Raymundo Montes

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ 
 FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
 
 
TESIS 
 
 
 
PRESENTADO POR: 
Bach: RAYMUNDO MONTES, Joel Rubén 
 
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: 
INGENIÉRO CIVIL 
 
HUANCAYO - PERÚ 
2017
MODELO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 
MEDIANTE HUMEDAL ARTIFICIAL DE FLUJO SUPERFICIAL 
EN EL CENTRO POBLADO LA PUNTA - SAPALLANGA 
 
i 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ASESOR: 
DR. ING. ABEL ALBERTO MUÑIZ PAUCARMAYTA 
 
 
 
 
ii 
 
 
DEDICATORIA 
A mis padres, Julio Raymundo y Octavia 
Montes, quienes con su ejemplo y consejos me 
inculcaron valores y principios las cuales han 
guiado mi vida personal, y educación siendo mi 
apoyo en todo momento, depositando su entera 
confianza en cada reto que se me presentaba 
sin dudar ni un solo momento 
 Joel Rubén 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 
AGRADECIMIENTOS 
A Dios por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en 
mi camino, aquellas personas que han sido mi soporte durante todo el 
periodo de estudio. 
Expreso mi agradecimiento a los pobladores del distrito de Sapallanga, 
CC.PP la Punta, en particular al Presidente de la ASAPA - Lic. Wilder Severo 
Ramos Santi, por el apoyo y colaboración durante la ejecución del trabajo de 
investigación. 
Gratitud al Asesor DR. ING. ABEL ALBERTO MUÑIZ PAUCARMAYTA, por 
su apoyo en el desarrollo del trabajo de investigación; y a todas aquellas 
personas que apoyaron de diferentes formas para mejorar el contenido y 
enriquecer así las etapas de la investigación de la presente Tesis. 
Finalmente expreso el agradecimiento a mis padres, quienes han guiado mi 
vida personal, y educación siendo mi apoyo en todo momento, depositando 
su entera confianza en cada reto que se me presenta; ya que sin ello no 
sería posible la realización de este. 
 
 
 
iv 
 
RESUMEN 
El presente trabajo de investigación titulada: “Modelo de 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de flujo 
superficial en el Centro Poblado La Punta – Sapallanga”; tiene como 
objetivo proponer un modelo de tratamiento de aguas residuales mediante 
humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta - 
Sapallanga – 2017; para cumplir con el objetivo planteado se utilizó un tipo 
de investigación aplicada, nivel de investigación explicativa, método de 
investigación científico, diseño de investigación no experimental transversal, 
asimismo se tomó como población 18 humedales naturales del 
departamento de Junín y como muestra, 6 muestras compuestas tomadas 
en el afluente y efluente de los humedales naturales de flujo superficial de 
Sapallanga, La Ribera y Chupaca; desarrollada la investigación se obtuvo el 
siguiente resultado: el diseño del modelo de tratamiento de aguas 
residuales mediante humedal artificial de flujo superficial presenta una etapa 
de pre – tratamiento compuesto por los componentes: rejilla y canal de 
aproximación, desarenador, canal Parshall, cámara de estabilización de 
sólidos, laguna de maduración, asimismo una etapa de tratamiento mediante 
humedal artificial de flujo superficial con las siguientes dimensiones: área 
superficial de 242.21 m2; longitud del humedal de 26.96 m.; ancho del 
humedal de 8.99 m.; altura de 0,6 m; con un tiempo de retención hidráulico 
de 1.71 días, y área transversal de 5.39 m2; y reservorio de geometría 
rectangular para acumulación. De este modo se llegó a la siguiente 
conclusión: la propuesta de modelo de tratamiento mediante humedal 
artificial de flujo superficial en el Barrio Mallqui es adaptable, ya que los 
parámetros físicos, químicos, biológicos, climáticos e hidráulicos de la zona 
tienen similitud a los parámetros físicos, químicos, biológicos, climáticos e 
hidráulicos de los humedales naturales de Sapallanga, La Ribera y Chupaca. 
PALABRAS CLAVES: diseño de humedal artificial de flujo superficial, 
tratamiento de aguas residuales, Fito remediación con totora (Typha). 
v 
 
ABSTRACT 
The present research work entitled: "Model of wastewater 
treatment by means of an artificial wetland of surface flow in the Center 
Population La Punta - Sapallanga"; aims to propose a model of 
wastewater treatment by means of an artificial wetland of surface flow in the 
Center Population La Punta - Sapallanga - 2017; to meet the proposed 
objective was used a type of applied research, level of explanatory research, 
method of scientific research, non-experimental cross-sectional research 
design, as well as 18 natural wetlands of the department of Junín was taken 
as sample and 6 samples composed taken in the tributary and effluent of the 
natural surface flow wetlands of Sapallanga, La Ribera and Chupaca; 
developed the research the following result was obtained: the design of the 
wastewater treatment model by surface water artificial wetland presents a pre 
- treatment stage composed by the components: grating and approach 
channel, sandbox, Parshall channel, stabilization chamber of solids, 
maturation lagoon, also a stage of treatment by artificial surface flow wetland 
with the following dimensions: surface area of 242.21 m2; length of the 
wetland of 26.96 m; width of the wetland of 8.99 m; height 0.6 m; with a 
hydraulic retention time of 1.71 days, and a cross-sectional area of 5.39 m2; 
and rectangular geometry reservoir for accumulation. Thus the following 
conclusion was reached: the proposed model of artificial surface flow wetland 
treatment in the Mallqui neighborhood is adaptable, since the physical, 
chemical, biological, climatic and hydraulic parameters of the area have 
similarity to the parameters physical, chemical, biological, climatic and 
hydraulic characteristics of the natural wetlands of Sapallanga, La Ribera and 
Chupaca. 
KEY WORDS: artificial surface flow wetland design, waste water treatment, 
Phito remediation with reed (Typha). 
vi 
 
ÍNDICE 
DEDICATORIA ............................................................................................................................ii 
AGRADECIMIENTOS ................................................................................................................. iii 
RESUMEN ................................................................................................................................. iv 
ABSTRACT .................................................................................................................................. v 
ÍNDICE ...................................................................................................................................... vi 
ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS ................................................................................................... x 
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 1 
CAPITULO I ............................................................................................................................... 3 
PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA............................................................................................. 3 
1.1. Caracterización del problema .................................................................................. 3 
1.2. Formulación de problema ........................................................................................ 9 
1.2.1. Problema general ............................................................................................. 9 
1.2.2. Problemas específicos ...................................................................................... 9 
1.3. Objetivos de la investigación ................................................................................... 9 
1.3.1. Objetivo general ............................................................................................... 9 
1.3.2. Objetivos específicos........................................................................................9 
1.4. Justificación de la investigación ............................................................................. 10 
1.4.1. Justificación práctica ...................................................................................... 10 
1.4.2. Justificación metodológica ............................................................................. 10 
1.4.3. Justificación económica ................................................................................. 11 
1.4.4. Justificación social .......................................................................................... 11 
1.5. Delimitación de la investigación ............................................................................ 11 
1.6. Limitación de la investigación ................................................................................ 12 
CÁPITULO II ............................................................................................................................ 13 
MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 13 
2.1. Antecedentes de la investigación .......................................................................... 13 
2.1.1. Antecedente internacional ............................................................................ 13 
2.1.2. Antecedente nacional .................................................................................... 18 
2.2. Bases teóricas......................................................................................................... 20 
2.2.1. Marco legal..................................................................................................... 20 
vii 
 
2.2.2. Humedal artificial de flujo superficial ............................................................ 25 
2.2.3. Tratamiento de aguas residuales ................................................................... 45 
2.2.4. Parámetros de diseño .................................................................................... 50 
2.2.5. Modelo general de diseño ............................................................................. 51 
2.3. Marco conceptual .................................................................................................. 73 
2.4. Operacionalización de las variables e indicadores ................................................ 74 
CAPÍTULO III ........................................................................................................................... 77 
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................................. 77 
3.1. Descripción del área de investigación.................................................................... 77 
3.1.1. Ubicación y Localización. ............................................................................... 77 
3.1.2. Ubicación política y cartográfica del Centro Poblado La Punta – Sapallanga. 77 
3.1.3. Características Socio – Económicas. .............................................................. 78 
3.1.4. Características Climatológicas. ....................................................................... 79 
3.1.5. Vegetales acuáticas predominantes en la región Junín ................................. 80 
3.1.6. Características topográficas. .......................................................................... 81 
3.2. Métodos de investigación ...................................................................................... 81 
3.3. Tipo de investigación ............................................................................................. 82 
3.4. Nivel de investigación ............................................................................................ 82 
3.5. Diseño de investigación ......................................................................................... 82 
3.6. Población y muestra............................................................................................... 83 
3.6.1. Población ........................................................................................................ 83 
3.6.2. Muestra. ......................................................................................................... 84 
3.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ................................................. 85 
3.7.1. Técnicas de recolección de datos .................................................................. 85 
3.7.2. Instrumentos de recolección de datos........................................................... 86 
3.8. Procedimiento de recolección de datos ................................................................ 87 
3.9. Técnicas de procedimientos y análisis de resultados ............................................ 88 
3.10. Desarrollo de la investigación ............................................................................ 89 
3.10.1. Diagnóstico sobre los niveles de contaminación del agua residual del Centro 
Poblado La punta – Barrio Mallqui ................................................................................ 89 
3.10.2. Estimación y proyección de la población del distrito de Sapallanga, Centro 
Poblado La Punta – Barrio Mallqui............................................................................... 106 
viii 
 
