Evaluación a escala piloto de la viabilidad técnica del reúso del efluente de humedales artificiales para el riego de lechuga
La creciente escasez de agua y la presión sobre los recursos hídricos disponibles han impulsado la búsqueda de soluciones sostenibles para el uso eficiente del agua en la agricultura. En este contexto, el reúso de aguas residuales tratadas se presenta como una alternativa viable, siempre que se gara...
- Autores:
-
Tobar Rodriguez, Juan Pablo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 0019
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- oai:red.uao.edu.co:10614/16199
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/16199
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- Palabra clave:
- Ingeniería Ambiental
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La creciente escasez de agua y la presión sobre los recursos hídricos disponibles han impulsado la búsqueda de soluciones sostenibles para el uso eficiente del agua en la agricultura. En este contexto, el reúso de aguas residuales tratadas se presenta como una alternativa viable, siempre que se garantice la calidad del agua y la inocuidad de los cultivos. Este trabajo de investigación tuvo como objetivo analizar la viabilidad técnica del uso de efluente tratado en humedales artificiales para el riego del cultivo de lechuga (Lactuca sativa var. crispa), en cumplimiento con la normativa ambiental y sanitaria colombiana (Decreto 1076 de 2015 y Resolución 1256 de 2021). El estudio se desarrolló en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de la Universidad Autónoma de Occidente (UAO), donde se implementó un sistema de humedales artificiales conectado a un área piloto de cultivo. La metodología incluyó la caracterización fisicoquímica y microbiológica del agua residual antes y después del tratamiento, el diseño de un sistema de riego por aspersión y el monitoreo del rendimiento del cultivo y la calidad sanitaria de las plantas de lechuga. Se utilizaron métodos estandarizados (HACH, EPA, OMS) para la medición de parámetros clave como DBO₅, DQO, nitrógeno amoniacal, nitratos, coliformes fecales y totales, sólidos suspendidos, ortofosfatos, pH y conductividad eléctrica. Los resultados indicaron que el efluente tratado en los humedales mostró una reducción significativa de la carga contaminante, alcanzando en algunos casos los valores permisibles para su uso agrícola. En particular, los niveles de coliformes fecales y totales se redujeron respecto al agua cruda del sedimentador, aunque en ciertos momentos del experimento se registraron valores superiores a los establecidos por la normativa para cultivos de consumo crudo, lo que resalta la necesidad de controles adicionales o métodos complementarios de desinfección. El cultivo de lechuga regado con agua residual tratada presentó un desarrollo vegetativo adecuado, sin evidencias visibles de daño o estrés hídrico, y con un rendimiento comparable al de cultivos irrigados con agua convencional. Sin embargo, los análisis microbiológicos de las muestras de lechuga evidenciaron la presencia de coliformes en algunas unidades, lo cual representa un factor de riesgo desde el punto de vista sanitario. En conclusión, los humedales artificiales demostraron ser una alternativa técnica factible para el tratamiento de aguas residuales con fines de reúso agrícola, pero se requiere fortalecer el monitoreo microbiológico y considerar la implementación de barreras sanitarias adicionales, como tiempos de espera, desinfección del agua o sistemas de riego por goteo, para garantizar la inocuidad del cultivo. Esta experiencia aporta evidencia científica y técnica que puede ser útil para futuras aplicaciones en zonas rurales o institucionales donde se busca cerrar el ciclo del agua y fortalecer la seguridad alimentaria de manera sostenible |
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Este trabajo de investigación tuvo como objetivo analizar la viabilidad técnica del uso de efluente tratado en humedales artificiales para el riego del cultivo de lechuga (Lactuca sativa var. crispa), en cumplimiento con la normativa ambiental y sanitaria colombiana (Decreto 1076 de 2015 y Resolución 1256 de 2021). El estudio se desarrolló en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de la Universidad Autónoma de Occidente (UAO), donde se implementó un sistema de humedales artificiales conectado a un área piloto de cultivo. La metodología incluyó la caracterización fisicoquímica y microbiológica del agua residual antes y después del tratamiento, el diseño de un sistema de riego por aspersión y el monitoreo del rendimiento del cultivo y la calidad sanitaria de las plantas de lechuga. Se utilizaron métodos estandarizados (HACH, EPA, OMS) para la medición de parámetros clave como DBO₅, DQO, nitrógeno amoniacal, nitratos, coliformes fecales y totales, sólidos