Implementación de un prototipo de biofiltro con plantas fitorremediadoras para el tratamiento de aguas grises domésticas en vivienda sin conexión al sistema de alcantarillado

Abstract

La presente investigación tiene como objetivo implementar y evaluar un prototipo de biofiltro con plantas fitorremediadoras para el tratamiento de aguas grises domésticas generadas en la cocina de una vivienda rural sin conexión al sistema de alcantarillado, ubicada en el corregimiento de Cuatro Bocas, municipio de Tubará (Atlántico). El estudio se desarrolla en un contexto donde la falta de infraestructura de saneamiento básico conduce al vertimiento directo de aguas residuales a cuerpos de agua naturales, generando contaminación, proliferación de microorganismos patógenos y afectaciones a los ecosistemas y a la salud pública. La metodología empleada combina un enfoque cuantitativo y experimental. Se realizó una caracterización inicial del sitio, selección de especies fitorremediadoras enea (Typha latifolia), papiro (Cyperus papyrus), Lechuga de agua (Pistia stratiotes) y Junco (schoenoplectus californicus), diseño y construcción de un sistema de biofiltración de flujo subsuperficial, e implementación en condiciones reales de operación. Se monitorearon parámetros fisicoquímicos como turbiedad, pH, SST, cloro y conductividad. El prototipo incluyó una trampa de grasas domiciliaria y un biofiltro compuesto por capas de piedras y plantas acuáticas, con un tiempo de retención adecuado según el RAS 2000. Los resultados obtenidos mostraron que el biofiltro presentó inicialmente un periodo de adaptación, durante el cual algunos parámetros aumentaron debido al arrastre de partículas y la estabilización del sustrato y las plantas. No obstante, tras los ajustes operativos implementados, el sistema evidenció mejoras significativas especialmente en la reducción de turbidez y de compuestos químicos presentes en el agua, confirmando el funcionamiento progresivo del prototipo. Estos hallazgos demuestran que la biofiltración con plantas fitorremediadoras constituye una alternativa viable, sostenible y de bajo costo para el tratamiento descentralizado de aguas grises en viviendas rurales sin acceso a alcantarillado.

This research aims to implement and evaluate a prototype biofilter using phytoremediation plants for the treatment of domestic greywater generated in the kitchen of a rural home without a connection to the sewer system, located in the Cuatro Bocas district, municipality of Tubará (Atlántico). The study is conducted in a context where the lack of basic sanitation infrastructure leads to the direct discharge of wastewater into natural water bodies, causing pollution, proliferation of pathogenic microorganisms, and negative impacts on ecosystems and public health. The methodology employed combines a quantitative and experimental approach. An initial site characterization was performed, along with the selection of phytoremediation species (Typha latifolia, Cyperus papyrus, Pistia stratiotes, and schoenoplectus californicus), the design and construction of a subsurface flow biofiltration system, and its implementation under real operating conditions. Physicochemical parameters such as turbidity, pH, total suspended solids (TSS), chlorine, and conductivity were monitored. The prototype included a household grease trap and a biofilter composed of layers of stones and aquatic plants, with a retention time appropriate according to RAS 2000. The results showed that the biofilter initially underwent an adaptation period, during which some parameters increased due to particle entrainment and the stabilization of the substrate and plants. However, after the implemented operational adjustments, the system showed significant improvements, especially in the reduction of turbidity and chemical compounds present in the water, confirming the progressive performance of the prototype. These findings demonstrate that biofiltration with phytoremediation plants constitutes a viable, sustainable, and low-cost alternative for decentralized greywater treatment in rural homes without access to sewage systems.