1. CENTRO DE DESARROLLO LOCAL Y COMUNITARIO
Informe - Técnico
Propuesta para el tratamiento de residuales líquidos mediante un
humedal construido en el asentamiento de Micro I, Florencia.
MCs. Diana Iris Enríquez Lavandera
La Habana, 2017
Proyecto “Fortalecimiento de capacidades municipales para
el desarrollo local (PRODEL)”

2. Resumen
En Cuba existe un creciente interés por la conservación de los recursos naturales,
en particular los recursos hídricos, esto ha motivado el análisis de modelos
ecotecnológicos para el tratamiento de residuales líquidos ante la necesidad de
saneamiento que demandan las redes hidrográficas y la importancia de aplicar
nuevas tecnologías más económicas y amigables con el medio ambiente. El
municipio Florencia, al igual que otros municipios del país, presenta una situación
crítica con relación a la contaminación de sus espejos de agua, en particular la zona
del poblado, ubicado en la parte alta de la cuenca Chambas. En el presente informe
técnico se plantea la construcción de un humedal subsuperficial en el asentamiento
Micro I, opción factible y efectiva en el tratamiento de residuos líquidos para
pequeñas comunidades. Conjuntamente se ofrece un diseño apropiado y detallado
del humedal que se ajusta a las características y necesidades del territorio
seleccionado. Además se elaboró una propuesta de los materiales de construcción
imprescindibles que en su mayoría se producen en las mini industrias locales que
están actualmente funcionando en los municipios. Este resultado permitirá apoyar a
los especialistas del territorio en la elaboración de proyectos que garanticen una
mejor gestión ambiental de los recursos hídricos y por consiguiente contribuir al
desarrollo sostenible del municipio Florencia.
Palabras clave: municipio de Florencia, residuales líquidos, humedales construidos.
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3. Desarrollo
La descarga de aguas residuales en cursos naturales (arroyos, ríos, humedales) es
una práctica antigua, surgida de la necesidad de evacuar residuales líquidos fuera
de los núcleos urbanos. El impacto ambiental que estas descargas causan obligó a
considerar que la depuración previa era imprescindible, particularmente para núcleos
urbanos. Sin embargo, esta toma de conciencia es relativamente reciente.
En Cuba, uno de los principales problemas del recurso hídrico, es básicamente la
pérdida de la calidad base del agua, por este motivo la mayoría de propuestas
ambientales futuras deberían ser encausadas a recuperar este recurso contaminado
y a hacer cumplir la Política Nacional del Agua vigente.
En la descontaminación de las aguas residuales se emplean métodos biológicos que
se dividen en dos grupos, los sistemas convencionales y los no convencionales o
naturales. En estos últimos la eliminación de las sustancias contaminantes presentes
en las aguas se producen por componentes del medio natural, no empleándose en
el proceso ningún tipo de aditivo químico, ni requiriéndose energía externa.
A continuación se exponen el concepto, las ventajas y desventajas de uno de los
tratamientos naturales para residuales líquidos más empleados en las últimas
décadas en diversos países, los humedales construidos.
¿En qué consisten los humedales construidos?
Los humedales construidos son esencialmente sistemas biológicos que surgen a
partir de la detenida observación de los mecanismos propios que usa la naturaleza
para la depuración de las aguas, en donde se combinan los procesos físicos,
químicos y biológicos ocurriendo interacciones complejas entre el agua y el suelo,
las plantas, los microorganismos y la atmósfera, dando lugar la ocurrencia de
procesos de sedimentación, filtración, absorción, degradación biológica, fotosíntesis,
fotooxidación y toma de nutrientes por parte de la vegetación mediante el
metabolismo. Las plantas translocan el oxígeno desde las hojas y tallos hasta las
raíces, creándose cerca de la rizosfera una zona adecuada para que las bacterias
(aeróbicas) puedan oxidar la materia orgánica presente (Reddy et al., 1989;
Gonzáles, 2000).
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4. Lara (1998), cita a estos sistemas como “áreas saturadas por aguas superficiales o
subsuperficiales, con profundidades inferiores a los 60 cm y plantas emergentes
como la espadaña, carrizo y juncos, donde la frecuencia y duración es tal que
mantiene su condición de saturación, permitiendo que su efluente sea reusado con
éxito en la agricultura, silvicultura, acuicultura, riego de campo de golf e irrigación de
cinturones verdes”.
