Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 823
https://doi.org/10.69639/arandu.v12i3.1348
Desempeño de Cyperus papyrus en un Humedal Artificial
Subsuficial de Flujo Horizontal para el tratamiento de aguas
residuales domésticas
Performance of Cyperus papyrus in a Subsurface Horizontal Flow Constructed Wetland
for the Treatment of Domestic Wastewater
Elmer Eliseo Genebrozo Palhua
elmereliseogenebrozopalhua@gmail.com
https://orcid.org/0009-0004-1860-343X
Universidad Nacional Mayor de San Marcos – Lima -Perú
Artículo recibido: 18 julio 2025 - Aceptado para publicación: 28 agosto 2025
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
La depuración de las aguas residuales es esencial para preservar los recursos hídricos y proteger
la salud pública. En este contexto, los humedales artificiales se han consolidado como una
alternativa sostenible, económica y eficaz para el tratamiento de aguas contaminadas. El presente
estudio analizó el desempeño del papiro (Cyperus papyrus) en un humedal artificial subsuperficial
de flujo horizontal destinado al tratamiento de aguas residuales domésticas.Para ello, se
construyeron dos humedales: uno con Cyperus papyrus y otro sin plantas (control). En ambos se
evaluaron parámetros como pH, temperatura, demanda bioquímica de oxígeno (DBO₅), demanda
química de oxígeno (DQO) y oxígeno disuelto (OD). Los resultados mostraron que, aunque no
hubo diferencias significativas en pH y temperatura entre ambos sistemas, el humedal con
Cyperus papyrus presentó mejoras notables en la remoción de contaminantes. En este caso, se
alcanzó una reducción del 50% en la DBO₅ y del 60% en la DQO, mientras que el humedal control
solo logró disminuir estos parámetros en un 34% y 32%, respectivamente. Asimismo, el oxígeno
disuelto aumentó en el humedal con Cyperus papyrus a 2,01 mg/L, lo que representa un
incremento del 32,12% respecto al control.En conclusión, los hallazgos confirman la eficiencia
del Cyperus papyrus en la mejora de la calidad del agua tratada, consolidándose como una opción
prometedora y efectiva para el tratamiento de aguas residuales mediante humedales artificiales
subsuperficiales de flujo horizontal.
Palabras clave: biorremediación, biofiltro, humedal artificial, agua residual doméstica,
materia orgánica
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 824
ABSTRACT
The purification of wastewater is essential to preserve water resources and protect public health.
In this context, constructed wetlands have become a sustainable, cost-effective, and efficient
alternative for treating contaminated water. This study analyzed the performance of papyrus
(Cyperus papyrus) in a subsurface horizontal flow constructed wetland for the treatment of
domestic wastewater.For this purpose, two wetlands were built: one with Cyperus papyrus and
another without plants (control). In both systems, parameters such as pH, temperature,
biochemical oxygen demand (BOD₅), chemical oxygen demand (COD), and dissolved oxygen
(DO) were evaluated. The results showed that, although there were no significant differences in
pH and temperature between the two systems, the wetland with Cyperus papyrus demonstrated
notable improvements in the removal of pollutants. Specifically, it achieved a 50% reduction in
BOD₅ and a 60% reduction in COD, while the control wetland only reduced these parameters by
34% and 32%, respectively. Additionally, dissolved oxygen increased in the wetland with
Cyperus papyrus to 2.01 mg/L, representing a 32.12% increase compared to the control. In
conclusion, the findings confirm the efficiency of Cyperus papyrus in improving treated water
quality, consolidating it as a promising and effective option for wastewater treatment in
subsurface horizontal flow constructed wetland systems.
Keywords: bioremediation, biofilter, artificial wetland, domestic wastewater, organic
matter
ABSTRACT
The purification of wastewater is essential to preserve water resources and protect public health.