3.10.3. Determinación de la dotación del Centro Poblado La Punta – Barrio Mallqui
 110 
3.10.4. Determinación del coeficiente de retorno del Centro Poblado La Punta – 
Barrio Mallqui .............................................................................................................. 112 
3.10.5. Determinación del caudal del Centro Poblado La Punta – Barrio Mallqui .. 113 
3.10.6. Determinación de la temperatura ambiental máxima y mínima................. 114 
3.10.7. Determinación de pérdida de caudal por evapotranspiración por el método 
de Thornthwaite .......................................................................................................... 115 
3.10.8. Determinación del aporte de caudal por precipitación por el método 
racional. 118 
3.10.9. Determinación del caudal máximo de diseño.............................................. 120 
3.11. Diseño e implementación de humedal artificial de flujo superficial del Centro 
Poblado La punta. ............................................................................................................ 120 
3.11.1. Parámetros de diseño. ................................................................................. 120 
3.11.2. Dimensionamiento e implementación de la rejilla y canal de aproximación
 121 
3.11.3. Dimensionamiento e implementación de desarenador .............................. 122 
3.11.4. Dimensionamiento e implementación de canal Parshall ............................ 122 
3.11.5. Dimensionamiento e implementación de la cámara de estabilización de 
sólidos 123 
3.11.6. Dimensionamiento e implementación de laguna de maduración ............... 124 
3.11.7. Dimensionamiento e implementación del humedal artificial de flujo 
superficial. .................................................................................................................... 125 
3.11.8. Dimensionamiento e implementación del reservorio ................................. 130 
3.11.9. Aspectos técnicos complementarios ........................................................... 130 
CAPÍTULO IV ......................................................................................................................... 138 
ANÁLISIS, RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE LA INVESTIGACION ............................................. 138 
4.1. Incidencia de los parámetros físicos, químicos y biológicos en el tratamiento de 
aguas residuales mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La 
Punta – Sapallanga, 2017 .................................................................................................138 
4.1.1. Incidencia de los parámetros físicos en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .......................................................................................................... 143 
ix 
 
4.1.2. Incidencia de los parámetros químicos en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .......................................................................................................... 145 
4.1.3. Incidencia de los parámetros biológicos en el tratamiento de aguas 
residuales mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La 
Punta – Sapallanga, 2017 ............................................................................................. 158 
4.2. Intervención de los parámetros climáticos en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .............................................................................................................. 161 
4.2.1. Intervención de la temperatura en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .......................................................................................................... 161 
4.2.2. Intervención de la humedad relativa en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .......................................................................................................... 163 
4.2.3. Intervención de la evaporación en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .......................................................................................................... 165 
4.3. Influencia de parámetros hidráulicos en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – 
Sapallanga, 2017 .............................................................................................................. 166 
4.3.1. Influencia del caudal en el tratamiento de aguas residuales mediante 
humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta – Sapallanga, 
2017 166 
4.4. Modelo de tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de flujo 
superficial en el Centro Poblado la Punta – Sapallanga, 2017 ......................................... 168 
CAPÍTULO V .......................................................................................................................... 171 
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................................................................... 171 
CONCLUSIONES. ............................................................................................................... 171 
RECOMENDACIONES. ....................................................................................................... 173 
BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 175 
ANEXOS ................................................................................................................................ 180 
 
x 
 
ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS 
Tablas 
Tabla 1: Criterios de calidad admisibles para aguas de uso agrícola ......................22 
Tabla 2: Límites permisibles para descargar aguas residuales en cuerpos 
receptores de agua dulce .......................................................................................23 
Tabla 3: Nomenclatura y descripción de las partes de un aforador Parshall ...........57 
Tabla 4: Medidas estándar de los aforadores Parshall ...........................................58 
Tabla 5: Ancho W del canal Parshall en función del caudal ....................................58 
Tabla 6: coeficientes adimensionales m y n que dependen del ancho de garganta 
(W) .........................................................................................................................59 
Tabla 7: Condiciones hidráulicas de entrada ..........................................................61 
Tabla 8: Coeficiente de Manning ............................................................................65 
Tabla 9: Viscosidad dinámica y cinemática .............................................................70 
Tabla 10: Características típicas de material granular ............................................71 
Tabla 11: Los valores típicos de sustratos de humedales construidos (Crites and 
Tchobanoglous 1998) .............................................................................................72 
Tabla 12: Operacionalización de variables..............................................................75 
Tabla 13: Muestra de la investigación .....................................................................85 
Tabla 14: Ensayo de calidad de agua ....................................................................86 
Tabla 15: Ensayos empleados para el estudio de mecánica de suelos. ..................86 
Tabla 16: ¿Cuántas veces al día se lava las manos? .............................................89 
Tabla 17: ¿Al lavarse las manos mantiene la llave del grifo permanentemente 
abierta? ..................................................................................................................90 
Tabla 18: ¿Cuántas veces al día cepilla sus dientes? .............................................91 
Tabla 19: ¿Cuántas veces te lavas las manos y cara al día? ..................................91 
Tabla 20: ¿Cuántas veces te afeitas al mes? .........................................................92 
Tabla 21: ¿Al cepillar sus dientes mantiene la llave del grifo permanentemente 
abierta? ..................................................................................................................93 
Tabla 22: ¿Cuántas veces al día se ducha? ...........................................................94 
Tabla 23: ¿Cuantos minutos pasa bajo la ducha? ..................................................95 
Tabla 24: ¿Al ducharse mantiene la llave de la ducha abierta? ..............................96 
Tabla 25: ¿Cuántas veces al día utiliza el inodoro? ................................................97 
Tabla 26: ¿Utiliza el agua de grifo en alguna de las siguientes actividades? ..........98 
Tabla 27: ¿Cómo lavas la ropa? a mano o en lavadora? ........................................99 
Tabla 28: ¿Número de lavados de ropa semanales? ............................................ 100 
Tabla 29: ¿Cómo Lavas las vajillas y los utensilios? ............................................. 101 
Tabla 30: ¿Usa algún sistema para el manejo de aguas servidas? ...................... 102 
Tabla 31: ¿Ha recibido algún tipo de capacitación con respecto a la calidad de agua 
y manejo de aguas servidas? ............................................................................... 103 
Tabla 32: ¿Considera importante el uso racional del agua? ................................. 104 
Tabla 33: ¿Realiza alguna actividad para ahorrar el agua? .................................. 105 
xi 
 
Tabla 34: Población total, por área urbana y rural, y sexo, según edades simples107 
Tabla 35: población total, por área urbana y rural, y sexo, según departamento, 
provincia, distrito y edades simples ...................................................................... 108 
Tabla 36: Población total según los censos de 1993 y 2007 ................................. 109 
Tabla 37: Estimación poblacional del Centro Poblado La Punta - Barrio Mallqui, 
mediante el métodoaritmético. ............................................................................. 110 
Tabla 38: Cantidad mínima de agua necesaria para el uso domestico ................. 110 
Tabla 39: Dotación del Centro Poblado La Punta – Barrio Mallqui. ....................... 111 
Tabla 40: cantidad total de agua residual que evacua un habitante por día .......... 112 
Tabla 41: Determinación del coeficiente de retorno del Centro Poblado La Punta – 
Barrio Mallqui. ....................................................................................................... 113 
Tabla 42: Determinación del caudal del Centro Poblado La Punta – Barrio Mallqui.
 ............................................................................................................................. 113 
Tabla 43: Datos de temperatura máxima y mínimas de la estación meteorológica 
más cerca al Centro Poblado La Punta - Estación Meteorológica Viques. ............ 114 
Tabla 44: Temperatura promedio mensual de la estación meteorológica de Viques 
Agosto del 2015 a Julio del 2016 .......................................................................... 115 
Tabla 45: tabla de porcentaje de horas luz o insolación en el día para cada mes del 
año en relación al número total en un año (p) ....................................................... 116 
Tabla 46: Determinación de la evapotranspiración por el método de Thornthwaite.
 ............................................................................................................................. 117 
Tabla 47: Datos de precipitación máxima en 24 horas estación meteorologica de 
Viques. ................................................................................................................. 118 
Tabla 48: Calculo de la precipitación máxima para un periodo de retorno de 20 años
 ............................................................................................................................. 118 
Tabla 49: Determinación el aporte de la precipitación para un periodo de retorno de 
20 años por el método racional ............................................................................. 120 
Tabla 50: Caudal máximo de diseño ..................................................................... 120 
Tabla 51: Datos iniciales para la implementación y diseño del humedal artificial de 
flujo superficial ...................................................................................................... 121 
Tabla 52: Dimensiones del canal Parshall propuesto ............................................ 122 
Tabla 53: Características típicas de humedal de flujo superficial. ......................... 126 
Tabla 54: Reducción de DBO5 como función del tiempo de retención y temperatura
 ............................................................................................................................. 126 
Tabla 55: Resultados de análisis fisicoquímico y organoléptico ............................ 139 
Tabla 56: Caudal máximo de diseño ..................................................................... 167 
 