Los humedales construidos se han utilizado para tratar una amplia gama de aguas
residuales (Kivaisi, 2001; García et al., 2004):
 Aguas domésticas y urbanas
 Aguas industriales, incluyendo fabricación de papel, productos químicos y
farmacéuticos, cosméticos, alimentación, refinerías, mataderos y tenerías
entre otros.
 Aguas de drenaje de extracciones mineras
 Aguas de escorrentía superficial agrícola y urbana
 Tratamiento de fangos de depuradoras convencionales, mediante deposición
superficial en humedales de flujo subsuperficial donde se deshidratan y
mineralizan
En los humedales construidos se presentan tres tipos de procesos de remoción:
físicos, biológicos y químicos, los cuales generalmente ocurren simultáneamente.
Los contaminantes que logran remover estos sistemas son diversos, así como el
mecanismo de remoción, según se muestra en la siguiente tabla.
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5. Tabla 1. Mecanismos de remoción de los contaminantes en los humedales
Contaminante Mecanismos de remoción
Sólidos suspendidos Sedimentación / filtración.
Materia orgánica
biodegradable
Degradación microbiana (aerobia, anaerobia y facultativa).
Nitrógeno Amonificación seguida por la nitrificación-denitrificación
bacteriana; volatilización del amonio y rizofiltración.
Fósforo Reacciones de adsorción.
Metales pesados Sedimentación. Adsorción sobre la superficie de la planta y
el detritus.
Patógenos Sedimentación/filtración. Radiaciones ultravioleta. Excreción
de antibióticos por las raíces de las plantas.
Ventajas y desventajas de los humedales construidos
Como en todos los sistemas que se diseñan, existen ventajas y desventajas que
deben ser evaluadas conscientemente. Los humedales artificiales brindan una
diversidad de ventajas y beneficios, entre los cuales se mencionan los siguientes
(Peña et al. 2003; Zambrano y Saltos, 2008):
 Garantizan una eficiencia del 85 al 90 % en la remoción de los contaminantes.
 Los costos de operación y mantenimiento son bajos comparándolos con otros
sistemas de tratamiento, ya que no requieren de infraestructura costosa ni de
personal especializado.
 No generan un costo en el consumo de energía, dado que la única energía
que requieren es la solar, para que los procesos de remoción cumplan con su
ciclo.
 Son sistemas de uso múltiple debido a que tienen la capacidad de tratar
aguas residuales provenientes de descargas domésticas, industriales y
agrícolas.
 Los procesos de remoción de contaminantes son naturales.
 Adaptables a construir en cualquier sitio.
 Benefician al medio ambiente y son estéticos.
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6.  No se presentan malos olores.
 Minimizan focos de contaminación.
 Incrementan y favorecen la reutilización del agua tratada.
Los humedales construidos puede presentar desventajas, tales como:
 En algunos casos es necesario de superficies de terreno relativamente
extensas para su construcción. Aproximadamente de 2,5 a 9 m.
 Se puede presentar colmatación del medio soporte a causa de los sólidos
suspendidos presentes en grandes cantidades en las aguas residuales.
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7. Territorio seleccionado
El territorio seleccionado, es el poblado de Florencia, perteneciente al municipio del
mismo nombre, que posee con una población de 6 914 habitantes, distribuidos en 2
529 viviendas y una extensión aproximada de 15 km2
y se encuentra ubicado en la
parte alta de cuenca de Chambas. Dicha cuenca posee una extensión de 160,30
km2
, a lo largo de los municipios de Florencia y Chambas y abastece el complejo
hidráulico Liberación de Florencia, compuesto por dos embalses, el Cañada Blanca
y Chambas II (DMPF, 2010; Rodríguez, 2013).
El poblado de Florencia es uno de los focos contaminantes registrados a nivel
nacional. Las causas principales de las afectaciones a la calidad del agua en este
poblado, vienen dadas por insuficiencias de alcantarillado y por la ausencia de
tratamiento para los residuales domésticos, industriales y agropecuarios. Estos
residuales provienen del asentamiento de Florencia, centros porcinos, el vertedero
municipal y la fábrica de conservas. Esta situación trae como consecuencia el
transporte de materia orgánica cargada de bacterias y nutrientes que impactan
negativamente el recurso agua desde la zona altas de la cuenca y como resultado la
contaminación se extiende aguas abajo afectando municipios vecinos.