In this context, constructed wetlands have become a sustainable, cost-effective, and efficient
alternative for treating contaminated water. This study analyzed the performance of papyrus
(Cyperus papyrus) in a subsurface horizontal flow constructed wetland for the treatment of
domestic wastewater.For this purpose, two wetlands were built: one with Cyperus papyrus and
another without plants (control). In both systems, parameters such as pH, temperature,
biochemical oxygen demand (BOD₅), chemical oxygen demand (COD), and dissolved oxygen
(DO) were evaluated. The results showed that, although there were no significant differences in
pH and temperature between the two systems, the wetland with Cyperus papyrus demonstrated
notable improvements in the removal of pollutants. Specifically, it achieved a 50% reduction in
BOD₅ and a 60% reduction in COD, while the control wetland only reduced these parameters by
34% and 32%, respectively. Additionally, dissolved oxygen increased in the wetland with
Cyperus papyrus to 2.01 mg/L, representing a 32.12% increase compared to the control. In
conclusion, the findings confirm the efficiency of Cyperus papyrus in improving treated water
quality, consolidating it as a promising and effective option for wastewater treatment in
subsurface horizontal flow constructed wetland systems.
Keywords: bioremediation, biofilter, artificial wetland, domestic wastewater, organic
matter
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 825
INTRODUCCIÓN
El tratamiento de aguas residuales domésticas es fundamental por su impacto en la salud
y el ambiente. El vertido inadecuado puede provocar enfermedades, contaminación de fuentes de
agua dulce, degradación de ecosistemas y proliferación de algas, lo que pone en riesgo tanto a las
personas como a la biodiversidad (Li et al., 2020; Retta et al., 2023). En este contexto, los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en especial el ODS 6, buscan garantizar agua y
saneamiento seguros para todos. Sin embargo, la falta de tratamiento dificulta su cumplimiento,
aunque se estima que la depuración de aguas residuales contribuiría directamente a 11 de los 17
ODS (Khoo et al., 2023).
El consumo de agua sigue en aumento: a nivel global se ha multiplicado por seis en el
último siglo y crece 1% cada año (Koul et al., 2022). Según la FAO (2021), el consumo doméstico
varía entre 3 y 978 litros por persona al día, con una mediana de 149 litros. A esto se suma que
cerca del 45% de las aguas residuales en el mundo no reciben tratamiento adecuado, lo que genera
enfermedades vinculadas al consumo de agua contaminada (Organización Mundial de la Salud,
2022).
En el Perú, la situación también es crítica. De 202 plantas de tratamiento de aguas
residuales registradas en 2021, solo 171 estaban operativas, mientras que 31 presentaban
problemas de planificación o construcción (Zela & Olivas, 2022). Frente a estas limitaciones, los
métodos convencionales resultan insuficientes en zonas rurales o dispersas, lo que abre espacio a
tecnologías alternativas como la fitorremediación, que aprovecha la capacidad de las plantas para
transformar o retener contaminantes de forma natural, económica y sin recurrir a químicos (Retta
et al., 2023).
En este marco, los humedales artificiales (HA) han ganado reconocimiento internacional
por imitar los procesos de los humedales naturales y ofrecer soluciones sostenibles para el
tratamiento de aguas residuales (García-Ávila et al., 2019). Estos sistemas, perfeccionados con
diferentes especies vegetales según el tipo de flujo (horizontal, vertical o mixto), permiten
remover contaminantes como DBO, DQO y sólidos suspendidos (Retta et al., 2023; Stefanakis et
al., 2014). Entre las especies más efectivas destaca Cyperus papyrus, cuyas raíces facilitan la
fijación de microorganismos, prolongan el tiempo de residencia del agua, retienen partículas,
adsorben contaminantes y aportan oxígeno en la rizosfera, lo que mejora la biodegradación
(Perbangkhem & Polprasert, 2010).