 
 
 
 
xii 
 
Figuras 
Figura 1: Ubicación del Centro Poblado La Punta – Sapallanga............................................... 6 
Figura 2: Evacuación de aguas residuales provenientes de los domicilios. ............................. 7 
Figura 3: Servicios higiénicos - Letrina. .................................................................................... 8 
Figura 4: Humedal artificial de flujo superficial ..................................................................... 39 
Figura 5 Humedal artificial de flujo subsuperficial .......................................................... 40 
Figura 6: Aforador Parshall con sus principales partes .......................................................... 56 
Figura 7: Nomenclatura de las partes de un aforador Parshall ............................................. 57 
Figura 8: Humedal natural Chupaca - Junín, vegetal predominante Totora (Typha) ............ 80 
Figura 9: Humedal natural La Ribera – Huancayo – Junín, vegetal predominante berros 
(Nasturtium Officinale) .......................................................................................................... 80 
Figura 10: Humedal natural Sapallanga – Huancayo – Junín, vegetal predominante berros 
(Nasturtium Officinale) .......................................................................................................... 81 
Figura 11: Diagrama de la población de la investigación ....................................................... 84 
Figura 12: ¿Cuántas veces al día se lava las manos? ............................................................. 89 
Figura 13: ¿Al lavarse las manos mantiene la llave del grifo permanentemente abierta? ... 90 
Figura 14: ¿Cuántas veces al día cepilla sus dientes? ............................................................ 91 
Figura 15: ¿Cuántas veces te lavas las manos y cara al día? .................................................. 92 
Figura 16: ¿Cuántas veces te afeitas al mes? ......................................................................... 93 
Figura 17: ¿Al cepillar sus dientes mantiene la llave del grifo permanentemente abierta? . 94 
Figura 18: ¿Cuántas veces al día se ducha? ........................................................................... 95 
Figura 19: ¿Cuantos minutos pasa bajo la ducha? ................................................................. 96 
Figura 20: ¿Al ducharse mantiene la llave de la ducha abierta? ........................................... 97 
Figura 21: ¿Cuántas veces al día utiliza el inodoro? .............................................................. 98 
Figura 22: ¿Utiliza el agua de grifo en alguna de las siguientes actividades? ........................ 99 
Figura 23: ¿Cómo lavas la ropa? a mano o en lavadora? .................................................... 100 
Figura 24: ¿Número de lavados de ropa semanales? .......................................................... 101 
Figura 25: ¿Cómo Lavas las vajillas y los utensilios? ............................................................ 102 
Figura 26: ¿Usa algún sistema para el manejo de aguas servidas? ..................................... 103 
Figura 27: ¿Ha recibido algún tipo de capacitación con respecto a la calidad de agua y 
manejo de aguas servidas? .................................................................................................. 104 
Figura 28: ¿Considera importante el uso racional del agua?............................................... 105 
Figura 29: ¿Realiza alguna actividad para ahorrar el agua? ................................................ 106 
Figura 30: Población total, por área urbana y rural, y sexo, según edades simples - (Instituto 
Nacional de Estadistica e Informatica, 1993) ....................................................................... 108 
Figura 31: población total, por área urbana y rural, y sexo, según departamento, provincia, 
distrito y edades simples - (Instituto Nacional de Estadistica e Informatica, 2007) ............ 109 
Figura 32: Diagrama de la distribución de Gumbel ............................................................. 119 
Figura 33: Familia Typhaceae, Typha Latifolia ..................................................................... 131 
Figura 34: Vista panorámica humedal natural – La Punta – Sapallanga – Junín .................. 138 
xiii 
 
Figura 35: Vista panorámica humedal natural – La Ribera – Huancayo – Junín .................. 138 
Figura 36: Vista panorámica humedal natural – Ucuschuclo – Chupaca – Junín................. 139 
Figura 37: Tratamiento de agua residual mediante humedal natural - Sapallanga - Huancayo 
- Junín ................................................................................................................................... 140 
Figura 38: Tratamiento de aguaresidual mediante humedal natural – La Ribera - Huancayo 
– Junín .................................................................................................................................. 141 
Figura 39: Tratamiento de agua residual mediante humedal natural – Ucuschuclo- Chupaca 
– Junín .................................................................................................................................. 142 
Figura 40: Análisis de parámetro físico: Solidos suspendidos totales ................................. 143 
Figura 41: Análisis de parámetro químico: Potencial de hidrogeno .................................... 145 
Figura 42: Análisis de parámetro químico: demanda bioquímica de oxigeno ..................... 147 
Figura 43: Análisis de parámetro químico: demanda química de oxigeno .......................... 149 
Figura 44: Análisis de parámetro químico: fosforo total ..................................................... 151 
Figura 45: Análisis de parámetro químico: nitrógeno total ................................................. 153 
Figura 46: Análisis de parámetro químico: aluminio total ................................................... 155 
Figura 47: Análisis de parámetro químico: grasas y aceites ................................................ 157 
Figura 48: Análisis de parámetro biológico: Coliformes totales .......................................... 158 
Figura 49: Datos obtenidos de temperatura, medida en el barrio Mallqui – C.P. La Punta – 
Sapallanga ............................................................................................................................ 161 
Figura 50: Datos obtenidos de humedad relativa, medida en el barrio Mallqui – C.P. La 
Punta – Sapallanga ............................................................................................................... 163 
Figura 51: Datos obtenidos de Evaporación, medida en el barrio Mallqui – C.P. La Punta – 
Sapallanga ............................................................................................................................ 165 
 
 
1 
 
INTRODUCCIÓN 
El presente trabajo de investigación nace a consecuencia del 
limitado tratamiento de las aguas residuales, además la población presenta 
condiciones de vida precarias. Los pobladores adolecen de servicios 
básicos; siendo deficiente el saneamiento domiciliario, traducido en la 
inexistencia de un sistema de manejo de los residuos sólidos y de aguas 
residuales. Por lo tanto el tratamiento de las aguas residuales tiene una triple 
vertiente que no se está considerando: por una parte no se aprovecha las 
posibilidades de aplicación de ciertas formas de energía, como utilizar la 
materia orgánica; por otra parte, no se intentan desarrollar sistemas de 
tratamiento y de depuración de las aguas usadas de bajo costo y de 
relativamente sencilla aplicación, finalmente no se busca el aprovechamiento 
del agua, independientemente de su calidad, que de otro modo, y a pesar de 
que contiene cierta energía acumulada en forma de energía potencial al 
haber sido elevada para usos urbanos, sería vertida –y no reutilizada– 
directamente a cursos de agua, o tratada en estaciones depuradoras 
convencionales, perdiéndose así una etapa de posible uso en riego de zonas 
agrícolas o forestales, situación que no se refleja. Debido a lo expuesto el 
presente trabajo de investigación tiene como objetivo general proponer un 
modelo de tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de 
flujo superficial en el Centro Poblado La Punta - Sapallanga – 2017 y como 
objetivos específicos: establecer la incidencia de los parámetros físicos, 
químicos y biológicos en el tratamiento de aguas residuales mediante 
humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La Punta- 
Sapallanga – 2017, determinar la intervención de parámetros climáticos en el 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de flujo 
superficial en el Centro Poblado La Punta- Sapallanga – 2017 y calcular la 
influencia de parámetros hidráulicos en el tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el centro poblado La Punta- 
Sapallanga – 2017. Por lo que el presente trabajo pretende demostrar la 
2 
 
eficacia y eficiencia del humedal artificial de flujo superficial en el tratamiento 
de aguas residuales. 
La presente tesis se divide en cinco capítulos: 
 En el Capítulo I se presenta el planteamiento del problema respecto 
a la necesidad de diseñar el modelo de tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La 
Punta - Sapallanga de acuerdo a los parámetros permisibles de calidad de 
agua tratada para descarga en afluentes y el uso en el sector de agricultura 
(riego). 
 En el Capítulo II se presenta los trabajos nacionales e 
internacionales que se desarrollaron referente al trabajo de investigación que 
se desarrolló, asimismo se expone el marco teórico respecto al diseño del 
humedal artificial de flujo superficial, tomando en consideración los factores 
de diseño y parámetros tales como son: físicos, químicos, biológicos, 
climáticos e hidráulicos. 
 En el Capítulo III se presenta la metodología empleada que se 
utilizó para el desarrollo de investigación. 
En el Capítulo IV se detalla el análisis, resultados y discusiones de la 
investigación. 
En el capítulo V se detallan las conclusiones a la que se llegaron, 
asimismo se presentan las recomendaciones y finalmente se presenta las 
referencias bibliográficas y anexos. 
 
