales tienen un 
nivel más alto que los alrededores del suelo. La recarga es importante para poder 
restaurar los acuíferos por agua filtrada (Ewel, 1990). 
 
2.1.5.1.2 Control de inundaciones. 
Los humedales pueden almacenar un exceso de agua temporalmente y soltar esta 
lentamente, de esta manera amortigua el impacto de las inundaciones. Intactos y sin 
daño los humedales pueden prevenir daños por inundaciones a lo largo de los ríos 
(Sather y Smith, 1984). Algunos humedales no son capaces de retener el exceso de 
agua. Si los humedales son encerrados con el fin de detener más inundaciones de las 
que pueda soportar, sufrirían cambios significativos en sus comunidades de vegetación 
(Thibodeau y Nickerson, 1985). 
 
2.1.5.1.3 Reducción de la erosión en la ribera. 
Los humedales a lo largo de ríos, lagos, lagunas y mares pueden proteger la ribera por 
que absorben la energía de las corrientes y las olas. A lo largo de la ribera los 
humedales son un ecosistema dinámico, generalmente hasta alcanzar un equilibrio entre 
creación y erosión del sustrato (Adamus y Stockwell, 1983). 
 
2.1.5.2 Bioquímicas: 
9 
Un número de importantes procesos bioquímicos son favorecidos en los humedales 
debido a las aguas poco profundas, producción primaria alta, sedimentos anaerobios y 
aerobios, además de que ayuda a remover basura (Mitsch y Gosselink, 2000), por lo que 
se consideran limpiadores naturales de dichas aguas. Los sólidos suspendidos que 
entran por la columna de agua reducen su velocidad dentro del humedal y los materiales 
asociados con los sólidos, como el fósforo, son removidos por dicha columna de agua 
en el humedal (Johston, 1991). El nitrógeno es transformado también por procesos 
microbianos (nitrificación seguida por la desnitrificación) por lo cual requiere la 
presencia de sustratos anaerobios y aerobios. En el canal de plantas y la misma 
acumulación del tejido de plantas dentro del humedal puede ayudar a remover nitrógeno 
y fósforo; de cualquier modo, estos procesos pueden ser inversos cuando las plantas 
desaparecen después de la temporada, provocando la eutrofización (Howarth y Fisher, 
1976, Peverly, 1985). 
 
La capacidad de los humedales para purificar el agua es uno de los más importantes 
valores vistos por la sociedad. 
 
2.1.5.3 Hábitat. 
 
2.1.5.3.1 De fauna. 
Muchos humedales son grandes ecosistemas productivos, que soportan a un gran 
número de especies de fauna. Algunos animales, tanto peces grandes, reptiles y anfibios 
dependen exclusivamente del hábitat del humedal. Otros utilizan los humedales sólo en 
pequeños periodos de su ciclo de vida y algunos los usan como fuente de agua y de 
alimento. 
 
2.1.5.3.2 De vegetación. 
La comunidad vegetal en los humedales se encuentra entre los grandes ecosistemas 
productivos en el mundo (Mitsch y Gosselink, 2000). La producción de biomasa y la 
aportación de carbono orgánico forman parte de la cadena alimenticia. El hábitat de la 
vegetación en los humedales es amenazado por cambios en la hidrología, eutrofización 
y la invasión de plantas exóticas y otros disturbios inducidos por el hombre como es la 
agricultura y el desarrollo (Wisheu y Keddy, 1994). 
 
A pesar de que la utilidad y valor de los HN resultan actualmente muy evidentes para 
muchas personas, históricamente se les había considerado como lagares que debían ser 
transformados para darles otro uso (se ha estimado que desde 1990 más de la mitad de 
los humedales del mundo han sido destruidos). Los HN han sido drenados y 
transformados en tierras de cultivo o bien en lugares para el desarrollo comercial o 
residencial. El desconocimiento de la importancia de los HN en todos los estratos de la 
sociedad, y especialmente entre los responsables de la toma de decisiones y de la 
gestión de proyectos, ha contribuido enormemente a la pérdida de los humedales. Sin 
embargo durante las últimas dos décadas se han reconocido las funciones y el valor de 
los HN no sólo por los científicos o aquellas personas que trabajan con HN y HA, sino 
cada vez más por la población en general. La capacidad de los HN para almacenar y 
transformar materia orgánica y nutrientes es tal que con frecuencia se les llaman 
“riñones del planeta”. Esta capacidad es bien explotada usándolos en el mejoramiento 
de la calidad del agua (Higgins y Lugowski,1996). 
 
 
10 
 
2.2 HUMEDALES ARTIFICIALES 
 
Para tratar las aguas residuales de las ciudades se han construido grandes instalaciones 
de concreto y acero como son las diversas plantas de tratamiento, con alto consumo de 
energía. Ahora con la desventaja de los altos costos de la energía y el mantenimiento, 
estos sistemas han llegado a ser muy caros para los gobiernos y empresas operadoras. 
Lo que hace insostenible su funcionamiento. Esto ha originado la pérdida de la eficacia 
en el tratamiento y en otros casos el abandono de las instalaciones. Volviéndose a 
contaminar fuentes de agua como ríos, lagos y mares, con el consiguiente deterioro de 
su calidad y efectos sobre la salud humana. 
 
A su vez esto ha estimado, en los países del mundo desarrollado, mayores 
investigaciones para diseñar nuevos sistemas a más bajo costo y amigables al ambiente, 
a partir de procesos observados en la naturaleza. 
 
Entre las técnicas que utilizan sistemas acuáticos para el tratamiento de aguas residuales 
tenemos a los humedales artificiales (HA) con plantas acuáticas (flotantes o 
sumergidas). Estos sistemas de tratamiento “naturales”, reproducen los procesos que 
ocurren en la naturaleza, como es la capacidad de autopurificación de los sistemas 
acuáticos (ríos, lagos, mares y humedales), es decir, su capacidad de limpiarse cuando 
se alteran sus condiciones naturales al recibir agua residual de diversos tipos. 
 
2.2.1 DEFINICIÓN DE HA. 
 
Los HA o construidos son específicamente diseñados y construidos por el hombre para 
tratar las aguas residuales, en estos se aumenta la capacidad depuradora o eficiencia de 
tratamiento mediante la optimación de los procesos físicos, químicos y biológicos que 
ocurren en los ecosistemas de humedales naturales (Gray, 1989, Hammer y Bastian, 
1989, Vymazal, 1998). Los humedales artificiales son sistemas complejos e integrados, 
en los que el agua, las plantas, animales, microorganismos y ambiente (sol, aire y suelo) 
interaccionan para tratar aguas contaminadas (Gelt, 1997). 
 