Un caso concreto se observa en la empresa industrial FAMESA (Puente Piedra, Lima),
donde las aguas residuales domésticas generadas en comedores, servicios higiénicos y vestuarios
se utilizan para riego sin tratamiento, representando un riesgo sanitario. Ante la inviabilidad de
aplicar métodos convencionales por su alto costo y limitada infraestructura, los humedales
artificiales surgen como una alternativa más viable y accesible.
INTRODUCCIÓN
El tratamiento de aguas residuales domésticas es fundamental por su impacto en la salud
y el ambiente. El vertido inadecuado puede provocar enfermedades, contaminación de fuentes de
agua dulce, degradación de ecosistemas y proliferación de algas, lo que pone en riesgo tanto a las
personas como a la biodiversidad (Li et al., 2020; Retta et al., 2023). En este contexto, los
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en especial el ODS 6, buscan garantizar agua y
saneamiento seguros para todos. Sin embargo, la falta de tratamiento dificulta su cumplimiento,
aunque se estima que la depuración de aguas residuales contribuiría directamente a 11 de los 17
ODS (Khoo et al., 2023).
El consumo de agua sigue en aumento: a nivel global se ha multiplicado por seis en el
último siglo y crece 1% cada año (Koul et al., 2022). Según la FAO (2021), el consumo doméstico
varía entre 3 y 978 litros por persona al día, con una mediana de 149 litros. A esto se suma que
cerca del 45% de las aguas residuales en el mundo no reciben tratamiento adecuado, lo que genera
enfermedades vinculadas al consumo de agua contaminada (Organización Mundial de la Salud,
2022).
En el Perú, la situación también es crítica. De 202 plantas de tratamiento de aguas
residuales registradas en 2021, solo 171 estaban operativas, mientras que 31 presentaban
problemas de planificación o construcción (Zela & Olivas, 2022). Frente a estas limitaciones, los
métodos convencionales resultan insuficientes en zonas rurales o dispersas, lo que abre espacio a
tecnologías alternativas como la fitorremediación, que aprovecha la capacidad de las plantas para
transformar o retener contaminantes de forma natural, económica y sin recurrir a químicos (Retta
et al., 2023).
En este marco, los humedales artificiales (HA) han ganado reconocimiento internacional
por imitar los procesos de los humedales naturales y ofrecer soluciones sostenibles para el
tratamiento de aguas residuales (García-Ávila et al., 2019). Estos sistemas, perfeccionados con
diferentes especies vegetales según el tipo de flujo (horizontal, vertical o mixto), permiten
remover contaminantes como DBO, DQO y sólidos suspendidos (Retta et al., 2023; Stefanakis et
al., 2014). Entre las especies más efectivas destaca Cyperus papyrus, cuyas raíces facilitan la
fijación de microorganismos, prolongan el tiempo de residencia del agua, retienen partículas,
adsorben contaminantes y aportan oxígeno en la rizosfera, lo que mejora la biodegradación
(Perbangkhem & Polprasert, 2010).
Un caso concreto se observa en la empresa industrial FAMESA (Puente Piedra, Lima),
donde las aguas residuales domésticas generadas en comedores, servicios higiénicos y vestuarios
se utilizan para riego sin tratamiento, representando un riesgo sanitario. Ante la inviabilidad de
aplicar métodos convencionales por su alto costo y limitada infraestructura, los humedales
artificiales surgen como una alternativa más viable y accesible.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 826
En este contexto, el presente estudio evalúa el desempeño de Cyperus papyrus en un
humedal artificial subsuperficial de flujo horizontal para la remoción de DBO y DQO, así como
en la regulación de parámetros como OD, pH y temperatura. La elección de este tipo de sistema
responde a su capacidad para manejar altas cargas orgánicas, evitar problemas de olores y plagas,
y mantener eficiencia incluso en condiciones de bajas temperaturas (García-Ávila et al., 2019).