 
 
 
3 
 
CAPITULO I 
PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA 
1.1. Caracterización del problema 
El agua es desde su formación, un elemento indispensable 
para los seres vivos, fuente y sustento de vida, base del desarrollo de 
muchas de las actividades más importantes para el ser humano, ya 
que de todas las especies que habitan el planeta, el hombre es el 
mayor consumidor de este recurso (Yánez y Poats, 2007). 
A medida que la población ha ido aumentando, la demanda y 
el uso de este recurso se han vuelto desordenados e insostenibles. 
Aunque la cantidad de agua existente ha sido la misma desde su 
origen, el que sea destinada a múltiples actividades trae como 
consecuencia su contaminación con diversas sustancias, lo que 
provoca la pérdida de gran parte de las propiedades que la hacen 
utilizable, es por eso que la cantidad de agua disponible para 
consumo va en disminución. 
Mientras mayor es la población de una ciudad, mayor 
cantidad de agua residual se genera, lo que presentan serios 
problemas para su eliminación final. En la actualidad no existe 
tratamiento alguno y está generando graves problemas de 
contaminación. El tratamiento de las aguas residuales es 
relativamente reciente, su inicio data de fines de 1800 y principios del 
actual siglo y coincide con la época de la higiene. Esto se desarrolló 
como consecuencia de la relación entre contaminación de los cursos y 
cuerpos de agua y las enfermedades de origen hídrico. 
En un principio, el tratamiento se hacía mediante el vertido de 
las aguas residuales al suelo, pero prontamente la superficie de los 
4 
 
terrenos no fue suficiente para absorber los volúmenes considerables 
de aguas residuales. En Inglaterra, después de la epidemia del cólera 
de mitad del siglo XIX, se inició la construcción de los sistemas de 
alcantarillado, pero el tratamiento de aguas residuales recibió 
pequeña atención. Debido a lo pequeño de sus ríos en longitud y 
caudal, la contaminación del agua, pronta se convirtió en un 
problema. Al principio, el tratamiento estuvo dirigido a evitar 
problemas con la industria y agricultura más que a los problemas de 
salud, por la inexistencia de sistemas de manejo de aguas residuales. 
A fin de evitar estos problemas se idearon y llevaron a la 
práctica nuevos métodos de tratamiento intensivo. De este modo, se 
estudió la precipitaciónquímica, digestión de fangos, filtración 
intermitente en arena, filtración en lechos de contacto, aeración de 
aguas residuales, en 1912 se desarrolló del proceso de lodos y por el 
año 50 los humedales artificiales. 
Para el abastecimiento de agua de consumo y eliminación de 
aguas residuales de las poblaciones se aplican diversos sistemas y 
técnicas, siendo unas más sostenibles que otras y prevaleciendo 
aquéllas que promuevan la utilización de los recursos naturales. En 
torno a ello es indiscutible la relación que existe entre la tecnología, la 
ingeniería, el medio ambiente y el concepto de sustentabilidad (Troya, 
Inchausty y Pazmiño, 2008). 
En Perú en la región Ancash se desarrolló el proyecto: “El 
proyecto consistió en la implementación de una tecnología innovadora 
y limpia para el tratamiento de aguas residuales como son los 
sistemas de humedales artificiales. Así mismo este proyecto 
contribuyo a la reducción de la contaminación de las fuentes 
superficiales de la región, la protección de la salud de los habitantes y 
evitar el deterioro del medio ambiente, así como fomento nuevas 
5 
 
opciones para el recurso de las aguas residuales en sistemas 
integrados de producción agrícola y darle valor agregado con la 
instalación de un biohuerto comunitario en la comunidad de 
Lacabamba” (Lovera, Quipuzco, Laureano, Becerra y Valencia, 2006). 
Esa experiencia se plantea aplicar en la provincia de 
Huancayo, distrito de Sapallanga, Centro Poblado La Punta, en el que 
se identifica considerables tasas de crecimiento poblacional, aumento 
de aguas residuales y su limitado tratamiento, además la población 
presenta condiciones de vida precarias. Los pobladores adolecen de 
servicios básicos; siendo deficiente el saneamiento domiciliario, 
traducido en la inexistencia de un sistema de manejo de los residuos 
sólidos y de aguas residuales. Por lo tanto el tratamiento de las aguas 
residuales tiene una triple vertiente que no se está considerando: por 
una parte no se aprovecha las posibilidades de aplicación de ciertas 
formas de energía, como utilizar la materia orgánica; por otra parte, no 
se intentan desarrollar sistemas de tratamiento y de depuración de las 
aguas usadas de bajo costo y de relativamente sencilla aplicación, 
finalmente no se busca el aprovechamiento del agua, 
independientemente de su calidad, que de otro modo, y a pesar de 
que contiene cierta energía acumulada en forma de energía potencial 
al haber sido elevada para usos urbanos, sería vertida –y no 
reutilizada- directamente a cursos de agua, o tratada en estaciones 
depuradoras convencionales, perdiéndose así una etapa de posible 
uso en riego de zonas agrícolas o forestales, situación que no se 
refleja. 
 El problema se manifiesta en la deficiente gestión para el 
tratamiento de aguas residuales y la falta de un proceso de 
tratamiento de la misma. Este problema repercute en el incremento 
de los riesgos de salud por los focos de contaminación y la 
generación de pasivos ambientales provocados por la evacuación de 
6 
 
aguas residuales no tratadas hacia a los afluentes cercanos, 
contaminación de mantos freáticos y suelos, alterando la composición 
química, situación que va incrementando y volviéndose cada vez más 
crítica. 
En consecuencia, la presente investigación propone un 
modelo de tratamiento de aguas residuales mediante humedal 
artificial de flujo superficial en el Centro Poblado la Punta, Distrito de 
Sapallanga, esto como una posible alternativa de solución, desde el 
punto de vista teórico, económico, social, paisajista, operativo y de 
sustentabilidad, para así contribuir en la conservación del ambiente de 
la zona (Distrito de Sapallanga, Centro Poblado La Punta – Barrio 
Mallqui) y por ende de la Región Junín. 
 
Figura 1: Ubicación del Centro Poblado La Punta – Sapallanga 
 
 
7 
 
 
Figura 2: Evacuación de aguas residuales provenientes de los domicilios. 
En la imagen se puede observar, que en la actualidad los 
pobladores de la zona (Distrito de Sapallanga, Centro Poblado La 
Punta – Barrio Mallqui), no cuentan con conexiones domiciliarias para 
evacuación ni tratamiento de aguas residuales, respecto a ello los 
pobladores han realizado conexiones precarias que solo permite 
evacuar el agua residual del domicilio hacia la calle, lo que en la 
actualidad a generado que las calles sean imposibles de transitar, por 
la emanación de olores insoportables, debido a la descomposición de 
la materia orgánica disuelta en el agua residual evacuada. 
Asimismo se ha convertido en focos de contaminación que 
aqueja la salud de los pobladores de la zona (Distrito de Sapallanga, 
Centro Poblado La Punta – Barrio Mallqui). 
 
 
8 
 
 
Figura 3: Servicios higiénicos - Letrina. 
En la imagen se puede observar, que en la actualidad los 
pobladores de la zona (Distrito de Sapallanga, Centro Poblado La 
Punta – Barrio Mallqui), no cuentan con instalación de desagüe, 
respecto a ello, se construyeron servicios higiénicos (letrinas) 
precariamente para poder satisfacer sus necesidades biológicas, en 
muchos casos dentro la propiedad, lo que ha generado olores 
insoportables por la descomposición de las sustancias fecales y 
atracción de mosquitos. 
Los pobladores temen, a que los mosquitos puedan transmitir 
mediante la picadura enfermedades que puedan repercutir en su salud, 
esta inseguridad debido a que los mosquitos se encuentran rondando 
en los focos infecciosos en donde hay descomposición de materia 
orgánica y fecal. 
 