2.2.2 CLASIFICACION DE LOS HA. 
 
A lo largo de la historia de los HA se han propuesto diferentes maneras de clasificarlos, 
la que a continuación es descrita fue desarrollada por Brix (1993) de acuerdo a la forma 
en que se presenta la vegetación: 
 
2.2.2.1 Sistemas con macrófitas flotantes. 
Los sistemas de macrófitas flotantes son muy diversos en formas y hábitat, éstos van 
desde la utilización de plantas grandes con rosetas de hojas aéreas o flotantes y raíces 
sumergidas bien desarrolladas como jacintos de agua, nenúfares o el lirio acuático, 
hasta plantas flotantes muy pequeñas con pocas raíces como las de la familia Lemnácea 
(Lemna spirodella y Wolffia spirodella. Estos sistemas se utilizan como pulimento de 
aguas residuales provenientes de sistemas secundarios de tratamiento de pequeñas o 
medianas comunidades aunque también se han utilizado para el tratamiento de aguas 
industriales. Consisten generalmente de estanques o lagunas donde las plantas se 
multiplican. Es recomendable construirlas con un declive para que el influente fluya por 
gravedad y entre menor profundidad presenten, la remoción de contaminantes es mejor. 
11 
2.2.2.2 Sistemas con macrófitas emergentes. 
Las macrófitas acuáticas, enraizadas y emergentes, son la forma de vida predominante 
en los HN y en los pantanos, y pueden crecer sobre una superficie que se encuentra a 50 
cm por debajo del nivel del agua. En general, estas macrófitas producen hojas y tallos 
aéreos, y un sistema extenso de raíces y rizomas. Las principales especies de plantas 
que se utilizan son: P. australis, Typha latifolia, Scirpus lacustris y Carex sp (Wieder, 
1989). Los sistemas de tratamiento de aguas residuales que emplean plantas emergentes 
han sido clasificados de acuerdo al mecanismo de suministro de agua y la dirección del 
flujo dentro del humedal. En general se dividen: 
 
2.2.2.2.1 Sistemas de flujo superficial 
En los sistemas de flujo superficial el agua fluye libremente a baja velocidad sobre el 
suelo y a través de los tallos y raíces de la vegetación emergente. El diseño consiste 
básicamente en una zanja cuyas dimensiones van de los 3 a 5 m de ancho por 100 m o 
más de longitud. La vegetación se encuentra fija al suelo y las hojas y tallos salen sobre 
la superficie del agua. Normalmente el influente es agua residual pretratada y se 
alimenta en forma continua. Los principales criterios utilizados en su diseño son: el 
tiempo de residencia hidráulica, la carga orgánica, la profundidad del agua en el lecho 
(Crites, 1994). 
 
2.2.2.2.2 Sistema de flujo subsuperficial. 
En este tipo de HA el agua fluye por la zona de raíz a través del medio de soporte, las 
raíces penetran hasta el fondo del lecho. El tratamiento del agua es más eficiente que en 
los otros tipos de sistemas de HAs ya que al proveer el lecho de un número de 
pequeñas superficies, poros y retículos donde los microorganismos pueden sujetarse, la 
materia orgánica queda atrapada o reacciona con el sustrato. Este tipo de humedales se 
divide dependiendo del tipo de patrón de flujo que sigue el agua en el lecho, en 
humedales artificiales de flujo horizontal (HAFH) y humedales artificiales de flujo 
vertical (HAFV). Los principales criterios empleados en su diseño son: el tiempo de 
residencia hidráulica, las cargas de DBO5 y sólidos, la profundidad del lecho y el 
tamaño (relación largo-ancho). (Crites, 1994). 
 
2.2.2.2.2.1 Sistema de flujo horizontal (HAFH). 
Este diseño es mejor conocido como el método de la zona de raíz (MZR), donde el agua 
fluye horizontalmente a través del medio de soporte en donde crecen las plantas. 
Durante el paso del agua residual a través de la rizósfera de las plantas, la materia 
orgánica es descompuesta microbiológicamente, el nitrógeno puede ser desnitrificado y 
el fósforo y metales pesados pueden ser fijados al medio. El agua tratada en estos 
sistemas casi alcanza la calidad del agua obtenida en un sistema de tratamiento 
secundario avanzado. 
 
 
2.2.2.2.2.2 Sistemas de flujo vertical (HAFV). 
En el caso de los humedales de flujo vertical el lecho no se encuentra saturado, por que 
normalmente el agua es suministrada al humedal de manera intermitente, esto es, en 
periodos secos y periodos de alimentación, permitiendo la percolación a través del 
medio. Durante el periodo de alimentación el aire es forzado a salir del lecho por el 
agua entrante; durante el periodo seco, a través de los poros del lecho fluye el aire 
atmosférico, incrementándose la oxigenación del medio filtrante. En general, la 
12 
eficiencia del proceso de depuración depende en gran medida de la aireación del 
sustrato. 
 
2.2.2.2.2.3 Sistemas de humedales artificiales híbridos. 
También denominados sistemas combinados, a veces son contemplados por algunos 
autores dentro de los sistemas multietapa, pero es más común que los consideren por 
separado. En general consisten en arreglos de sistemas de flujo horizontal y vertical. En 
estos sistemas las ventajas y desventajas de los sistemas de flujo horizontal y vertical se 
combinan complementándose mutuamente. Producen efluentes con bajos contenidos de 
demanda bioquímica de oxígeno al quinto día (DBO5), parcialmente nitrificados y 
desnitrificados y en consecuencia con una cantidad de nitrógeno total muy baja 
(Cooper, 1999). 
 
2.2.2.3 Sistemas con macrófitas subemergentes. 
Las macrofitas subemergentes tienen su tejido fotosintético completamente sumergido 
en el agua. La morfología y ecología de las especies varia de pequeñas plantas de baja 
productividad, que crecen sólo en aguas oligotróficas como Isoetes lacustris y Lobelia 
dortmanna, a grandes especies con una muy alta productividad, que crecen en aguas 
eutróficas, como por ejemplo Elodea canadensis. Las plantas acuáticas subemergentes 
tienen la capacidad de asimilar adecuadamente los nutrientes de las aguas residuales, 
sin embargo sólo crecen bien en aguas con suficiente contenido de oxígeno disuelto,por 
lo que no pueden ser empleadas en aguas residuales con altas cargas de DBO5, por que 
la degradación microbiana de la materia orgánica crearía condiciones anóxicas. 
Además, la turbiedad del agua no debe ser muy alta de tal manera que permita que la 
luz solar llegue a las plantas. El uso de macrófitas subemergentes para el tratamiento de 
aguas residuales está aún en la etapa experimental, el conocimiento actual sugiere que 
su principal área de aplicación será como la etapa final de un sistema de multietapas. 
 
2.2.2.4 Sistemas de humedales multietapas. 
Consiste en la combinación de los sistemas mencionados anteriormente y/o otros tipos 
de sistemas denominados de baja tecnología como son los sistemas de filtración por 
arena y las lagunas de oxidación (Brix, 1993, Vymazal, 1998). Un ejemplo podría ser 
un sistema multietapa consistente en: (1) una etapa de clarificación mecánica como 
elemento primario, (2) un sistema de tratamiento basado en macrófitas flotantes o 
emergentes como tratamiento secundario; y (3) una tercera etapa basada en macrófitas 
subemergentes. 
 
La aplicabilidad de los diferentes sistemas de tratamiento basados en macrófitas 
dependerá entre otras cosas de las condiciones climáticas, las características del agua 
residual a tratar, la cantidad del efluente requerido, la disponibilidad y el precio de 
terreno, así como de las regulaciones ambientales y de conservación ecológica (Brix, 
1993). 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
3. CONSTRUCCIÓN DE UN HA. 
 
El suelo de la zona seleccionada se remueve del sitio que ocupara el lecho hasta una 
profundidad de 1.5 m por debajo de donde fluirá el agua. El suelo de esta excavación se 
impermeabiliza con tierra-concreto, plástico sintético o asfalto, para retener el agua e 
impedir la infiltración a mantos acuíferos más profundos, al mismo tiempo que se 
construyen los muros de contención, que pueden hacerse con piedra procedente de la 
zona, con concreto o con ladrillo recubierto por cemento. Después de aislado e 
impermeabilizado el espacio, éste se llana con suelo que puede ser local siempre que 
contenga algo de cuarzo y calcio, en concentraciones próximas a 2000 ó 2500 mg/kg. El 
calcio puede agregarse si escasea en el suelo elegido. Los lechos también pueden 
construirse con grava, o combinando suelo y grava de diferentes tamaños, que variarán 
con el tipo de agua residual a tratar y con la calidad de efluente deseado. De cualquier 
modo, todos los lechos deben tener una altura de 0.5 m, cuidándose de no compactar el 
suelo con compresoras o cualquier otro tipo de maquinaria pesada, ya que esto podría 
alterar la conductividad hidráulica del lecho. La entrada y salida de los lechos tienen un 
compartimiento lleno con piedras, granito o cascajo, que ayudan a una mejor 
distribución del flujo mediante una tubería cuyo nivel pueda variarse a voluntad, de 
modo que el nivel del agua del lecho pueda elevarse o bajarse (figura 1). 
 