Debido a las diversas problemáticas ambientales que presenta el territorio que
inciden negativamente en la calidad de las aguas de la cuenca Chambas, se hace
necesario ejecutar acciones ecológicas que faciliten su saneamiento y puedan ser
aplicadas como un aspecto central del manejo integral de cuencas, con énfasis en la
protección ambiental y, en particular, en el mejoramiento de la calidad base de sus
aguas tanto superficiales como subterráneas.
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8. Figura1. Poblado de Florencia ubicado en la cuenca Chambas
Prototipo de humedal a desarrollar
Para realizar el diseño adecuado de un humedal artificial, es crucial conocer, entre
otros aspectos, la problemática asociada, es decir: origen, calidad y volumen del
agua a tratar; destino, volumen y calidad de agua que se desea producir; espacio
disponible; características del terreno susceptibles de ser empleado (topografía,
mecánica de suelos, tipo de suelo, etc.) (Langergraber, 2008).
Para la selección del área donde se propone construir el humedal, se valoraron una
serie de condiciones necesarias que permiten una mayor eficiencia del sistema
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9. ecotecnológico. Primeramente, el asentamiento Micro I posee un tanque séptico
que funciona como tratamiento primario para los residuales líquidos. Por otra parte,
existe espacio suficiente para la construcción del humedal muy cercano a la actual
operación unitaria de tratamiento, además de presentar el terreno una ligera
pendiente que facilita la conducción y vertimiento de las aguas residuales por
gravedad lo cual disminuye considerablemente los gastos de consumo de
electricidad.
Otro factor importante para analizar es el tipo de suelo que presenta el área
propuesta, según Rodríguez (2013), la textura que predomina es la arcillosa y la
profundidad oscila entre 25 y 50 cm, siendo estos suelos poco profundos. La
determinación de la permeabilidad del suelo tiene una importante incidencia en los
estudios hidráulicos (la construcción de edificios u obras civiles). Algunos ejemplos
de roca permeable son la caliza y la arenisca, mientras que la arcilla o el basalto son
prácticamente impermeables.
El predominio de suelos arcillosos en el poblado de Florencia favorece la
construcción de humedal ya que disminuye la permeabilidad y por consiguiente los
gastos adicionales en la compactación del suelo. Aunque es recomendable un
análisis posterior y con más detalle acerca de este recurso.
Las especies utilizadas en los humedales son macrófitas emergentes típicos de las
zonas húmedas. Los efectos de estas plantas sobre el funcionamiento del humedal
son los siguientes: Las raíces y rizomas proporcionan superficie, amortiguamiento de
las variaciones ambientales y logran asimilar nutrientes provenientes de las
residuales líquidos (Luna-Pabello y Aburto-Castañeda, 2014).
La especie propuesta para el humedal a construir es Hedyhium coronarium
(Mariposa), que no solo facilitará las funciones en el humedal, sino que igualmente
responde a:
 Rápido crecimiento en las condiciones ambientales del sistema proyectado
 Posee elevada productividad
 Tolera los contaminantes presentes en las aguas residuales
 Posee valor ornamental y puede representar un aporte económico
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10. El vertimiento final de los residuales tratados se realizaría en la cañada de
Florencia que se encuentra a una distancia aproximada de 400 m del asentamiento,
sin peligro de inundaciones en caso de abundantes lluvias.
Finalmente después del análisis anterior. El área propuesta para la construcción del
humedal es el asentamiento Micro I, el cual está compuesto por 9 edificios y el
número de habitantes es de aproximadamente 1 300 personas, estos edificios
vierten sus desechos líquidos en un tanque séptico que a su vez descarga
directamente hacia una cañada que atraviesa el poblado y finalmente estos
residuales sin tratamiento tributan al embalse cercano según se puede apreciar en la
siguiente figura.
Figura 2. Asentamiento Micro I, área seleccionada para la construcción del
humedal
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11. Figura 3. Área seleccionada para la construcción del humedal y la cañada cercana
donde se vierten las aguas residuales.