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación fue de tipo aplicada, ya que buscó emplear conocimientos teóricos y
prácticos para resolver un problema real: la mejora de la calidad del agua doméstica mediante un
humedal artificial (Ñaupas et al., 2018). El enfoque fue cuantitativo, basado en un proceso
organizado de muestreo, recolección y análisis estadístico (Hernández-Sampieri & Mendoza,
2018). Se utilizó un diseño experimental puro, con manipulación de la variable independiente
(presencia de Cyperus papyrus) para evaluar su efecto sobre la variable dependiente (calidad del
agua), conformando un grupo control y un grupo experimental (Hernández-Sampieri & Mendoza,
2018).
El experimento se llevó a cabo con dos humedales artificiales (HA): uno de control (sin
plantas) y otro de tratamiento (con Cyperus papyrus). En ambos sistemas se midieron parámetros
de calidad de agua antes y después del tratamiento, incluyendo demanda química de oxígeno
(DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO₅), oxígeno disuelto (OD), temperatura y pH.
La población estuvo conformada por las aguas residuales generadas en las instalaciones
de la empresa FAMESA (servicios higiénicos, vestuarios y comedor), ubicada en Puente Piedra,
Lima. La muestra correspondió a un caudal de 0,006 L/s de estas aguas residuales domésticas.
Para la construcción del humedal piloto, se aplicó un factor de escalonamiento del 90%
para reducir área y costos, manteniendo proporciones reales. Se utilizó grava media como material
filtrante y se diseñó un humedal subsuperficial de flujo horizontal con dimensiones de 1,9 m de
largo, 0,42 m de ancho, 0,30 m de profundidad efectiva y pendiente del 1%. Las plantas de
Cyperus papyrus fueron seleccionadas y adaptadas durante un mes previo a su instalación en el
sistema.
El sistema funcionó durante 9 meses, con muestreos periódicos en diferentes etapas del
proceso para evaluar su eficiencia. El cálculo del porcentaje de remoción de contaminantes se
realizó mediante la ecuación propuesta por Patel et al. (2019):
%𝑅 = 𝐶𝑜 − 𝐶𝑡
𝐶𝑜 × 100
donde Co y Ct representan las concentraciones inicial y final de DBO y DQO (mg/L).
Finalmente, los datos fueron organizados en Excel y analizados en Minitab v16. Se aplicó
estadística descriptiva (promedios, valores máximos y mínimos) y análisis inferencial, evaluando
la normalidad de los datos para determinar la aplicación de pruebas paramétricas (ANOVA) o no
paramétricas (H-Kruskal Wallis).
En este contexto, el presente estudio evalúa el desempeño de Cyperus papyrus en un
humedal artificial subsuperficial de flujo horizontal para la remoción de DBO y DQO, así como
en la regulación de parámetros como OD, pH y temperatura. La elección de este tipo de sistema
responde a su capacidad para manejar altas cargas orgánicas, evitar problemas de olores y plagas,
y mantener eficiencia incluso en condiciones de bajas temperaturas (García-Ávila et al., 2019).
MATERIALES Y MÉTODOS
La investigación fue de tipo aplicada, ya que buscó emplear conocimientos teóricos y
prácticos para resolver un problema real: la mejora de la calidad del agua doméstica mediante un
humedal artificial (Ñaupas et al., 2018). El enfoque fue cuantitativo, basado en un proceso
organizado de muestreo, recolección y análisis estadístico (Hernández-Sampieri & Mendoza,
2018). Se utilizó un diseño experimental puro, con manipulación de la variable independiente
(presencia de Cyperus papyrus) para evaluar su efecto sobre la variable dependiente (calidad del
agua), conformando un grupo control y un grupo experimental (Hernández-Sampieri & Mendoza,
2018).
El experimento se llevó a cabo con dos humedales artificiales (HA): uno de control (sin
plantas) y otro de tratamiento (con Cyperus papyrus). En ambos sistemas se midieron parámetros
de calidad de agua antes y después del tratamiento, incluyendo demanda química de oxígeno
(DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO₅), oxígeno disuelto (OD), temperatura y pH.