Figura 1. Principales características de un humedal de flujo subsuperficial (Rivera y 
Calderón, 1993). 
 
 
Para que los Phragmites o Typhas crezcan adecuadamente, es necesario que el suelo del 
lecho permanezca empapado, aunque no en extremo, la mayor parte del año. Dado que 
los lechos maduros, transpiran y evaporan cerca de 1500 mm de agua al año, es 
14 
indispensable tener un aporte suficiente de agua. Por lo general, cuando los rizomas de 
Phragmites y typha se plantan en un nuevo lecho toma cerca de tres años en Europa y 
de un año en México la maduración de los mismos antes de que el proceso sea 
completamente funcional y eficiente. También pueden sembrarse las semillas de los 
vegetales, pero esto prolonga por lo menos un año más el proceso de maduración de los 
lechos. Al principio es posible regar los lechos con agua dulce, pero a medida que los 
vegetales echan raíces y maduran, se puede ir agregando el agua residual hasta que ésta 
reemplace por completo al agua dulce (Rivera y Calderón, 1993). 
 
3.1 COMPONENTES DE UN HUMEDAL ARTIFICIAL. 
 
3.1.1 Hidrología. 
La profundidad del agua y la frecuencia del flujo o su periocidad son importantes en la 
determinación de las especies de las plantas apropiadas para la construcción del 
sistema. La profundidad del agua causa diferencias en el crecimiento de las raíces de las 
plantas en un humedal, restringiendo el oxígeno en las zonas de sustrato, también puede 
limitar la penetración de la luz y la actividad fotosintética del fitoplancton en humedales 
de superficie. 
 
3.1.2 Sustrato. 
Muchos sustratos son sustituibles para el establecimiento de humedales. Los suelos 
francos son buenos por ser blandos, lo que permite una excelente penetración de raíces 
y rizomas, por el contrario los suelos con una textura fina como la arcilla puede limitar 
el crecimiento de rizomas y de raíces. El bajo contenido de nutrientes pueden limitar el 
crecimiento y desarrollo de la vegetación así como también una cantidad excesiva de 
nutrientes, por ejemplo los niveles altos de calcio, limitan el rango adaptativo de 
algunas especies en particular (Watson et al., 1989). 
 
3.1.3 Vegetación. 
La vegetación de los humedales es el factor más importante para su construcción. Con 
respecto a las plantas usadas en el tratamiento de aguas residuales pueden clasificarse 
en vegetación emergente, plantas subemergentes, macrófitas flotantes y de raíces 
flotantes (tabla 2) (Gray, 1989). 
 
Sin embargo los principales criterios para poder escoger una planta para el tratamiento 
de aguas residuales son: 1) facilidad de cosecha, 2) bajo contenido de agua, 3) alto 
contenido proteíco, 4) bajo contenido de lignina y fibra, 5) alta capacidad de absorción 
de nutrientes, 6) un extenso crecimiento y periodo de cosecha, 7) no contener 
compuestos tóxicos para la vida de los seres humanos, 8) capaz de procesar todo tipo de 
desecho y convertirlos en productos útiles, 9) tener pocos insectos nocivos naturales y 
10) tener un eficiente transporte de oxígeno hacia las zonas anóxicas para facilitar la 
oxidación y reducción de metales pesados y poseer una amplia zona de rizosfera 
(Culley y Epps, 1973 y Watson et al., 1989). 
 
De las plantas de tipo emergente ocupadas para el tratamiento de aguas residuales, son 
pocas las que potencialmente pueden ser utilizadas. Tales plantas son Scirpus lacustris, 
S. validus; Phragmites communis, P. australis; Iris pseudocarus y el género Typha el 
cual comprende unas 20 especies, sin embargo generalmente solamente tres de ellas son 
15 
ocupadas para el tratamiento de aguas residuales: Typha latifolia, T. domingensis y T. 
orientalis (tabla 2) (Chick et al., 1983). Estas especies son generalmente muy fuertes, 
robustas y resistentes a insectos nocivos y enfermedades, son ideales para climas 
calientes y pueden resistir temperaturas frías. Con un buen manejo del sistema, estas 
plantas perennes pueden ser mantenidas indefinidamente (Gray, 1989). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
4. REMOCIÓN DE CONTAMINANTES. 
 
Los contaminantes en aguas residuales domésticas consisten en su mayor parte de 
macronutrientes para las plantas (P y N), sólidos y patógenos. Aunque los nutrientes son 
necesarios para el crecimiento de las plantas, un exceso en los cuerpos de aguas nos conduce a 
condiciones adversas para la vida acuática. La remoción de nutrientes es esencial para la salud 
de los ecosistemas acuáticos. En los humedales artificiales, la remoción de sólidos y 
nutrientes es facilitada por el agua poco profunda, una producción primaria alta, la presencia 
de condiciones anaerobias y aerobias y la dispersión de la basura acumulada (Mitsch y 
Gosselink 2000). 
 
4.1. Remoción de nitrógeno. 
 
El nitrógeno entra al humedal artificial en forma orgánica e inorgánica. El nitrógeno orgánico 
es mineralizado, y este entra al ciclo del nitrógeno orgánico. Las formas inorgánicas son 
nitratos (N-NO3) nitritos (N-NO2), amoníaco (N-NH3) y amonio (N-NH4). La mayoríadel 
nitrógeno inorgánico entra al humedal artificial en forma de amoníaco y amonio. El amoníaco 
puede ser volatilizado o tomado por plantas o microorganismos. Bajo condiciones aerobias, 
este puede ser transformado en nitratos en el proceso de nitrificación. Similarmente, el 
amonio puede ser tomado por la biota o ser transformado en nitratos (figura 2). 
 
En humedales artificiales, la nitrificación (la oxidación de amoníaco y amonio a nitratos y 
nitritos) ocurre en áreas aerobias del sustrato o en la columna de agua. El oxígeno esta presente 
en la superficie y en la zona de raíz, donde entra al suelo vía difusión por las raíces de las 
plantas. Los nitratos dentro de áreas anaerobias del sustrato son reducidos por bacterias a 
oxido nitroso (N2O) o nitrógeno atmosférico (N2), en un proceso llamado desnitrificación. 
Ambos N2O y N2 son desprendidos a la atmósfera (Gambrell y Patrick, 1978). La presencia de 
ambas condiciones en el sustrato, aerobias y anaerobias, del humedal artificial provee de 
condiciones ideales para la conversión de nitrógeno. El resultado de la nitrificación es el 
camino más importante para la remoción de nitrógeno en el humedal artificial (Faulkner y 
Richardson, 1989). Debido a que la transformación del nitrógeno incluye procesos de 
microorganismos, su remoción se incrementa durante la temporada de crecimiento de estos, es 
decir cuando existen temperaturas favorables para su reproducción y desarrollo (Gambrell y 
Patrick, 1978). En condiciones de temperaturas bajas o suelos ácidos se inhibe la 
desnitrificación ( Engler y Patrick, 1978, Schipper et al., 1993). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
Tabla 1. 
Tipos de tratamiento de aguas residuales. 
_______________________________________________________________________________ 
Tratamiento primario Tratamiento secundario Tratamiento terciario 
======================================================================= 
 Cribado o desbrozo. Lodos activados. Microtamizado. 
Sedimentación. Aireación prolongada. Filtración (lecho de arena). 
Flotación. Filtros sumergidos. Precipitación y coagulación. 
Separación de aceites. Lagunas con aireación. Adsorción (carbón activado). 
Homogeneización. Estabilización por lagunaje. Intercambio iónico. 
Neutralización. Filtros biológicos (percoladores). Ósmosis inversa. 
 Discos biológicos. Electrodiálisis. 
 Tratamiento anaerobio. Cloración y ozonización. 
 Humedales artificiales. Reducción de nutrientes 
 Filtros sumergidos. Otros. 
 Lodos activados. 
 Lagunas con aireación. 
 Estabilización por lagunaje. 
 Filtros biológicos (percoladores). 
 