El humedal a proyectar debe ser de flujo subsuperficial (FSS) ya que responde a las
características y necesidades del área elegida. Sin embargo, es necesario
considerar el posible incremento poblacional en el tiempo y garantizar la durabilidad
del sistema, aproximadamente de 15-20 años. Por este motivo la propuesta del
sistema a construir responde 2 000 habitantes.
Para lograr obtener un diseño optimo del humedal propuesto, se tuvo en cuenta que
el agua a depurar por el sistema es generada por la comunidad residente en el
asentamiento Micro I, lo que la enmarca dentro de la clasificación de residual social,
y llegará al humedal de forma continua después de ser sometido a un tratamiento
primario en el tanque séptico, el cual además de actuar como unidad primaria de
tratamiento para el residual liquido brinda tratamiento a los lodos que en él se
sedimentan. Este tanque debe estar ubicado a una altura superior a la del humedal,
lo que facilita la entrada del residual a las celdas reactores sin necesidad de equipos
de bombeo, lo cual hace más económico el sistema.
La tubería encargada de conducir las aguas residuales hacia el sistema de
tratamientos en paralelo cuenta con 3 válvulas, la primera con el fin de impedir que
el agua sea vertida directamente a la cañada de Florencia o en su defecto para
evacuar todo el volumen residual directo hacia el vaso de la presa en caso de
mantenimiento general y las otras dos regulan el gasto de entrada a cada celda
además de facilitar el mantenimiento independiente de las mismas.
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12. En el área seleccionada no existe alcantarillado por lo que no es posible realizar
mediciones de caudales y de concentración de residuales contaminantes. Por esta
razón se realizaron estimaciones del caudal, los kg de DBO y la concentración de
DBO que tiene el agua residual a tratar en el asentamiento Micro I. Se obtuvo como
resultado un caudal Q = 300 m3
d-1
, una carga contaminante DBO5 = 84 kgd-1
y
finalmente se calculó la concentración de DBO con relación al caudal del agua
residual, para un valor de [DBO]= 280 mg L-1
, por tanto, el agua a tratar en el
sistema natural de tratamiento es de 3,5 l s-1
. La realización de las estimaciones
facilitó los cálculos para proponer el diseño del humedal y construir dos celdas con
las siguientes medidas 30 x 3 m. Los detalles descritos se observan en la siguiente
figura:
Figura 4. Diseño del prototipo de humedal de flujo subsuperficial (FSS)
Posteriormente, una vez que el agua sea sometida a este tratamiento secundario,
mediante el humedal, puede ser vertida hacia la cañada de Florencia, que se
comunica directamente con el embalse, además se propone que estas aguas
tratadas pueden ser reutilizadas en el riego de las especies de la faja reguladora de
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13. la cuenca Chambas. Luego de realizar un análisis de calidad de estas aguas esto
brindará argumentos y la posibilidad de reusar en otros fines.
Atendiendo a las condiciones presentadas se propone realizar una inversión en la
construcción de un humedal para el destino final de los residuales líquidos
provenientes del poblado Micro I del Consejo Popular de Florencia de acuerdo a las
siguientes características:
Tabla 2. Características generales del humedal a construir
Nombre Humedal del poblado Micro I Florencia
Población que tributa 2 000 habitantes
Flujo L s-1
3,5
Tipo de Flujo Sistema en paralelo horizontal
Sistema primario Tanque séptico
Vegetación Emergente Hedyhium coronarium (Mariposa)
Punto de vertimiento Afluente de la cuenca Chambas
Costo de inversión estimada 4 000 pesos
Profundidad 25-50 cm
Para colaborar con la ejecución del proyecto, se presentan a continuación los
materiales identificados y su costo.
Tabla 3. Materiales necesarios para la construcción del humedal
Materiales CUP CUC
Tubos (de PAD o metal) (entrada) 2” 1,90
Tubos (de PAD o metal) 4” 2,80
3 Válvulas (para desaguar la célula) --
Grava gruesa fondo (Macadam) (18m3
) 425
Codo 4” 1,00
Tee -
Vegetación (de un humedal natural local)
Nota: PAD (Polietileno de alta densidad)
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14. En caso que en área no exista tanque cisterna se debe adicionar al costo del proyecto. Esto
permitirá el bombeo del sedimento del tanque séptico y analizar si se puede reutilizar como
abono en la agricultura, siempre antes de la deshidratación del mismo hasta
aproximadamente un 30%.