La población estuvo conformada por las aguas residuales generadas en las instalaciones
de la empresa FAMESA (servicios higiénicos, vestuarios y comedor), ubicada en Puente Piedra,
Lima. La muestra correspondió a un caudal de 0,006 L/s de estas aguas residuales domésticas.
Para la construcción del humedal piloto, se aplicó un factor de escalonamiento del 90%
para reducir área y costos, manteniendo proporciones reales. Se utilizó grava media como material
filtrante y se diseñó un humedal subsuperficial de flujo horizontal con dimensiones de 1,9 m de
largo, 0,42 m de ancho, 0,30 m de profundidad efectiva y pendiente del 1%. Las plantas de
Cyperus papyrus fueron seleccionadas y adaptadas durante un mes previo a su instalación en el
sistema.
El sistema funcionó durante 9 meses, con muestreos periódicos en diferentes etapas del
proceso para evaluar su eficiencia. El cálculo del porcentaje de remoción de contaminantes se
realizó mediante la ecuación propuesta por Patel et al. (2019):
%𝑅 = 𝐶𝑜 − 𝐶𝑡
𝐶𝑜 × 100
donde Co y Ct representan las concentraciones inicial y final de DBO y DQO (mg/L).
Finalmente, los datos fueron organizados en Excel y analizados en Minitab v16. Se aplicó
estadística descriptiva (promedios, valores máximos y mínimos) y análisis inferencial, evaluando
la normalidad de los datos para determinar la aplicación de pruebas paramétricas (ANOVA) o no
paramétricas (H-Kruskal Wallis).
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 827
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Medición de pH
La variación de los valores de pH se muestra en la Figura 1. El pH del agua a la entrada
del sistema se mantuvo en valores elevados, superiores a 7.5, alcanzando un máximo de 11.8 en
la octava medición. En comparación, los valores del efluente de los humedales fueron más
estables. El pH en la salida del humedal con papiro presentó un valor promedio de 7.97 a lo largo
del muestreo, mientras que el humedal control mostró un promedio de 8.04, con un incremento
significativo en la octava medición.
Figura 1
Variación de pH7.9 7.4
8.5 8.2 8.2 8.4 8.3
11.8
7.98.2 7.7
8.3 8.2
7.6 7.8 7.9 7.8 7.8
8.3
7.7
8.3
7.5 7.5 7.8 7.7
9.7
7.8
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
2
4
6
8
10
12
pH
muestra
Entrada
papiro
control
Registro de temperatura
Los datos de temperatura registrados en el humedal muestran una tendencia a la
regulación térmica del agua, con diferencias significativas entre los puntos de ingreso y salida a
lo largo de los muestreos. Inicialmente, las temperaturas fueron similares en todos los puntos,
pero en el cuarto muestreo se observó una reducción en el tratamiento con papiro (24.2 °C) y en
el control (24.2 °C) en comparación con el ingreso (27.6 °C). Durante los meses más cálidos, las
temperaturas aumentaron, alcanzando un máximo en el séptimo muestreo con 34.2 °C en el
tratamiento con papiro y 32.6 °C en el control, influenciado por la temperatura ambiental.
Posteriormente, las temperaturas disminuyeron en los últimos muestreos. Estos resultados
sugieren que el humedal, especialmente el tratamiento con papiro, contribuye a la regulación
térmica del agua, reduciendo el impacto de las fluctuaciones térmicas en el ecosistema acuático.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Medición de pH
La variación de los valores de pH se muestra en la Figura 1. El pH del agua a la entrada
del sistema se mantuvo en valores elevados, superiores a 7.5, alcanzando un máximo de 11.8 en
la octava medición. En comparación, los valores del efluente de los humedales fueron más
estables. El pH en la salida del humedal con papiro presentó un valor promedio de 7.97 a lo largo
del muestreo, mientras que el humedal control mostró un promedio de 8.04, con un incremento
significativo en la octava medición.