9 
 
1.2. Formulación de problema 
1.2.1. Problema general 
¿Cómo realizar el tratamiento de aguas residuales mediante 
un modelo de humedal artificial de flujo superficial en el Centro 
Poblado La Punta – Sapallanga, 2017? 
1.2.2. Problemas específicos 
 ¿Cómo incide los parámetros físicos, químicos y biológicos en el 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de 
flujo superficial en el Centro Poblado La Punta- Sapallanga, 2017? 
 ¿De qué manera intervienen los parámetros climáticos en el 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de 
flujo superficial en el Centro Poblado La Punta- Sapallanga, 2017? 
 ¿Cómo influyen los parámetros hidráulicos en el tratamiento de 
aguas residuales mediante humedal artificial de flujo superficial en 
el Centro Poblado La Punta- Sapallanga, 2017? 
1.3. Objetivos de la investigación 
1.3.1. Objetivo general 
Proponer un modelo de tratamiento de aguas residuales 
mediante humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado la 
Punta – Sapallanga, 2017. 
1.3.2. Objetivos específicos 
 Establecer la incidencia de los parámetros físicos, químicos y 
biológicos en el tratamiento de aguas residuales mediante 
10 
 
humedal artificial de flujo superficial en el Centro Poblado La 
Punta- Sapallanga, 2017. 
 Determinar la intervención de los parámetros climáticos en el 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de 
flujo superficial en el Centro Poblado La Punta- Sapallanga, 2017. 
 Calcular la influencia de parámetros hidráulicos en el tratamiento 
de aguas residuales mediante humedal artificial de flujo superficial 
en el Centro Poblado La Punta- Sapallanga, 2017. 
1.4. Justificación de la investigación 
1.4.1. Justificación práctica 
Los pobladores del Barrio Mallqui del Centro Poblado la Punta, 
no cuentan con sistema de alcantarillado, dada la inexistencia de un 
sistema de tratamiento de aguas residuales y considerando los factores 
mencionados se han hecho necesarios el desarrollo e implementación 
de sistemas de tratamiento, con la finalidad de mejorar la calidad de 
vida de la población, así como contribuir a la disminución del deterioro 
ambiental en la Región. 
Respecto a este problema latente se propone un modelo de 
tratamiento de aguas residuales mediante humedal artificial de flujo 
superficial en el Centro Pobladola Punta – Sapallanga. 
1.4.2. Justificación metodológica 
La recolección de datos se debe de realizar ínsito, para no 
tener datos que se alejen de la realidad, con la finalidad de dar solución 
de acuerdo a la problemática que se encuentra el Barrio de Mallqui, 
Centro Poblado la Punta – Sapallanga. 
11 
 
Esta investigación es importante porque sirve como referencia 
para posteriores trabajos de investigación. 
1.4.3. Justificación económica 
Los recursos económicos que se emplearon no fueron grandes, 
debido a que el presupuesto que se dispuso para la ejecución del 
proyecto cubrió en su totalidad. 
1.4.4. Justificación social 
La actual situación socio - ambiental demanda que la 
población esté preparada e informada para establecer relaciones 
integrales y pertinentes a las exigencias de la situación ambiental que 
se presenta. 
Por otro lado, ayudan a fortalecer las actitudes, 
comportamientos y valores ambientales, asimismo se podrá 
establecer estrategias de intervención en el manejo y administración 
de las aguas tratadas. 
1.5. Delimitación de la investigación 
La delimitación sé que hizo para el presente trabajo de 
investigación fue la siguiente: 
 Delimitación conceptual: El presente trabajo de investigación 
tiene el propósito de investigar, si el modelo de tratamiento de 
aguas residuales mediante humedal artificial de flujo superficial es 
adaptable a los parámetros físicos, químicos, biológicos, 
climáticos e hidráulicos en la que se encuentra el Barrio de 
Mallqui. 
12 
 
 Delimitación espacial: El presente trabajo de investigación se 
desarrolló en la región de Junín, provincia de Huancayo, distrito 
de Sapallanga, Centro Poblado de La Punta, específicamente en 
el Barrio de Mallqui. 
 Delimitación temporal: El presente trabajo de investigación se 
desarrolló en el 2017. 
1.6. Limitación de la investigación 
Las principales limitaciones que se encontraron en el 
desarrollo de la investigación son: 
 Financiera: No se tuvo ninguna limitación económica ya que no 
se hizo un gasto excesivo en la presente investigación. 
 Logística: Se tuvo limitaciones respecto a los datos 
concernientes a las plantas acuáticas, ya que no se encuentra 
información actualizada sobre la planta herbácea acuática totora 
(Typha). 
 Teórica: Se tuvo limitación teórica en el sentido de que no se 
encontró antecedentes locales sobre el tema que se desarrolló. 
 
 
13 
 
CÁPITULO II 
MARCO TEÓRICO 
2.1. Antecedentes de la investigación 
A continuación presentamos trabajos nacionales e 
internacionales realizados referente a la investigación que se está 
desarrollando, los cuales fueron tomados como referencia para el 
desarrollo y alineación del presente trabajo de investigación, las 
cuales son: 
2.1.1. Antecedente internacional 
Bernal F., y otros (2004), realizaron el proyecto de 
investigación titulado: “Humedales artificiales para el tratamiento 
de las aguas residuales en la corporación universitaria de la 
costa”, teniendo como objetivo verificar las ventajas del sistema en 
condiciones climáticas propias del trópico; para ello se construyó un 
humedal piloto sobre el nivel del suelo, en concreto con una capa 
interna impermeable, funciona con flujo superficial donde el agua 
circula a través de el por debajo del nivel del suelo, opera con agua 
residual municipal que se almacena en un tanque de alimentación, el 
afluente se distribuye mediante una flauta; se utilizan plantas 
tolerantes a las condiciones de alta humedad como la Typha sp 
(Totora). Los datos recogidos fueron durante seis meses, desde que 
el humedal entro en funcionamiento, para lograr un tamaño de 30 
muestras; asimismo el muestreo se realizó en el afluente y efluente 
del humedal; se tomaron algunas muestras para observar el 
comportamiento a lo largo del lecho del humedal. Después de haber 
analizado los instrumentos, se llegó a la conclusión que, el humedal 
artificial piloto es apropiada para las condiciones ambientales de la 
14 
 
región Caribe, donde hay disponibilidad de terreno para su 
implementación; asimismo la planta nativa Typhs sp. (Totora) se ha 
adaptado bien al sistema. 
Romero, Colin, Sanchez y Ortiz (2009), elaboraron el proyecto 
de investigación denominado: “Tratamiento de aguas residuales 
por un sistema piloto de humedales artificiales: evaluación de la 
remoción de la carga orgánica”, teniendo como objetivo, probar la 
eficiencia de remoción de la carga orgánica, nitrógeno y fosforo de 
aguas residuales de tipo municipal. Para ello, se diseñó un sistema de 
tratamiento por humedales artificiales de flujo horizontal con tres 
módulos, en el primero se integraron organismos de la especie 
Phragmites australis; en el segundo, organismos de la especie Typha 
dominguensis; y, por último, en el tercero se integraron las dos 
especies. La muestra de agua se recolecto a la salida de la fosa 
séptica y a la salida de cada módulo a fin de analizar DQO (demanda 
química de oxigeno), iones de nitrógeno, fósforo total y número de 
bacterias en el sistema. Los instrumentos de análisis utilizados fueron 
un digestor (ORION COD125) y un espectrofotómetro; asimismo las 
técnicas de recolección de datos se utilizaron de acuerdo a lo 
establecido por el APHA (1992). Después de evaluar el porcentaje de 
remoción de la carga orgánica de aguas residuales se tuvo como 
resultado: la disminución del 95.73% de concentración de DQO a su 
paso por el humedal artificial; asimismo, la remoción de 40.35% de la 
concentración de fosforo total y eliminación de un 45.46% de 
nitrógeno. En tal sentido el proyecto de investigación llegó a la 
conclusión que, el modulo dos presenta la mejor eficiencia de 
remoción, lo que se sugirió utilizar la especie Typha dominguensis en 
humedales artificiales da mejores resultados. 
Bedoya, Ardila y Reyes (2014), elaboraron el proyecto de 
investigación que lleva por nombre: “Evaluación de un humedal 
15 
 
artificial de flujo subsuperficial en el tratamiento de las aguas 
residuales generadas en la institución universitaria colegio 
mayor de Antioquia, Colombia” teniendo como objetivo comparar la 
eficiencia en la remoción de los parámetros fisicoquímicos y 
microbiológicos con cada macrófita diferente; Typha latifolia y Cyperus 
papyrus. La investigación utilizada es de tipo cuantitativa, por lo cual 
se hace uso de un estudio descriptivo y explicativo a escala de 
laboratorio; en donde, se realiza una evaluación comparativa sobre la 
eficiencia de remoción de carga contaminante (DBO, DQO, SST, 
nitrógeno total, F, Coliformes, Ni, Zn) en dos humedales 
independientes, cada humedal utilizo una macrofita diferente. Para el 
análisis de los instrumentos, la muestra utilizada es el agua residual 
generada en la Institución Universitaria Colegio de Antioquia, su 
obtención se da en dos fases; la primera, es la jornada de pre 
muestreo que permite obtener una muestra representativa del agua 
residual durante un periodo de dos semanas y en el horario de 
actividades académicas comprendido entre las 6.00 A.M. y las 22:00 
P.M.; la segunda fase es la jornada de aforo y muestreo que permitió 
calcular el caudal promedio del efluente. El análisis se realizó 
siguiendo los protocolos presentados en los métodos normalizados y 
establecidos en las más recientes ediciones de los métodos estándar 
para el análisis de agua y agua residual de la asociación de salud 
pública norteamericana (APHA), de la asociación norteamericana de 
servicios del agua (AWWA) y de la federación para el control de la 
contaminación del agua (WPCF); teniendo como resultado la 
posibilidad implementar la tecnología de humedales artificiales para el 
tratamiento de aguas residuales domésticas en municipios de 
Medellín, de forma económica y ambientalmente responsable. Al 
finalizar el tratamiento se llegó a la conclusión que, la especie Typha 
latifolia mostró un mejor rendimientoque la especie Cyperus papyrus 
en términos de la calidad de agua obtenida en el efluente, cumpliendo 
16 
 