 
Tabla 2. 
Ejemplo de especies de plantas usadas en humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales. 
Nombre en latín 
======================================================================= 
Emergentes Subemergentes Flotantes 
 
Sagittaria spp. Ceratophyllum demersum Spirodela spp. 
Scirpus spp. Canna flaccida Najas spp. Lemna spp. 
Typha spp. Potamogeton spp. Eichhormia crassipes 
Colocasia esculenta Elodea canadensis Pistia stratiotes 
Zizaniopsis milasea Vallisneria americana Salvinia spp. 
Iris versicolor, I. pseudacorus 
Panicum hemitomon 
Pontederia cordata 
Alisma spp. Raíces flotantes 
Phragmites australis 
Juncus spp. Nelembo lutea 
Cyperus spp. Nymphoides spp. 
Fimbristylis spp. Nymphaea spp. 
Eleocharis spp. 
E. dulcis 
Zizania latifolia 
Baumea articulata 
Hydrocotyle unbellata 
Glyceria american 
Crassipes ssp. 
 
 
 
 
17 
4.2 Remoción de fósforo. 
 
La remoción del fósforo en los humedales artificiales sucede gracias a procesos de absorción, 
adsorción y precipitación (Watson et al., 1989). 
 
4.3 Remoción de materia orgánica. 
 
La remoción de la materia orgánica se realiza por sedimentación y filtración que son causadas 
por una disminución de la velocidad del flujo del agua (Watson et al., 1989), absorción por 
microorganismos suspendidos en el agua siendo responsables de la remoción de la DBO5 
soluble, absorción por microorganismos del sedimento y absorción por la vegetación, estos 
procesos se presentan en la figura 4 (Vladimir y Harvey, 1994). La biodegradación puede 
darse en condiciones anaerobias o aerobias, la degradación aerobia ocurre primeramente en la 
columna de agua y en la parte de arriba del sedimento y la degradación anaerobia ocurre en el 
sedimento y en la columna de agua donde el oxígeno disuelto es limitado o inexistente (Mitsh 
y Gosselink, 1986). 
 
 La mejor fuente de oxígeno para humedales artificiales con flujo subsuperficial, es vía 
difusión desde la atmósfera y a través de las plantas hacia la zona de raíz (rizósfera) (Fig. 3). 
(Brix, 1987; Michaud, 1989). 
 
4.4 Remoción de sólidos. 
 
La remoción de sólidos es llevada a cabo por filtración y sedimentación en los primeros metros 
del lecho de raíces. Esto se ha observado principalmente en tratamientos municipales (Watson 
et al., 1989). 
 
4.5 Remoción de patógenos. 
 
Las aguas residuales son contaminadas principalmente con patógenos. La relación más 
importante de aguas residuales-enfermedad son causadas por virus y bacterias, además 
también participan helmintos y protozoarios, aunque la literatura de humedales artificiales esta 
asociada principalmente con estos dos grupos de organismos. Los coliformes fecales y totales 
son generalmente solo una medida indicadora de patógenos en humedales artificiales para el 
tratamiento de aguas residuales. Los coliformes son reducidos dentro de los humedales 
artificiales por exposición a la luz del sol, predación y competición por el medio. En suma, lo 
más importante es que mueren bajo el sedimento o son absorbidas por otros microorganismos 
(Gersberg et al., 1989). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
Figura 2. Remoción de nitrógeno en humedales artificiales recibiendo aguas residuales 
(Vladimir y Harvey, 1994). 
 
 
 
Figura 3. Transporte de oxígeno a través de raíces y rizomas en el sustrato de los 
humedales artificiales (Vladimir y Harvey, 1994; Hammer y Bastian, 1989). 
 
19 
 
 
 
 
Horizonte del Tipo de Fuente Fuente interna 
Cuerpo de agua Microorganismos externa de Carbón de carbón 
________________________________________________________________________________Aerobio límite 
de la columna 
de agua (arriba 
del sustrato) 
 
 
 CH4 disuelto 
 Muerte sedimento 
 
Anaerobio 
(Sustrato anóxico) 
por debajo del agua 
 
 
 
 
 
 Muerte 
 
 
 
 
 Sedimento 
COD = carbono orgánico disuelto. COP = carbono orgánico en partículas. 
 
Figura 4. Procesos llevados a cabo en la remoción de materia orgánica en la columna de agua y 
sedimento (Vladimir y Harvey, 1994). 
 
 
 
 
20 
CO2 Atmosférico 
Metano CH4 
Incorporación de 
carbón orgánico 
Autotróficos y 
quimiotróficos 
Heterotróficos 
CO2 + HCO3 
Inorgánico 
COD + COP 
Orgánico 
Exportación 
Desnitrificadores 
Fermentadores 
Metanogénicos 
CH4 
COP activo 
COD (ácidos 
grasos 
CO2 +HCO3 
COP inerte 
5. ANTECEDENTES 
 
El documento más antiguo que menciona el uso de los HA es una nota escrita a mano en 1904 
y presentada a H. Brix por Brian Mackney de Australia. En él se mencionaba, como el agua 
residual doméstica podía ser tratada en los jardines de las casas, al ser conducida a través de 
un canal y desembocando en un pequeño jardín, con una profundidad de 15 a 18 pulgadas. En 
el jardín se debían sembrar plantas que crecieran rápidamente y que requieran una gran 
cantidad de agua como por ejemplo Arum lilis (Brix, 1994). Pero no fue hasta la época de los 
50’s que se iniciaran las investigaciones en plantas como Scirpus sp o Eichhornia sp como 
posibles absorbentes de contaminantes de aguas residuales (Schiller, 1996). El primer trabajo 
experimental realizado para investigar el tratamiento de aguas residuales por plantas de 
pantanos fue desarrollado por la Dra. Kathe Seidel en el Instituto Max Planck en Plon, 
Alemania. En 1952 investigó la remoción de fenoles de las aguas residuales utilizando 
Scirpus lacustris (Bastian y Hammer, 1993). En 1953, en un reporte interno, Seidel sugiere 
que el uso de plantas “disminuiría en los mantos acuíferos internos, su sobre fertilización, 
contaminación y azolve, permitiendo a las aguas contaminadas ser capaces de tener vida una 
vez más”. Para este fin propone Schoenopleectus lacustris, especie capaz de remover grandes 
cantidades de sustancias orgánicas e inorgánicas de las aguas residuales. En experimentos 
posteriores, comprobó que Schoenopleectus lacustris mejora y enriquece el suelo en el que 
crece, debido a que aumenta el número de bacterias y humus, además de generar antibióticos 
que eliminan bacterias como coliformes, salmonella y enterococcos. En otro tipo de 
experimentos Seidel demostró que Schoenopleectus lacustris y otros tipos de plantas 
superiores son capaces de eliminar metales pesados e hidrocarburos del tipo de fenoles y sus 
derivados de las aguas residuales (Brix, 1994). 
 