Figura 1
Variación de pH7.9 7.4
8.5 8.2 8.2 8.4 8.3
11.8
7.98.2 7.7
8.3 8.2
7.6 7.8 7.9 7.8 7.8
8.3
7.7
8.3
7.5 7.5 7.8 7.7
9.7
7.8
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
2
4
6
8
10
12
pH
muestra
Entrada
papiro
control
Registro de temperatura
Los datos de temperatura registrados en el humedal muestran una tendencia a la
regulación térmica del agua, con diferencias significativas entre los puntos de ingreso y salida a
lo largo de los muestreos. Inicialmente, las temperaturas fueron similares en todos los puntos,
pero en el cuarto muestreo se observó una reducción en el tratamiento con papiro (24.2 °C) y en
el control (24.2 °C) en comparación con el ingreso (27.6 °C). Durante los meses más cálidos, las
temperaturas aumentaron, alcanzando un máximo en el séptimo muestreo con 34.2 °C en el
tratamiento con papiro y 32.6 °C en el control, influenciado por la temperatura ambiental.
Posteriormente, las temperaturas disminuyeron en los últimos muestreos. Estos resultados
sugieren que el humedal, especialmente el tratamiento con papiro, contribuye a la regulación
térmica del agua, reduciendo el impacto de las fluctuaciones térmicas en el ecosistema acuático.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 828
Figura 2
Valores de temperatura23
24.7 24.2
27.6
29.3 29
30.2
26.9
24.324.2
26.2
24.1
26.2
32.3 32.6
34.2
29
25.1
22.3
26.7
24.2
25.7
32 31.2
33.2
29.7
25
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura
Muestras
Entrada
papiro
control
Análisis de demanda bioquímica de oxígeno
En la Figura 3, se muestra de manera gráfica la reducción de la DBO₅ a lo largo de los
nueve muestreos. En general, se observa una tendencia decreciente en la concentración de DBO₅
en los humedales con papiro y control, con excepción del segundo muestreo, donde los valores
superaron a los registrados en el ingreso. En los muestreos M1, M4, M5, M6 y M9, las
concentraciones del efluente del humedal con papiro se situaron por debajo del LMP de descarga
de PTAR, establecido en 100 mg/L. En el caso del humedal control, solo en los muestreos M4,
M5 y M6 se registraron valores por debajo de dicho límite. Las concentraciones más elevadas de
DBO₅ en el agua de entrada se presentaron en los muestreos M5, M6 y M8, con valores de 240,0
mg/L, 315,3 mg/L y 246,2 mg/L, respectivamente. Sin embargo, en los muestreos M5 y M6, el
humedal con papiro logró los mayores porcentajes de remoción de este parámetro, alcanzando
75,12% y 85,45%, respectivamente. Por otro lado, los valores más bajos en el ingreso al humedal
se registraron en los muestreos M2 y M4, con concentraciones de 93,0 mg/L y 85,2 mg/L,
respectivamente. Finalmente, en el muestreo M9, el efluente del humedal con papiro alcanzó la
máxima eficiencia de remoción de DBO₅, con un 90,93%.