Además analizar cómo se puede reutilizar el agua tratada y contemplar en el costo la
instalación hidráulica hacia una finca aledaña donde se puede regar determinado sembrado.
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15. Conclusiones
1. Se estableció un procedimiento sencillo, fácilmente replicable para la
construcción de humedales, que puede servir como modelo para pequeñas
comunidades urbanas, semiurbanas o rurales a lo largo del país.
2. El humedal a construir en el asentamiento de Micro I, debe ser un diseño
subsuperficial, con las dimensiones 30 m x 3 m y una profundidad aproximada
0.45 m.
3. Se describen los principales materiales para la construcción del humedal, los
cuales se pueden producir y adquirir a nivel municipal.
4. Minimiza impactos ambientales por el aprovechamiento del agua en el
concepto de riego y el empleo de fertilizantes orgánicos para la agricultura.
Recomendaciones
1. Proponer al Consejo de Cuenca de Chambas la inclusión de los humedales
construidos para el tratamiento de los residuales líquidos en pequeños
asentamientos.
2. Promover la reutilización del agua para reducir el consumo de agua potable y,
de esta manera, contribuir con la preservación del ambiente.
3. Proponer el empleo del sedimento que se acumula en el tanque séptico y
analizar si se puede reutilizar como abono en la agricultura.
4. Efectuar análisis de calidad (físico, químico y bacteriológico) al efluente del
sistema natural. Esto permitirá analizar las normas de calidad de agua y
determinan de fin de reuso del agua tratada (riego, recreación, mini-industrias
de la construcción, etc).
5. Realizar el diseño de la instalación hidráulica del humedal plasmado en plano
con todas las medidas y señalamiento de tuberías, uniones, codos, tee,
válvulas y su tipo, bomba con sus características, etc.
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16. Bibliografía
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Actualización del Plan Provincial de Ordenamiento Territorial. Actualización de la
Estructuración Físico-Espacial. Municipio Florencia. Inédito. 7 p.
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3. Kivaisi, A. (2001). The potential for constructed wetlands for wastewater
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545-560 p.
4. Langergraber, G., Leroch, K., Pressl, A., Rohrhofer, R. and Haberl, R. A (2008).
Two-stage subsurface vertical flow constructed wetland for high-rate nitrogen
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5. Lara Borrego, J. A., (1998). Depuración de aguas residuales municipales con humedales
artificiales, Universidad Politécnica de Cataluña.
6. Luna-Pabello, V.M. y Aburto-Castañeda, S. (2014). Sistema de humedales
artificiales para el control de la eutroficación del lago del Bosque de San Juan de
Aragón TIP Rev.Esp.Cienc.Quím.Biol. Vol. 17(1):32-55 p.
7. Peña M., Ginneken M., Madera C. (2003). “Humedales de flujo subsuperficial:
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8. Reedy K. R, D’ Angelo, E M and De Busk T. A., (1989) Oxygen Transport through
macrophytes: its role in wastewater treatment. J Environ Qual. 19:261 p.
9. Rodríguez M. (2013). Ordenación Territorial del Municipio Florencia. Provincia
Ciego de Ávila. Tesis de Maestría en Gestión Ambiental. Instituto Superior de
Tecnologías y Ciencias Aplicadas (InSTEC) 84 p.
10. Zambrano Pérez, X. y Saltos Arteaga X. E. (2008). Diseño del sistema de
tratamiento para la depuración de las aguas residuales domésticas de la
población San Eloy en la provincia de Manabí por medio de un sistema de
tratamiento natural compuesto por un humedal artificial de flujo libre, Ecuador
Tesis de Ingeniería Civil, Escuela Superior Politécnica del Litoral.
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17. Anexos
Figura 5. Tanque cisterna útil para la recogida de sedimentos.
Figura 5. Macadam. Árido de diversas granulometrías
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18. Figura 6. Construcción de humedal. A) Excavación y compactación del área B) Relleno
con grava y arena, y siembra la cobertura vegetal. C) Establecida la cobertura vegetal,
comienza el funcionamiento del humedal con el paso las aguas residuales, entregando
finalmente las aguas tratadas.
A
B
C
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19. Figura 7. Sistemas de humedales construidos en el parque metropolitano de la
Habana.
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