El sistema del Método de la Zona de Raíz se originó y se aplico en Alemania desde 1974, se 
investigó el uso de plantas para el tratamiento de aguas de desecho con tal éxito, que pronto 
se expandió para tratar las aguas residuales de poblaciones de hasta 10 000 habitantes. La 
aplicación de este sistema se extendió a otros países como el reino Unido y Estados Unidos, y 
más recientemente a países asiáticos como Pakistán y a países latinoamericanos como 
México y Venezuela (Rivera y Calderón, 1993). 
 
En la actualidad este tipo de humedales artificiales es aplicado en varios países de Europa, 
África, Asia, América y Australia, no solamente para tratar aguas residuales domésticas sino 
también para tratar efluentes con muy distintas características. A continuación se mencionan 
algunos trabajos realizados con HA en diversas partes del mundo: 
 
• Con la intención de refinar el conocimiento disponible en el tratamiento de aguas 
residuales rurales y municipales por la construcción de humedades. En el pueblo de 
Alfred, en Ontario, Canadá, Camerón et al. (2003) determinaron la capacidad de 
funcionamiento, de un sistema de humedales construido el cual recibía el efluente de la 
laguna municipal. El humedal fue monitoreado en un periodo del 19 de mayo al 3 de 
noviembre de año 2000. El sistema de humedales se dividió en tres celdas libres: un filtro 
liso de absorción de fósforo (P), un filtro de vegetación y un humedal de flujo superficial. 
Se tomaron muestra de agua bimestralmente de la laguna y la salida de cada celda para ser 
analizadas. Los resultados obtenidos en promedio por parámetro monitoreado en las tres 
celdas del humedal de mayo a diciembre del 2000 tuvieron una remoción en: DBO5 34%, 
21 
 
nitrógeno total de kjeldahl (NTK) 37%, amonio (NH4) 52%, sólidos suspendidos totales 
(SST) 93%, fósforo total (PT) 90%, ortofosfatos (PO4), 82%, coliformes fecales (CF) 
52% y Escherichia coli (E. coli)58%. 
 
• Karathanasis et al. (2003) realizaron una investigación para ver la eficiencia de remoción 
de bacterias fecales, DBO5, y SST en doce humedales artificiales de flujo subsuperficial 
en el tratamiento de aguas residuales de casas habitación de los condados de Jessamine, 
Fayette, Woodford y Boyle en el interior Bluegras de Kentucky. Estos sistemas les sirven 
de dos a cinco miembros de familia y constan de uno o dos tanques sépticos para 
tratamiento primario y un a celda de humedal variando de tamaño. Las celdas de 
tratamiento tienen 41-46 cm de profundidad con un sustrato de grava caliza de un 
diámetro de 2.5 a 6.0 cm. Tres humedales fueron sembrados con Typha latifolia, tres con 
Festuca arundinacea, tres con una variedad de plantas, consistiendo principalmente de 
Iris pseudacarus, Canna x. Generalis, Hemerocallis fulva, Hibiscus moscheutos, Scirpus 
validus y Mentha spicata, y tres se quedaron sin sembrar. Todos los sistemas tuvieron un 
área que iba desde 46 m2 a los 76 m2. Los resultados mostraron una remoción de 63% 
para DBO5 en los sistemas que se quedaron sin sembrar, mientras que para los sistemas 
restantes aumento hasta 79%. Los SST en los sistemas sin sembrar sufrieron una 
remoción solamente del 46% en tanto que los sembrados presentaron una remoción de 
hasta un 90%. La remoción de CF en los sistemas sin vegetación fue de 94% y de 97% 
para los que tenían vegetación. Por último la remoción de Streptococcos fecales fue de 
63% en los sistemas sin vegetación y de 78% para los que sistemas con vegetación. 
 
• Meuleman et al. (2003) en Holanda, realizaron un estudio en un HAFV, el cual se 
enfocó en la estimación de la remoción de materia orgánica, nutrientes y calidad 
bacteriológica del agua. El sistema constó de cuatro compartimentos paralelos de 0.25 ha. 
cada uno, los cuales fueron cargados secuencialmente con aguas residuales desde un área 
recreativa. Los resultados obtenidos en la eficacia de remoción fue para DQO (81%) y 
DBO5 (96%) fue alta, casi la totalidad de bacterias E. coli fue removida (>99%), la 
eficacia de remoción de N (30%) y P (24%) fue mucho menor. 
 
• Mantovi et al. (2003) en Santa Lucia, provincia de Reggio Emilia, Italia, construyeron 
dos HAFS, teniendo como vegetación P. australis, midiendo cada uno 75 metros 
cuadrados. Estos humedales se crearon para tratar el efluente de una lechería y el 
alcantarillado doméstico, recibiendo una carga de aguas residuales aproximadamente de 
6.5 m3/día. Los humedales tuvieron una gran remoción de carga orgánica del 90%, y de 
sólidos suspendidos (SS) 90%. Con lo que respecta a los nutrientes, la remoción de N fue 
aproximada a 50% y para el P de 60%. En el aspecto bacteriológico se vio una remoción 
alta de bacterias coliformes (>99%), E. coli (>99%) y de Streptococcos fecales (>98%). 
 
• En Akumal, México, Whitney et al. (2003) realizaron una comparación de la eficienciainicial, contra la eficiencia después de 3 años de funcionamiento, de un sistema de 
humedales artificiales construidos en 1996 para el tratamiento de aguas residuales. Los 
resultados demostraron el incremento de la remoción de materia orgánica, como DQO y 
DBO5, en un 68% más que al inicio de su operación. 
 
22 
 
• Después de seis años de construcción de un HAFV, en las montañas de los Alpes 
franceses a 720 msnm. Merlin et al. (2002) le realizaron una evaluación en el proceso de 
remoción de materia orgánica (como DBO5 y DQO), SST y de bacterias. El proceso de 
tratamiento de agua residual consistió en un sistema de tres fases, con dimensiones para 
350 personas. Cada fase fue sembrada con macrófitas diferentes: T. latifolia, P. australis 
y Scirpus maritimus. El tiempo de retención del agua en cada uno de los sistemas fue de 4 
a 5 días, pero en verano el tiempo de retención incremento 6 días por la 
evapotranspiración. Los resultados obtenidos para DQO y DBO5 fue en promedio de 
90%. Los resultados para SST fue en promedio para las tres fases de 95.6% y por último 
la remoción de bacterias fue de 90%. Con los datos obtenidos se confirmó que los HAFH 
es una ecotecnología que debe ser considerada como una alternativa o un método de 
tratamiento convencional para las comunidades de la montaña. 
 
• Moreno. et al. (2002) construyeron un HA, sembrado con P. australis, para ver la 
remoción de NH4 y nitrógeno total (NT), en una refinería de aceite. La remoción fue del 
96% de NH4 y del 53% al 67% de nitrógeno en forma de nitratos (N-NO3). 
 
• Németh y Lakner (2002) que trabajaron acerca de la eficacia de purificación de un 
método de zonas de raíz (MZR), utilizando P. australis, reportaron una disminución de 
93% de fósforo de la salida con respecto a la entrada. 
 
• Schulz et al. (2002) usaron humedales artificiales con el objetivo de tratar los 
desperdicios de la trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss). El humedal artificial usado en 
esta investigación se lleno con partículas de arena de 1-2 mm de diámetro en donde 
plantaron 20 cañas por m2 de P. australis. Los desperdicios provenientes de la trucha arco 
iris fluyeron a través del humedal. El efluente presentó las siguientes remociones: SST 
95.8% al 97.3% y la DQO 64.1% al 73.8%. La remoción de PT y N fue de 49.0% al 68.5 
% y 20.6 al 41.8%, respectivamente. 
 
