Evaluación de vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum) en el diseño de humedales artificiales

En este trabajo se presenta la descripción e investigación en la evaluación de vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum) en el diseño de humedales artificiales. Para el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico, siendo la vegetación uno de los principales componentes de estos sistemas de tratamientos no convencionales. Muchos \sistemas naturales" están siendo considerados con el propósito del tratamiento del agua residual y control de la contaminación del agua, debido a su alta fiabilidad ambiental y los bajos costos de construcción y mantenimiento, es el caso de los humedales artificiales. El interés en los sistemas naturales está basado en la conservación de los recursos asociados con estos sistemas como opuesto al proceso de tratamiento convencional de aguas residuales que es intensivo respecto al uso de energía y químicos. Los wetlands o humedales artificiales constituyen una alternativa de tratamiento debido a su alta eficiencia de remoción de contaminantes, a su bajo costo de instalación y mantenimiento y a su alta fiabilidad ambiental, generalmente un humedal artificial esta constituido por un medio de soporte el cual generalmente es arena o grava, vegetación y microorganismos o biopelícula los cuales llevan los diferentes procesos bioquímicos para remover los contaminantes del afluente. El objetivo general de este trabajo ha sido: Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica, sólidos, nitrógeno y fósforo total de dos especies de plantas: vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum), en el diseño de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico. Los humedales artificiales o sistemas pilotos, se encuentran ubicados en la universidad de Medellín y reciben una preparación de agua sintética, que asemeja a las características de un agua residual de origen doméstico. En el presente trabajo se evalúa el porcentaje de remoción de la carga orgánica de aguas residuales, en un sistema de tratamiento por humedales artificiales con dos especies vegetales. El sistema fue diseñado con tres módulos instalados de manera adjunta. En el primero no se integra ninguna especie vegetal, solo el medio de sustrato el cual constituye el blanco (-), en el segundo se integraron organismos de la especie vetiver (Chrysopogon zizanioides), en el tercer sistema piloto, organismos de la especie elefanta (Pennisetum purpureum) y en el cuarto organismos de la especie papiro japones (Cyperus alternifolius), los cuales constituyen el control positivo (+). Los módulos experimentales fueron limpiados, cortados y adecuados acorde al montaje inicial de las plantas y al espacio requerido para su disposición. A cada sistema piloto se le agrega medio de soporte constituido por grava (5 a 10 cm) y arena (15 a 20 cm), el sustrato es evaluado y caracterizado por su diámetro nominal, posterior en cada sistema se siembran las especies en un área de 3x3 y cada humedal por dos semanas se adecua bajo la solución de Hoagland y Arnon y régimen de humedad. En el agua sintética se analizaron los siguientes parámetros: pH, sólidos totales, sólidos suspendido totales, sólidos disueltos totales, demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), nitrógeno total (NTK) y fosforo total (PT). También se realizó la determinación del crecimiento de las plantas a partir del incremento de biomasa, porosidad de la raíz y de igual forma se determina NTK y PT. Los resultados demostraron que el sistema es una opción para la remoción de la carga orgánica y de nutrientes en aguas residuales de origen doméstico, de bajo costo de operación y mantenimiento, especialmente se observa que las plantas que crecen en sistemas de régimen de humedad ácuico y ústico, tienden a tener una mayor recepción y adaptación en los humedales artificiales pilotos, es el caso de la elefanta (Pennisetum purpureum), el cual presenta las más altas tasas de remoción de contaminantes y nutrientes en el afluente, seguido por el papiro japonés (Cyperus alternifolius) y el vetiver (Chrysopogon zizanioides), respecto a tasas de remoción. La remoción de contaminantes que se presentan más altos respectivamente, constituyen sólidos en primera instancia, seguido por la demanda bioquímica de oxigeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno total (NTK) y fósforo total (PT), estos últimos presentan una baja tasa de remoción, debido a la naturaleza misma del contaminante, a los organismos que realizan la remoción y absorción y al tiempo de retención que se elige, el cual influye en la tasa de remoción del contaminante siendo menor en la concentración de fósforo, pero se encuentranen el rango esperado para estos sistemas de tratamiento no convencionales.

Una visión de las ciencias básicas. Modelación y formación aplicadas a casos reales

Una Visión de las Ciencias Básicas (Modelación y Formación aplicadas a casos reales) pretende ilustrar el impacto del modelado y la computación sobre la enseñanza, la investigación y la forma de analizar los fenómenos científicos. En esta obra se muestra como, a partir de estas herramientas, se pueden lograr soluciones a problemas en casos reales en las áreas de Sismología, Imágenes Médicas, Astrofísica, Tratamiento de aguas residuales y en Enseñanza de las Matemáticas. Este libro es producto de investigaciones realizadas por los grupos de Investigación del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad de Medellín: Educación Matemática (SUMMA), Modelación y Computación Científica, Materiales Nano Estructurados y Biomodelación y Ciencias de la Tierra y el Espacio. Los resultados, presentados en este libro, fueron socializados en las X Jornadas de Investigación de la Universidad de Medellín, realizadas en Septiembre de 2012.

Diagnóstico de aguas. Manual de laboratorio

La composición química natural de las aguas se ve alterada por actividades, humanas como las agrícolas, ganadera, industriales y por aglomeraciones urbanas. La consecuencia es la adición de sustancias de diferente naturaleza a través de vertidos de aguas residuales o debido al paso de las aguas por suelos tratados con productos agroquímicos o contaminados. Las aguas contaminadas tienes diferentes compuestos, los cuales varían según su procedencia, entre ellos se encuentra la materia orgánica, agroquímicos, pesticidas, tensoactivos, fenoles, aceites y grasas, metales pesados, etc. Estas sustancias ocasionan la degradación de la calidad del agua provocando efectos negativos como la modificación de los ecosistemas acuáticos, la destrucción de los recursos hidráulicos, riesgos para la salud, daño en instalaciones por incrustaciones y corrosión, etc. El propósito de este manual es poner a disposición de los estudiantes del área ambiental una guía de los parámetros fisicoquímicos más comunes y actualizados del análisis de la calidad del agua, y fue concebido para ser usado como texto de consulta y guía didáctica.

Calidad del agua. Evaluación y diagnóstico

Este libro recoge los aspectos más importantes relacionados con la calidad del agua en ambientes lóticos (ríos y corrientes superficiales) y lénticos (lagos y embalses). De una manera práctica e integrada, el texto recopila los conceptos básicos de diferentes ciencias como la estadística, la química del agua, las evaluaciones ambientales y la modelación, y los aplica para que el lector pueda diagnosticar y evaluar la calidad del agua, proponer medidas de mitigación a los problemas y establecer criterios, usos y objetivos de calidad del agua. Los temas están presentados recurriendo a la discusión teórica y presentando ejemplos prácticos de cada aspecto contemplado. Con base en lo anterior, el libro está dirigido a que sea utilizado en programas de pregrado y posgrado en ingeniería en los cursos de calidad del agua, tratamiento de aguas, contaminación de recursos hídricos, evaluaciones ambientales, etc. También, puede ser una herramienta muy importante en la planeación, ordenamiento y conservación de cuencas para las autoridades ambientales y empresas prestadoras de servicios públicos.