con los niveles máximos de remoción establecidos por la normatividad 
colombiana. 
Jaramillo, Agudelo y Puñuelo ( 2016) elaboraron el proyecto 
de investigación titulado: “Optimización del tratamiento de aguas 
residuales de cultivos de flores usando humedales construidos 
de flujo subsuperficial horizontal”, teniendo como objetivo 
optimizar un sistema de tratamiento de aguas residuales de cultivos 
de flores, con el fin de mejorar la eficiencia en la remoción de los 
contaminantes, usando humedales construidos de flujo sub superficial 
horizontal. Para el logro del objetivo se utilizó la siguiente 
metodología, se seleccionó un estudio de tipo exploratorio 
experimental; la cual se efectúa en dos etapas, la primera, consiste en 
el acondicionamiento fisicoquímico y biológico del sistema de 
tratamiento; y, la segunda, reside en efectuar el seguimiento de la 
remoción de los contaminantes durante nueve meses, en tal sentido, 
se monitoreó la DQO, DBO, ST, SST, pH y oxígeno disuelto. El 
proyecto de investigación permitió diseñar el sistema de tratamiento 
con tres humedales, el primer y segundo humedal contenía la especie 
de Typha domingensis y en el último no se plantó ninguna vegetación; 
de las cuales se obtuvieron muestras tomadas en la entrada y salida 
del sistema de tratamiento y en el efluente de cada humedal, 
posteriormente se utilizó la prueba Shapiro-Wilk para analizar los 
datos obtenidos; asimismo, para determinar las diferencias entre los 
efluentes de los humedales se aplicaron pruebas no paramétricas de 
Friedman y Wilcoxon. Por tanto el resultado obtenido fue mejorar la 
eficiencia del sistema de tratamiento en 7,1% para la DBO, 4,1% para 
la DQO, 56,9% ST y 117,2% SST; llegando a la conclusión que, la 
especie Typha domingensis disminuyo la concentración de DQO y 
favoreció la eficiencia del sistema de tratamiento. 
17 
 
De la Mora, y otros (2014), elaboraron el proyecto de 
investigación titulado: “Humedales artificiales para el tratamiento 
de aguas residuales provenientes de granjas porcícolas”, 
teniendo como objetivo evaluar la eficiencia de la remoción de 
contaminantes procedentes de aguas residuales de origen porcícola 
mediante el uso de humedales construidos. La presente investigación 
tiene la siguiente metodología, es de tipo cuantitativo y utiliza el 
estudio descriptivo y experimental; para lo cual se instalaron dos 
humedales, uno de flujo superficial y un humedal en serie (consta de 
un humedal de flujo superficial conectado a uno de flujo 
subsuperficial), la planta utilizada es la especie Typha domingensis. 
La muestra se recolecto cada cinco días a lo largo de 20 días, 
haciendo un total de 4 muestras por cada corrida, obtenidas a la 
entrada y salida de los humedales, provenientes de aguas residuales 
de la granja de porcinos Santa María. Posteriormente, durante 10 días 
de tiempo de retención hidráulica, se evaluó la remoción de los 
contaminantes (DQO, nitrógeno total y fosforo total), mediante el 
monitoreo de parámetros en calidad del agua; lo que permitió obtener 
el siguiente resultado, el primer humedal de flujo superficial presenta 
un 73.5% de remoción eficiente de DQO, un 71.8% de nitrógeno total, 
un 92.1% de fosforo total; mientras que, el humedal en serie tuvo un 
74.9% de remoción eficiente de DQO, un 69.8% de nitrógeno total y 
un 90.2 % de fosforo total. En tal sentido se llega a la conclusión que, 
el primer humedal de flujo superficial tiene mayor capacidad de 
remoción, trabaja de forma eficiente juntamente con la especie de 
Thypa domingensis, por lo cual su diseño e implementación es 
considerado un método relativamente bajo en costo y especialmente 
amigable con el ambiente. 
18 
 
2.1.2. Antecedente nacional 
Villarroel (2005), elaboró el proyecto de investigación titulado: 
“Tratamiento terciario del efluente de la planta de tratamiento de 
aguas residuales el cortijo para uso agrícola con humedales 
construidos de flujo superficial” con el objetivo de reducir las altas 
concentraciones de DB05, SST, coliformes fecales y cromo total; y 
obtener un vertido líquido que cumpla, con los parámetros de calidad 
de agua dado por la ley general de aguas para ser usado en el sector 
agrícola. En el desarrollo del trabajo, se utilizó una investigación del 
tipo aplicada y explicativa; lo cual permitió recoger datos del efluente 
de la planta de tratamiento de aguas residuales el cortijo y construir 
un humedal artificial a escala de planta piloto; para ello, se utiliza 
grava de una pulgada, la que servirá de soporte a las raíces de la 
especie vegetal emergente, en este caso la vegetación utilizada es la 
Typha angustifolia. El tratamiento de la planta piloto de flujo superficial 
trajo como resultado la eliminación del 92.49 % de DB05, del 83.33 % 
de SST, del 99.999 % de coliformes fecales, del 99.998 % de 
coliformes totales y del 76,52 % de cromo total; y, finalmente se 
plantea la construcción de un humedal artificial de flujo superficial 
para mejorar la calidad del agua tratada que elimina la planta El 
Cortijo. El proyecto de investigación llega a la conclusión que, los 
humedales superficiales son una tecnología viable para la depuración 
de agua contaminada, porque sus concentraciones están por debajo 
de los límites máximos permisibles dado por la ley general de aguas 
Nº 17752. 
Minchola y Gonzales (2013), elaboraron el proyecto de 
investigación denominado: “Humedales artificiales en el 
tratamiento de las aguas residuales domesticas de la mina 
Barrick”, teniendo como objetivo demostrar la importancia de los 
Humedales artificiales de flujo superficial en el tratamiento de las 
19 
 
aguas residuales domésticas; asimismo, determinar el potencial y la 
viabilidad de usar un humedal artificial de flujo superficial en el 
tratamiento de las aguas residuales domésticas como una alternativa. 
Para ello la ubicación del área de estudio es la minera Barrick; y, el 
material de estudio está constituido por el afluente de aguas 
residuales domésticas de la minera Barrick y el efluente del humedal 
construido de flujo superficial que fue construido a nivel de planta 
piloto. El proyecto de investigación utilizo los siguientes métodos y 
técnicas como el humedal, para lo cual utilizo algunas 
consideraciones para su diseño, en cuanto a la selección de la 
vegetación, se sembró los rizosomas de la Typha angustifolia porque 
es una especie tolerante adaptable a una gran variedad de 
condiciones ambientales. La información recolectada, sobre aguas 
residuales domésticas, tratadas en los humedales artificiales de la 
minera Barrick, se procesaron en el paquete Excel o SPSS Versión 
15.00, teniendo como resultado la disminución de PH, el agua 
residual de la empresa minera disminuyo a 9,80 mg/l de 36,80 mg/l de 
DB05 , el oxígeno se incrementó a 3,12 mg/l de 0,26 mg/l y la 
concentración del SST disminuyo 11 mg/l de 69,33 mg/l, en cuanto a 
las bacterias se encontró la concentración de 670 x104 NMP/100ml 
de coliformes totales disminuyendo a 96,3 x104 NMP/100ml. En tal 
sentido, el proyecto de investigación llego a la conclusión que, los 
humedales artificiales de flujo superficial resultan ser ecosistemas 
eficientes en el tratamiento de aguas residuales de una manera 
segura, confiable, estética y económica; asimismo, permiten una 
eficiente remoción de contaminantes ya que no requieren de 
suministro de energía adicional porque su funcionamiento se basa en 
la actividad combinada de la planta Typha angustifolia, 
microorganismos y sustrato, que en conjunto propician una 
depuración eficiente. 
20 
 