• Viyamazal (2002) realizó una investigación donde menciona que en la República Checa 
se han estudiado y construido humedales por más de 30 años. En el año de 1989 se 
construían humedales a pequeña escala para el tratamiento de aguas residuales. Pero a 
finales de 1999, había cerca de 100 en operación. Todos estos son HAFH y son 
designados para el tratamiento secundario de aguas domésticas o aguas residuales 
municipales. El tamaño varía de 18 m2 hasta 4500 m2 y sirven para las aguas residuales 
de 4 a 1100 personas. El filtro o sustrato más usado es grava con un diámetro de 0.25 mm 
a 0.5 mm y la macrofita más usada es P. australis. La eficacia de tratamiento es alta en 
términos de DBO5 (88%) y SS (84.3%). La remoción de nutrientes es baja, ya que 
solamente remueve 51% de PT y 41.6% de NT. La eliminación de bacterias coliformes y 
CF es muy alto ya que supera el 95%. 
 
• Ayaz y Akca (2001) en Estambul, Turquía, realizaron un estudio para evaluar la eficiencia 
de un sistema de humedales artificiales en el reciclamiento de aguas residuales del Centro 
de Investigación Mermara, al mismo tiempo evaluaron la capacidad de remoción de 
23 
 
 DQO, SS, NTK, NT, y PO4. El proyecto consistió en dos fases: 1) la construcción de una 
 
• planta piloto la cual consistió en dos series de tanques conectados entre sí y sembrados 
con Cyperus sp. En esta fase encontraron una remoción de 90% de DQO, 95% de SS., 
77% de NTK, 61% de NT y 39% de PO4. 2) un sistema experimental por lotes el cual 
consistía de doce pares de tanques conectados en serie, teniendo un área de 1m2 por 
unidad. Cada tanque se llenaba con aguas residuales cada día. Siete tanques, de los doce 
pares, fueron sembrados con vegetación diferente: Phragmites sp,Ciperus, Juncos, Lirio, 
Lolium, Canna y Paspalum, mientras que los cinco pares restantes de los tanques se 
quedaron sin sembrar. Encontraron que la mejor remoción de DQO (94%), NT (90%) y P 
(55%) la realizaron los tanques sembrados con la vegetación de Lirio, mientras que para 
la remoción de NH4 (98%) la realizó Canna. 
 
• Gómez et al. (2001) describen los resultados obtenidos en un humedal construido, el cual 
funciono como planta piloto, para el tratamiento de aguas residuales en Mojacar, España. 
Esta planta municipal uso un sistema lagunar de tratamiento de agua para el pueblo de 
Mojacar y otros pueblos cercanos. El humedal experimental fue echo de 24 tanques, 
dividido en cuatro series, cada uno con una superficie de 1m2 y un volumen de 0.8 m3. Se 
les suministraron cargas hidráulicas diferentes automáticamente en intervalos de 60 
minutos. La serie 1 y 2 recibieron una carga hidráulica de 192 l/día, la serie 3 recibió 372 
l/día y la serie 4 recibió 286 l/día. Los tanques contenían diferentes tipos de sustratos, la 
serie 1 arena de 0.2 mm, la serie 2 grava fina de 12 mm, la serie 3 grava gruesa 22 mm y 
la serie 4 rocas mayores a 40 mm. El tiempo de retención hidráulica de cada serie fue de: 
7, 5.5 y 3 días para las series 1, 2, y 3, respectivamente y 4 días para la serie 4. Todos los 
tanques fueron sembrados con P. australis y Typha dominguensis. El área total de 
tratamiento mostró una eficiencia de remoción de 90% al 96% para SST, 78% al 87% 
para DQO y 90% para DBO5 durante el tiempo en operación. De cualquier modo, la 
remoción de nutrientes fue más bajo de lo esperado con otros estudios. La adición del 
hierro al substrato mejoró significativamente la retención del P y N en 55% al 66%. 
 
• Decamp y Warren, en el 2000, realizaron un estudio con el objeto de determinar el grado 
de remoción de E. coli así como su cinética en varios diseños de sistemas de tratamiento 
MZR. Los parámetros estudiados incluyeron la presencia o ausencia P. Australis y el tipo 
de medio de cultivo (grava o tierra). Los estudios comparativos se llevaron acabo en 
sistemas pilotos a escala y en sistemas de laboratorio (microcosmos). Se construyeron 10 
humedales los cuales midieron 6.0 m de largo, 2.8 m de ancho y 0.6 m de profundidad. 
El promedio de remoción de E. coli fue de 41% al 72 % para microcosmos y 96.6% al 98. 
9% para los sistemas de piloto a escala. El porcentaje de remoción más pobre se llevó a 
cabo en microcosmos, esto es probablemente por el tiempo de retención y a que hay 
menos eficiencia de la comunidad microbiana. 
 
• Un estudio realizado por Billore et al., en 1999, en la India central, con un sistema tipo 
HAFH al cual le midieron el poder de remoción de DBO5, P y TKN, SST y oxígeno 
disuelto (OD). Genero los siguientes resultados de remoción: para la DQO de 58% al 
65%, para SST y N-NH3 del 78% mientras que el OD aumento un 34% en la salida. 
 
24 
 
• En QueenIsland, Australia, se construyeron nueve humedales piloto, ocho de flujo 
superficial y uno de flujo subsuperficial. En dicha construcción participaron el Estado y el 
gobierno local con el fin de tratar las aguas residuales municipales. Cada humedal fue 
diferente en su configuración y en la variedad de macrófitas sembradas en ellos. Greengay 
y Woolley (1999) analizaron la eficiencia de los humedales para la remoción y la 
bioacumulación de nutrientes en las plantas de los humedales. Con respecto a la remoción 
de materia orgánica y nutrientes encontraron que en el efluente disminuyeron la 
concentraciones de DBO5 en 89%, SS en 77%, NT en 86%, N-NH3 en 95%, Oxido de 
nitrógeno en 90% y el P-reactivo fue menor al 13%. 
 
• Masi et al. (1999) utilizaron un tratamiento terciario en dos plantas piloto, en Florencia, 
Italia, un HAFH y HAFV obteniendo los siguientes resultados de remoción: Carbono 
orgánico total( COT ) 66% al 78%, DBO5 79% al 82%, NT 79% al 88%, PT 56% al 
84%, SST 25% al 82%, Coliformes totales (CT) 67% al 99.8%, CF 83% al 99.7% y 
Estreptococcos Fecales 82% al 99.4%. 
 
• En el estado de Pachuca Hidalgo, México, Miranda (1999) realizó la evaluación de un 
sistema de tratamiento biológico incluyendo una fase de lecho de raíces como una 
alternativa para el tratamiento del efluente del rastro municipal; los porcentajes de 
remoción que obtuvo del sistema de tratamiento en general fueron: para DQO 91%, 
DBO5 93%, N-Orgánico 78.45%, N-NO3 14.29%, sólidos totales 60%, SS 92%, sólidos 
disueltos 23%, sólidos sedimentables 98%, CT 57.97%, CF 50.76% y grasas y aceites 
54%. Para evaluar la remoción de materia orgánica se tomaron en consideración dos 
parámetros, la DQO y DBO5, logrando el sistema una remoción superior al 90%. 
 
• Vymazal (1999) en la Republica Checa utilizó un HA para el tratamiento de aguas 
residuales domésticas encontrando que la zona de raíz del HA removía más del 85% de la 
DBO5. 
 
• En Irán, Badkoubi et al. (1998), construyeron un HA para tratar de reducir el costo de 
operación del tratamiento de las aguas residuales municipales. El HA estaba constituido 
por cinco células de 10 m de ancho por 15 m de largo; una de ellas fue sembrada con P. 
australis, obteniendo los siguientes valores de remoción: 86% de COT, 90% de DBO5, 
89% para SST, 34% de NT, para fosfatos totales 56% y mayor del 99% para CT. 
 