suspendidos, ortofosfatos, pH y conductividad eléctrica. Los resultados indicaron que el efluente tratado en los humedales mostró una reducción significativa de la carga contaminante, alcanzando en algunos casos los valores permisibles para su uso agrícola. En particular, los niveles de coliformes fecales y totales se redujeron respecto al agua cruda del sedimentador, aunque en ciertos momentos del experimento se registraron valores superiores a los establecidos por la normativa para cultivos de consumo crudo, lo que resalta la necesidad de controles adicionales o métodos complementarios de desinfección. El cultivo de lechuga regado con agua residual tratada presentó un desarrollo vegetativo adecuado, sin evidencias visibles de daño o estrés hídrico, y con un rendimiento comparable al de cultivos irrigados con agua convencional. Sin embargo, los análisis microbiológicos de las muestras de lechuga evidenciaron la presencia de coliformes en algunas unidades, lo cual representa un factor de riesgo desde el punto de vista sanitario. En conclusión, los humedales artificiales demostraron ser una alternativa técnica factible para el tratamiento de aguas residuales con fines de reúso agrícola, pero se requiere fortalecer el monitoreo microbiológico y considerar la implementación de barreras sanitarias adicionales, como tiempos de espera, desinfección del agua o sistemas de riego por goteo, para garantizar la inocuidad del cultivo. Esta experiencia aporta evidencia científica y técnica que puede ser útil para futuras aplicaciones en zonas rurales o institucionales donde se busca cerrar el ciclo del agua y fortalecer la seguridad alimentaria de manera sostenibleThe growing scarcity of water and increasing pressure on available water resources have prompted the search for sustainable solutions for efficient water use in agriculture. In this context, the reuse of treated wastewater emerges as a viable alternative, provided that water quality and crop safety are guaranteed. This research aimed to analyze the technical feasibility of using effluent treated in constructed wetlands for irrigating lettuce crops (Lactuca sativa var. crispa), in accordance with Colombian environmental and sanitary regulations (Decree 1076 of 2015 and Resolution 1256 of 2021). The study was conducted at the Wastewater Treatment Plant (PTAR) of the Universidad Autónoma de Occidente (UAO), where a pilot-scale constructed wetland system was implemented and connected to an experimental lettuce cultivation area. The methodology included the physicochemical and microbiological characterization of wastewater before and after treatment, the design of a sprinkler irrigation system, and the monitoring of crop performance and plant sanitary quality. Standardized methods (HACH, EPA, WHO) were used to measure key parameters such as BOD₅, COD, ammoniacal nitrogen, nitrates, fecal and total coliforms, suspended solids, orthophosphates, pH, and electrical conductivity. The results showed a significant reduction in contaminant loads in the treated effluent, with several parameters reaching permissible values for agricultural use. Notably, fecal and total coliform levels decreased compared to raw effluent from the sedimentation tank, although some values still exceeded the legal limits for raw-consumed crops, highlighting the need for additional controls or complementary disinfection measures. Lettuce irrigated with the treated effluent showed healthy vegetative development, with no visible signs of damage or water stress, and yield levels comparable to those irrigated with conventional water. However, microbiological analyses of lettuce samples revealed the presence of coliforms in some units, representing a potential health risk. In conclusion, constructed wetlands proved to be a technically feasible alternative for wastewater treatment aimed at agricultural reuse. However, strengthening microbiological monitoring and implementing additional sanitary barriers—such as post-irrigation waiting periods, water disinfection, or drip irrigation systems—is necessary to ensure crop safety. This study provides scientific and technical evidence that may support future applications in rural or institutional settings seeking to close the water cycle and enhance food security in a sustainable wayPasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2025PregradoIngeniero(a) Ambiental65 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería AmbientalFacultad de Ingeniería y Ciencias BásicasCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2025https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación a escala piloto de la viabilidad técnica del reúso del efluente de humedales artificiales para el riego de lechugaTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Alvarado Pariona, R. 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