2.2. Bases teóricas 
2.2.1. Marco legal. 
Según la Autoridad Nacional del Agua (2011), en la Ley N° 
29338 (Ley de recursos hídricos) manifiesta lo siguiente: 
Artículo 79: vertimiento de aguaresidual. 
La Autoridad Nacional autoriza el vertimiento del agua residual 
tratada a un cuerpo natural de agua continental o marina, previa 
opinión técnica favorable de las Autoridades Ambiental y de Salud 
sobre el cumplimiento de los Estándares de Calidad Ambiental del 
Agua (ECA-Agua) y Límites Máximos Permisibles (LMP). Queda 
prohibido el vertimiento directo o indirecto de agua residual sin dicha 
autorización (…) 
Artículo 80: Autorización de vertimiento. 
Todo vertimiento de agua residual en una fuente natural de 
agua requiere de autorización de vertimiento, para cuyo efecto debe 
presentar el instrumento ambiental pertinente aprobado por la autoridad 
ambiental respectiva, el cual debe contemplar los siguientes aspectos 
respecto de las emisiones: 
1. Someter los residuos a los necesarios tratamientos previos. 
2. Comprobar que las condiciones del receptor permitan los 
procesos naturales de purificación. 
La autorización de vertimiento se otorga por un plazo 
determinado y prorrogable, de acuerdo con la duración de la actividad 
principal en la que se usa el agua y está sujeta a lo establecido en la 
Ley y en el Reglamento. 
21 
 
Artículo 82: reutilización del agua residual, la Autoridad 
Nacional, autoriza el reúso del agua residual tratada, con opinión del 
Consejo de Cuenca (…) 
El titular de una licencia de uso de agua está facultado para 
reutilizar el agua residual que genere siempre que se trate de los 
mismos fines para los cuales fue otorgada la licencia. Para actividades 
distintas se requiere autorización. 
Según la Autoridad Nacional del Agua (2011), en el D.S. N° 
001-2010-AG, Reglamento de la ley de recursos hídricos, en el título V, 
capítulo VII: Reúso de aguas residuales tratadas, manifiesta lo 
siguiente en los siguientes artículos: 
Artículo 148: Autorización de reúso de aguas residuales 
tratadas. 
Podrá autorizarse el reúso de aguas residuales tratadas 
únicamente cuando se cumplan con todas las condiciones que se 
detallan a continuación: 
a) Sean sometidos a los tratamientos previos y que cumplan 
con los parámetros de calidad establecidos para los usos 
sectoriales. 
b) Cuente con la certificación ambiental otorgado por la 
autoridad ambiental sectorial competente, que considere 
específicamente la evaluación ambiental de reúso de las 
aguas. 
c) En ningún caso se autorizara cuando ponga en peligro la 
salud humana y el normal desarrollo de la flora y fauna o 
afecte otros usos. 
22 
 
Artículo 150: Criterios para evaluar la calidad de agua para 
reúso. 
Las solicitudes de autorización de reúso de aguas residuales 
tratadas serán evaluadas tomándose en cuenta los valores que 
establezca el sector correspondiente a la actividad a la cual se 
destinará el reúso del agua o, en su defecto, las guías 
correspondientes de la Organización Mundial de la Salud. 
2.2.1.1. Criterios de calidad admisibles para aguas de uso agrícola 
Los criterios de calidad admisibles para guas de uso agrícola 
son tomados de acuerdo (Ministerio del Ambiente, 2010). 
Tabla 1: Criterios de calidad admisibles para aguas de uso agrícola 
PARAMETRO 
EXPRESADO 
COMO UNIDAD 
LIMITE 
MAXIMO 
PERMISIBLE 
aluminio Al mg/l 5 
arsénico total As mg/l 0.1 
Bario Ba mg/l 1 
Berilio Be mg/l 0.1 
Boro B mg/l 1 
Cadmio Cd mg/l 0.01 
Carbonatos totales 
concentración 
total de 
carbonatos mg/l 0.1 
cianuro total CN mg/l 0.2 
cobalto Co mg/l 0.05 
cobre Cu mg/l 2 
cromo hexavalente Cr mg/l 0.1 
flúor F mg/l 1 
hierro Fe mg/l 5 
litio Li mg/l 2.5 
materia flotante visible ausencia 
manganeso Mn mg/l 0.2 
molibdeno Mo mg/l 0.01 
mercurio total Hg mg/l 0.001 
níquel Ni mg/l 0.2 
organofosforados 
totales 
concentración de 
organofosforados 
totales mg/l 0.1 
23 
 
organoclorados 
totales 
concentración de 
organoclorados 
totales mg/l 0.2 
plata Ag mg/l 0.05 
potencial de 
hidrogeno PH de 6 a 9 
plomo Pb mg/l 0.05 
selenio Sb mg/l 0.02 
solidos disueltos 
totales mg/l 3000 
transparencia de las 
aguas medidas con 
el disco secchi minimo 2 m 
vanadio V mg/l 0.1 
aceites y grasas 
solubles en 
hexano mg/l 0.3 
Coliformes totales Mnp/100 ml 1000 
huevos de parásitos huevos/litro 0 
zinc Zn mg/l 2 
Fuente:(Ministerio del Ambiente, 2010) 
2.2.1.2. Límites permisibles para descargar aguas residuales en 
cuerpos receptores de agua dulce. 
Los límites permisibles para descargar aguas residuales 
en cuerpos receptores de agua dulce son tomado de acuerdo 
(OMS, 2006) 
Tabla 2: Límites permisibles para descargar aguas residuales en cuerpos 
receptores de agua dulce 
PARAMETRO 
EXPRESADO 
COMO UNIDAD 
LIMITE 
MAXIMO 
PERMISIBLE 
aceite y grasas 
sustancias 
solubles en 
hexano mg/l 0.3 
alkil mercurio mg/l no detectable 
aldehídos mg/l 2 
aluminio Al mg/l 5 
arsénico total As mg/l 0.1 
bario Ba mg/l 2 
cadmio Cd mg/l 0.02 
cianuro total CN mg/l 0.1 
cloro activo Cl mg/l 0.5 
cloroformo 
extracto carbon 
cloroformo mg/l 0.1 
24 
 
cloruros CI mg/l 1000 
cobre Cu mg/l 1 
cobalto Co mg/l 0.5 
Coliformes fecales Nmp/100l 200 
Coliformes totales Nmp/100l 5000 
color real color real 
unidades de 
color 
inapreciable en 
dilución 1:20 
compuestos 
fenólicos fenol mg/l 0.2 
cromo hexavalente Cr mg/l 0.5 
demanda biológica 
de oxigeno DBO5 mg/l 100 
demanda química 
de oxigeno DQO mg/l 250 
dicloroetileno dicloroetileno mg/l 1 
estaño Sn mg/l 5 
fluoruros f mg/l 5 
fosforo total P mg/l 10 
hierro total Fe mg/l 10 
Hidrocarburos TPH mg/l 20 
petróleo 
manganeso total Mn mg/l 2 
Materia flotante visibles ausencia 
mercurio total Hg mg/l 0.05 
Níquel Ni mg/l 2 
Nitratos + Nitritos N mg/l 10 
Nitrógeno total 
Kjendal N mg/l 15 
organoclorados 
totales 
concentración de 
organoclorados 
totales mg/l 0.05 
organofosforados 
totales 
concentracion de 
organofosforados 
totales mg/l 0.1 
plata Ag mg/l 0.1 
Plomo Pb mg/l 0.2 
Potencial de 
hidrogeno PH 
de 5 a 9 
selenio Se mg/l 0.1 
solidos 
sedimentables ml/l 1 
solidos suspendidos 
totales mg/l 100 
solidos totales mg/l 1600 
sulfatos SO4 mg/l 1000 
sulfitos SO3 mg/l 2 
sulfuros S mg/l 0.5 
temperatura °C <35 
tenso activos 
sustancias 
activas al azul mg/l 0.5 
tetracloruro de 
carbono 
de metileno 
tetracloruro mg/l 1 
25 
 
de carbono 
tricloruetileno mg/l 1 
vanadio V mg/l 5 
zinc Zn mg/l 5 
Fuente:(OMS, 2006) 
2.2.2. Humedal artificial de flujo superficial 
Los humedales artificiales son sistemas de fitodepuración de 
aguas residuales. El sistema consiste en el desarrollo de un cultivo 
de macrófitas enraizadas sobre un lecho de grava impermeabilizado. 
La acción de las macrófitas hace posible una serie de complejas 
interacciones físicas, químicas y biológicas a través de las cuales el 
agua residual afluente es depurada progresiva y lentamente 
(Cooper, 1996). 
Estos sistemas purifican el agua mediante remoción del 
material orgánico (DBO), oxidando el amonio, reduciendo los nitratos 
y removiendo fósforo. Los mecanismos son complejos e involucran 
oxidación bacteriana, filtración, sedimentación y precipitación 
química (Cooper, 1996). 
Los humedales eliminan contaminantes mediante varios 
procesos que incluyen sedimentación, degradación microbiana, 
acción de las plantas, absorción, reacciones químicas y 
volatilización. Reemplazan así el tratamiento secundario e inclusive, 
bajo ciertas condiciones, al terciario y primario de las aguas 
residuales. 
El funcionamiento de los humedales artificiales se fundamenta 
en tres principios básicos: 
La actividad bioquímica de microorganismos, el aporte de 
oxígeno a través de los vegetales durante el día y el apoyo físico de 
un lecho inerte que sirve como soporte para el enraizamiento de los 
26 
 