• En el Centro Ecológico Akumal (CEA), en las costas de Yucatán, se construyeron dos 
humedales artificiales de flujo subsuperficial (HAFS), cada humedal incluía un tanque 
séptico seguido por las células del humedal conectadas en serie. El sistema del humedal 
CEA tenía un área total de 81 m2 y se diseño para 24 personas. Nelson (1998) evaluó los 
humedales construidos 13 meses después de su instalación y reportó 85% en remoción en 
DBO5, 75% de N, 75% en P, 99% en bacterias coliformes y 40% en SS. 
 
• Drizo et al. (1997) utilizando tanques pequeños sembrados con P. australis y con 
esquisto como sustrato representaron un HAFH para ver la remoción que se podía 
obtener de fosfato y amonio durante un periodo de 10 meses. Los resultados de remoción 
fueron de 40% para NH4 y del 98% al 100% en la remoción del PO4, además encontraron 
25 
 
que el sistema removía un 95% de NO3. 
 
• Rivera et al. (1997a). Aplicando el método de zona de raíz con P. australis y T. latifolia, 
en México, encontraron una remoción del 85.5% de DBO5, 87.4% de DQO, SS de 89%, 
73.6% de N-Orgánico, y 99% de CF, pero una mala remoción de PO4, N-NH3 y N-NO3. 
 
• Rivera. et al. (1997b) evaluaron durante el primer año de operación el desempeño de un 
HAFH con lecho de grava que trata los desechos con alta carga orgánica del rastro 
municipal de Pachuca Hidalgo, México. El seguimiento a dicho humedal fue 
fisicoquímico y bacteriológico obteniendo estos resultados: se logró la eliminación del 
76% al 87% para DBO5, 42% al 88% para la DQO, 57% al 90% para los SS, 55% al 99% 
de CF y 74% al 81% para N-orgánico. 
 
Vrhovsek et al. (1996) en Eslovenia construyeron un HA para tratamiento de aguas 
residuales industriales reportaron, que el análisis les mostró una remoción del 92% en 
COT, 89% para la DBO5, 96% de PO4, 86% en NH4 y 65% de NO3, en cuestión de 
microbiología presentó una remoción de 99% y 98% en CT y estreptococcos fecales 
respectivamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
6. JUSTIFICACIÓN 
 
En un mundo industrializado donde los procesos químicos forman parte fundamental en la 
economía del mundo, con una población creciente que requiere de servicios diversos como el 
abastecimiento de alimentos, luz, agua, transporte y energía, las ciudades cada vez más, se 
convierten en generadoras de basura y de productos contaminados. El agua residual de las 
industrias y de los hogares requieren muchas veces de un tratamiento químico y/o biológico 
para poder devolverla al medio ambiente sin generar riesgos de enfermedades o 
envenenamientos, que quizá pudieran presentarse a través de su posterior filtración al 
subsuelo, con la consabida contaminación de los mantos freáticos, o de su estancamiento al 
aire libre, convirtiéndose en foco de proliferación de bacterias y organismos patógenos (De 
La Fuente, 1993). 
 
El deficiente manejo del agua y los residuos es una de las principales causas de mortalidad en 
el mundo. Las enfermedades que se transmiten a través del líquido elemento, cuando se 
encuentra contaminado, acaban con millones de personas anualmente. La cuarta parte de los 
países en vías de desarrollo siguen careciendo todavía de agua limpia y el panorama se 
vislumbra cada vez más difícil (Barón, 2000). 
 
En México se tiene un gran problema con las aguas residuales ya que de los 231m3/s de aguas 
residuales generadas, solamente el 15.3% son tratadas, descargándose al ambiente 196 m3/s 
sin tratamiento alguno. A pesar de los 808 sistemas de depuración existentes en el país, 193 
se encuentran fuera de operación y solamente 133 trabajan con una eficiencia mayor al 75%. 
Esto le cuesta al país grandes daños en la salud pública y deterioro en el nivel de vida de la 
población y de su entorno (Ramírez et al., 1997). Es por este problema que es necesario 
contar con nuevas alternativas de tratamiento de aguas residuales, domésticas o industriales, 
las cuales tengan una considerable capacidad de remoción de materia orgánica y nutrientes, 
que sean económicas en su instalación y mantenimiento. Motivo por lo cual en este trabajo se 
estudio la eficiencia de un HA para el tratamiento de aguas residuales de una casa habitación 
rural en el estado de Hidalgo, México. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
7. OBJETIVOS 
 
Objetivo general: 
 
 
 Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica, nutrientes y de bacterias 
en un sistema de tratamiento biológico de aguas, basado en un lecho de macrófitas, 
Phragmites sp y Typha sp de una casa habitación. 
 
 
 
Objetivos particulares: 
 
 
� Determinar los parámetros fisicoquímicos pH, OD, DBO5, DQO, N-NH3, N-
NO2, N-NO3, PO4, SS, temperatura, y conductividad en la entrada y la salida 
del lecho de macrófitas. 
 
 
� Determinar los parámetros bacteriológicos coliformes totales y coliformes 
fecales en la entrada y la salida del lecho de macrófitas. 
 
 
� Relacionar los parámetros fisicoquímicos con los bacteriológicos. 
 
 
� Calcular la eficiencia en remoción de materia orgánica, nutrientes y de bacterias 
en el sistema. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
 
8. SITIO DE ESTUDIO 
 
El lugar de estudio se encuentra ubicado en el municipio de Pachuca, Hidalgo. El municipio de 
Pachuca de Soto tiene una temperatura media anual promedio de 14.8 ˚C, y cuenta con una 
precipitación promedio anual de 378.8 mm; aquí las corrientes de aire son escasas debido 
principalmente a dos factores que son la topografía y el clima. 
 
En el estado de Hidalgo, 40.7% de la población se concentra en 11 municipios siendo Pachuca 
de Soto y Tulancingo de Bravo los más poblados. El 10.44% de la población se distribuye en 
Pachuca de Soto, es la capital del estado, la ciudad más poblada y en ella residen 10 de cada 
100 personas de la entidad (INEGI, 2003). 
 
El sistema de tratamiento se localiza en el poblado de Santa Matilde, municipio de Pachuca de 
Soto, cuenta con una población de 1360 habitantes. Su ubicación geográfica es Longitud 98˚ 
48’ 12’’ y Latitud 20˚ 01’ 47’’, a una altura de 2360 msnm. La forma de acceso al sitio es a 
través de la carretera federal México- Pachuca, a la altura del kilómetro 79+800 se sale de la 
carretera y a través de un camino de terracería como a unos 200 m. con dirección noroeste se 
encuentra una colonia rural, donde se encuentra la casa habitación, en donde se generan las 
aguas residuales domésticas y en esa misma casa se encuentra el sistema de estudio (Fig. 5) 
(INEGI, 2003). 
 
La zona de Santa Matilde selocaliza sobre rocas sedimentarias de tipo arenisca (ar), en relieve 
de lomerío con capas masivas de la edad del Terciario Superior de permeabilidad mediana, así 
como arenisca de baja compactación con uso de relleno, rodeado por rocas ígneas de brecha 
volcánica basáltica (Bub) y por suelos de aluvión (al). También hay rocas del grupo basalto. El 
tipo de suelo de la zona es feozem, haplico (Hh) con partes cacaricos (HC) fino, con una clase 
textual que va de grueso a medio, en una fase física dúrica. En cuanto al límite del suelo, tiene 
una profundidad de 26 cm con limitante de cementación. El Horizonte A, tiene una 
denominación Mólico, con una textura media en forma de bloques de tamaño muy fino, con un 
desarrollo débil. El drenaje interno se considera moderadamente drenado. En Santa Matilde se 
lleva acabo la actividad agrícola de temporal y anual, con cultivos de cebada y maguey entre 
otros. En los alrededores encontramos zonas de pastizal inducido (pi) y matorral desértico 
micrófilo inerme, con vegetación secundaria. El régimen de propiedad de la tierra es ejidal 
(INEGI, 2003). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 
 
Figura 5. Ubicación del sistema de tratamiento. 
 
30 
9. SISTEMA DE TRATAMIENTO 
 
El sistema de tratamiento biológico recibe el agua residual de una casa habitación, localizada 
en una colonia rural, y que fue construido por su propietario el Ing. Héctor Lugo, utilizando 
un lecho de macrofitas con flujo subsuperficial, que también se le conoce como MZR. 
 
El sistema recibe entonces el agua de una casa habitada permanentemente por cinco personas 
(tres adultos y dos niños) y dos perros, esta constituido por un tanque anaerobio como 
pretratamiento, un lecho de macrófitas y una fosa de almacenamiento. Todos estos elementos 
están conectados entre sí. El tanque anaerobio mide 2.0 m de largo por 1.0 m de ancho y 2.0 
m de profundidad. El lecho tiene como dimensiones 5.0 m de largo por 1.7 m de ancho y 0.45 
m de profundidad. La fosa de almacenamiento mide 1.0 m por lado y 1.0 m de profundidad. 
El lecho tiene una pendiente de 2%, utiliza grava de diferentes milímetros (no mayores a 25 
mm) de diámetro como sustrato y esta plantado con Phragmites sp y Typha sp. 
 
 
Figura 6. Esquema del sistema de tratamiento, estudiado, en Santa Matilde, Pachuca, Hgo. 
 
 
 
 
 
31 
 
 
10. METODOLOGÍA 
 
Muestreo. 
Se realizó una salida mensual durante el periodo de un año (enero diciembre del 2002) al 
pueblo de Santa Matilde, Pachuca, Hidalgo. Se tomaron muestras del agua en el influente y 
efluente únicamente del sistema de HA. Sin considerar el tanque de tratamiento anaerobio, ya 
que debido a la forma en que fue construido no se pudieron tomar muestras a la entrada del 
tanque anaerobio. 
 
Las muestras obtenidas se trasladaron en hielo al laboratorio, a una temperatura de 4 °C, para 
realizarle los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos. Cabe mencionar que todo el 
material utilizado para el análisis bacteriológico primeramente fue esterilizado en autoclave a 
121 °C durante 15 minutos. Los requerimientos para la toma de muestras se presentan en la 
tabla 3. 
 
Determinaciones fisicoquímicas. 
Los parámetros que se determinaron in situ fueron: temperatura (en °C), pH, con un pHmetro 
marca Conductronic modelo pH 10 y conductividad (en micromhos/cm) con un medidor 
portátil Conductronic modelo PC 18 y el oxígeno disuelto (en ml/l) se midió con el Oxímetro 
YSI modelo 51B. 
 
Los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos que se determinaron en el laboratorio se 
muestran en la tabla 4 (Robles et al., 1991 y APHA, AWWA, WPCF, 1992) y la tabla 3 nos 
presenta los requerimientos que deben tomar en cuenta para la toma de muestras (Sánchez et 
al., 1986). 
 
Porcentaje de remoción. 
Con los resultados obtenidos de las diferentes determinaciones se procedió a calcular el 
porcentaje de remoción y así evaluar la eficiencia del sistema. Para determinar la eficiencia 
(remoción) en forma porcentual de cada uno de los parámetros obtenidos, se utilizó la 
siguiente fórmula de acuerdo a D.S.N.Y. (1990). Dichos porcentajes se calcularon 
mensualmente para los dos puntos de muestro (influente y efluente). 
 
 
 
 Remoción = 
 
Donde : A = Influente 
 B = Efluente 
 
 
Análisis estadístico. 
Se utilizó el análisis de correlación lineal Producto-Momento de Pearson para relacionar los 
parámetros fisicoquímicos entre sí y con los bacteriológicos. Este análisis estadístico nos 
muestra la relación que tienen dos datos entre sí y esta denotado por la letra r. La relación es 
directa si un dato tiene la misma tendencia que el otro, es decir, si aumenta o disminuye un 
32 
 
A – B 
A 
 
dato el otro tendrá la misma tendencia y los valores de r van de 0 a +1. En tanto que la 
relación inversa es aquella en la que un dato aumenta o disminuye el otro llevara una 
tendencia a la inversa y los valores de r van de -1 a 0 (Weinberg et al., 1981). 
 
 
 
Tabla 3. Requerimientos para la toma de muestras y técnicas empleadas en los análisis 
fisicoquímicos y bacteriológicos. 
 
Parámetro Tipos de 
recipientes 
Preservación Tiempo máximo de 
almacenamiento 
*pH 
 
*oxígeno 
disuelto 
 
*temperatura 
 
*conductividad 
 
DBO5 
 
 
DQO 
 
 
N-NH3 
 
 
N-NO3 
 
 
N-NO2 
 
 
PO4 
 
 
Sólidos suspendidos 
 
 
Coliformes fecales 
 
Coliformes totales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Plástico 
Vidrio 
 
Vidrio estéril 
 
Vidrio estéril 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Refrigeración 
 
 
pH 2 con H2SO4 
refrigeración 
 
Refrigeración 
 
 
pH 2 con H2SO4 
refrigeración 
 
Refrigeración 
 
 
Con HgCl2 o congelar 
a –10 ˚C 
 
 
 
 
Refrigeración 
 
Refrigeración 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 hrs. 
 
 
7 días 
 
 
7 días 
 
 
48 hrs. 
 
 
48 hrs. 
 
 
6días 
 
 
7 días 
 
 
Análisis inmediato 
 
análisis inmediato 
*Técnicas realizadas in situ. 
Tomadas de Sánchez et al., 1986. 
 
 
 
 
33 
 
 
Tabla 4. Parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos realizados en el laboratorio. 
 
Parámetro Método 
DBO5 en mg/l Dilución 
DQO en mg/l Reflujo con dicromato 
N-NH3 en mg/l Kjeldahl titulación 
N-NO3 en mg/l Brucina 
N-NO2 en mg/l Diazotización 
PO4 en mg/l Cloruro estañoso 
Sólidos suspendidos en mg/l Gravimétrico 
Coliformes fecales Número más probable 
Coliformes totales Número más probable 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
11. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
 
REMOCIÓN DE MATERIA ORGÁNICA 
 
Para evaluar la eficiencia de remoción de la materia orgánica fue necesario realizar dos 
mediciones: DBO5 y DQO (Robles et al., 1993). 
 
La tabla 5 nos muestra los resultados obtenidos del análisis de DBO5. El sistema registró 
un intervalo de 941 mg/l en abril a 323 mg/l en marzo, para la entrada; en tanto que para la 
salida los valores registrados fueron de 326 mg/l en mayo a 43 mg/l en junio. El promedio 
anual de remoción de DBO5 fue de 57.34% (tabla 6). Los meses que presentaron la 
remoción por encima del 75% fueron abril, julio y agosto, mientras que el valor mínimo de 
remoción se registro en el mes de enero con 1.39% (Fig. 7). Esta remoción, al igual que 
para la DQO, se da principalmente por sedimentación, filtración, oxidación química, 
mineralización y degradación bacteriana aerobia, en su mayor parte, y anaerobia dentro de 
la rizosfera del lecho de las macrofitas (Vymazal, 1999). La eficiencia de remoción en los 
meses de abril y julio se debió al incremento del OD de la salida con respecto a la entrada 
lo cual ayudó a los microorganismos a oxidar la materia orgánica y para el mes de agosto 
aunque no se registro un a variación en el OD del sistema queda claro a que mayor cantidad 
de OD mejor será la remoción de la DBO5. El valor mínimo fue debido a la falta