vegetales, además de servir como material filtrante. En conjunto, 
estos elementos eliminan materiales disueltos y suspendidos en el 
agua residualy biodegradan materia orgánica hasta mineralizarla y 
formar nuevos organismos (Kolb, 1998). 
Los humedales tienen tres funciones básicas que les 
confieren atractivo potencial para el tratamiento de aguas residuales: 
fijan físicamente los contaminantes en la superficie del suelo y la 
materia orgánica, utilizan y transforman los elementos por medio de 
los microorganismos y logran niveles de tratamiento consistentes 
con un bajo consumo de energía y poco mantenimiento (Lara, 1999). 
2.2.2.1. Parámetros que intervienen en el tratamiento de aguas 
residuales mediante humedal artificial de flujo superficial 
2.2.2.1.1. Parámetros físicos 
 Solidos suspendidos totales (SST) 
Son todas aquellas partículas orgánicas o inorgánicas 
que se encuentra suspendidos formando una capa flotante 
en los lagos, ríos o en los sistemas de tratamiento afectando 
la transferencia de oxígeno y el paso de rayos solares los 
cuales son indispensables para la actividad fotosintética de 
la flora y fauna acuática. Los sólidos suspendidos más 
pesados que el agua, se sedimentan y pasan a formar parte 
del suelo acuático provocando descomposición orgánica en 
ausencia de oxígeno con olores fétidos y gases 
desagradables. Son materiales de tamaño microscópicos en 
el agua. Pueden eliminarse por decantación o filtración 
(Marsilli, 2005). 
27 
 
 Turbidez 
Es una medida que se utiliza para poder determinar el 
grado en el cual pierde el agua su transparencia, debido a la 
presencia de partículas suspendidas (arena, arcillas u otros 
materiales); permite a medir la claridad del agua. La 
turbidez afecta en el proceso de fotosíntesis de los vegetales 
sumergidos, ya que limita el paso de luz solar (Gonzáles, 
2011). 
 Conductividad eléctrica 
Parámetro que mide la cantidad de sales mineras que 
se encuentran disueltos en el agua residual. Es la cantidad 
de iones disueltos que permiten la conducción eléctrica, este 
parámetro puedo variar de acuerdo a la cantidad de sales 
minerales disueltas (Orellana, 2005). 
 Color y olor 
Los efluentes domiciliarios tienen color gris cuando es 
fresco y al envejecer toma un color negro brillante. Cualquier 
variante indica la presencia de residuos industriales y su 
color nos puede indicar de qué producto se trata. El color 
interfiere con la transmisión de la luz, por lo que de volcarse 
a un curso de agua disminuirá la acción fotosintética. El olor 
de un efluente doméstico es indicativo de su vejez, pues 
cuando es fresco es ligeramente pútrido, pero cuando es 
viejo se septiza y produce hidrógeno sulfurado que le 
confiere un olor fuertemente pútrido (Jimeno, Análisis de 
agua y desagüe, 1993). 
 
28 
 
 Residuos sólidos 
Es el residuo total por evaporación, sólidos fijos y 
volátiles. Se mide la suma de las substancias que existen en 
el líquido cloacal, en suspensión y en solución, estables a 
100 ºC. También incluye a los sólidos en suspensión, totales, 
fijos y volátiles, que son retenidos por un filtro de amoniaco 
(Jimeno, Análisis de agua y desagüe, 1993). 
2.2.2.1.2. Parámetros químicos 
 Potencial de hidrogeno (PH) 
La concentración de ion hidrógeno es un parámetro de 
calidad de gran importancia tanto para el caso de aguas 
naturales como residuales. El agua residual con 
concentraciones de ion-hidrógeno inadecuadas presenta 
dificultades de tratamiento con procesos biológicos y el 
efluente puede modificar la concentración de ion de 
hidrógeno en las aguas naturales si ésta no se modifica 
antes de la evacuación de las aguas. La escala de pH puede 
tomar valores de 0 a 14, siendo el punto pH =7 el 
correspondiente a una disolución neutra, esto es, sin 
carácter ácido ni alcalino. Para valores menores de 7 se 
trata de una disolución de carácter ácido siendo mayor la 
acidez cuando menor sea el valor de pH registrado. Por el 
contrario, una disolución cuyo pH sea mayor que 7 será una 
disolución alcalina o básica (Marsilli, 2005). 
El pH óptimo para el uso de microorganismos en el 
tratamiento es entre 6 y 8. En un efluente doméstico alcanza 
un valor aproximado de 7 u 8. Cuando es más bajo indica la 
existencia de volcamientos ácidos y si es alto, estos son 
29 
 
alcalinos y ambos provienen de comercios o industrias. En 
cualquier caso son perjudiciales para las cañerías, equipos 
de bombeo e impactan en los sitios de disposición final 
(Tarchtzky, 2003). 
 Oxígeno disuelto 
Según World Health Organization (1987) La cantidad 
de oxígeno disuelto (OD) puede ser un indicador de la 
cantidad de bacterias o animales acuáticos en el área. 
Cuando hay una sobrepoblación de bacteria, por ejemplo, 
esta puede causar una reducción significativa de OD. 
 Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) 
Es la calidad de oxígeno expresada en mg/l., 
necesaria para la degradación biológica de la materia 
orgánica contenida en el agua. La demanda bioquímica de 
oxígeno (DBO5), es una prueba usada para la determinación 
de los requerimientos de oxígeno para la degradación-
bioquímica de la materia orgánica en las aguas municipales, 
industriales en general residuales. El parámetro de 
contaminación orgánica más ampliamente empleado, 
aplicable tanto a aguas residuales como a aguas 
superficiales, es la DBO5 a 5 días. La determinación del 
mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto 
que consumen los microorganismos en el proceso de 
oxidación bioquímica de la materia orgánica (Jimeno, 
Análisis de agua y desagüe, 1993). 
Los resultados de los ensayos de DBO5 se emplean 
para determinar la cantidad aproximada de oxígeno que se 
requerirá para estabilizar biológicamente la materia orgánica 
30 
 
presente; dimensionar las instalaciones de tratamiento de 
aguas residuales; medir la eficacia de algunos procesos de 
tratamiento y controlar el cumplimiento de las limitaciones a 
que están sujetos los vertidos (Jimeno, Análisis de agua y 
desagüe, 1993). 
Como el proceso de descomposición varía según la 
temperatura, este análisis se realiza en forma estándar 
durante cinco días a 20 °C; esto se indica como DBO5. 
Según las reglamentaciones, se fijan valores de DBO5 
máximo que pueden tener las aguas residuales, para poder 
verterlas a los ríos y otros cursos de agua. De acuerdo a 
estos valores se establece, sí es posible arrojarlas 
directamente o si deben sufrir un tratamiento previo. 
(Jimeno, Análisis de agua y desagüe, 1993). 
 Demanda química de oxigeno (DQO) 
Es la cantidad de oxígeno expresada en mg/l., 
necesario para la degradación química de la materia 
orgánica contenidas en aguas servidas o naturales, se mide 
en el laboratorio bajo condiciones determinadas. El ensayo 
de la DQO se emplea para medir el contenido tanto de las 
aguas naturales como de las residuales (Marsilli, 2005). La 
DQO de un agua residual suele ser mayor que su 
correspondiente DBO5, siendo esto debido al mayor de 
compuestos cuya oxidación tiene lugar por vía química 
frente a los que se oxidan por vía biológica (Marsilli, 2005). 
 Acidez 
Es la capacidad de neutralizar iones OH- , asimismo 
se puede decir que la acidez del agua natural o residual es 
31 
 
su capacidad cuantitativa para reaccionar con una base 
fuerte hasta un PH designado (Severiche, Castillo y 
Acevedo, 2013). 
 Fosforo y derivados 
En las aguas naturales y residuales, el fósforo se 
presenta en compuestos fosfatados. Entre ellos podemos 
encontrar ortofosfatos, fosfatos condensados y fosfatos 
enlazados orgánicamente. Se encuentran en solución, en 
detritus o cuerpos de organismos acuáticos y pueden 
prevenir de diferentes puentes (Severiche, Castillo y 
Acevedo, 2013). 
 Nitrógeno y derivados. 
En nitrógeno en aguas residuales está presente en 
forma orgánica e inorgánica como amoniaco, nitrito y 
nitratos. La presencia excesiva de nitrógeno en el agua 
causa eutrofización. La cantidad de nitrógeno se determina 
como NTK (Nitrógeno Total Kendahl) (Echarri,