Figura 2
Valores de temperatura23
24.7 24.2
27.6
29.3 29
30.2
26.9
24.324.2
26.2
24.1
26.2
32.3 32.6
34.2
29
25.1
22.3
26.7
24.2
25.7
32 31.2
33.2
29.7
25
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
5
10
15
20
25
30
35
Temperatura
Muestras
Entrada
papiro
control
Análisis de demanda bioquímica de oxígeno
En la Figura 3, se muestra de manera gráfica la reducción de la DBO₅ a lo largo de los
nueve muestreos. En general, se observa una tendencia decreciente en la concentración de DBO₅
en los humedales con papiro y control, con excepción del segundo muestreo, donde los valores
superaron a los registrados en el ingreso. En los muestreos M1, M4, M5, M6 y M9, las
concentraciones del efluente del humedal con papiro se situaron por debajo del LMP de descarga
de PTAR, establecido en 100 mg/L. En el caso del humedal control, solo en los muestreos M4,
M5 y M6 se registraron valores por debajo de dicho límite. Las concentraciones más elevadas de
DBO₅ en el agua de entrada se presentaron en los muestreos M5, M6 y M8, con valores de 240,0
mg/L, 315,3 mg/L y 246,2 mg/L, respectivamente. Sin embargo, en los muestreos M5 y M6, el
humedal con papiro logró los mayores porcentajes de remoción de este parámetro, alcanzando
75,12% y 85,45%, respectivamente. Por otro lado, los valores más bajos en el ingreso al humedal
se registraron en los muestreos M2 y M4, con concentraciones de 93,0 mg/L y 85,2 mg/L,
respectivamente. Finalmente, en el muestreo M9, el efluente del humedal con papiro alcanzó la
máxima eficiencia de remoción de DBO₅, con un 90,93%.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 829
Figura 3
Concentración de DBO5 y porcentajes de remoción90,93%
15,02%
20,19%
33,18%
5,21%
12,39%
79,70%
85,45%
75,12%
77,10%
-0,49%
20,46%
4,36%
33,58%
-10,71%
-49,29%
21,10%
papiro
control
34,84%
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
50
100
150
200
250
300
Demanda Bioquímica de oxígeno (DBO5) mg L-1
muestra
Entrada
papiro
control
LMP (100 mg L-1)
Análisis de demanda química de oxígeno
En la Figura 4, se muestra la remoción de DQO en los diferentes muestreos. En los
muestreos M1, M2, M3, M7 y M8, no se evidenció una reducción significativa de la DQO en el
humedal con papiro, mientras que en el humedal control, esta tendencia se observó en los
muestreos M1, M2, M3, M7, M8 y M9. En contraste, en los muestreos M4, M5, M6 y M9, los
valores del efluente del humedal con papiro estuvieron por debajo del LMP de 200 mg/L, mientras
que en el humedal control solo los muestreos M4, M5 y M6 cumplieron con este límite. Las
concentraciones más altas de DQO en el agua de entrada se registraron en los muestreos M6, M8
y M9, con valores de 727,0 mg/L, 1216,0 mg/L y 660,5 mg/L, respectivamente. Sin embargo, en
los muestreos M5, M6 y M9, el humedal con papiro alcanzó los mayores porcentajes de remoción
de este parámetro, con eficiencias de 79,79 %, 89,15 % y 91,14 %, respectivamente. Por otro
lado, en los muestreos M2, M3 y M7, la remoción de DQO fue mínima, e incluso en el segundo
muestreo, los valores en el efluente del humedal con papiro y del control fueron superiores a los
registrados en el ingreso.
Figura 3
Concentración de DBO5 y porcentajes de remoción90,93%
15,02%
20,19%
33,18%
5,21%
12,39%
79,70%
85,45%
75,12%
77,10%
-0,49%
20,46%
4,36%
33,58%
-10,71%
-49,29%
21,10%
papiro
control
34,84%
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
50
100
150
200
250
300
Demanda Bioquímica de oxígeno (DBO5) mg L-1
muestra
Entrada
papiro
control
LMP (100 mg L-1)
Análisis de demanda química de oxígeno
En la Figura 4, se muestra la remoción de DQO en los diferentes muestreos. En los
muestreos M1, M2, M3, M7 y M8, no se evidenció una reducción significativa de la DQO en el
humedal con papiro, mientras que en el humedal control, esta tendencia se observó en los
muestreos M1, M2, M3, M7, M8 y M9. En contraste, en los muestreos M4, M5, M6 y M9, los
valores del efluente del humedal con papiro estuvieron por debajo del LMP de 200 mg/L, mientras
que en el humedal control solo los muestreos M4, M5 y M6 cumplieron con este límite. Las
concentraciones más altas de DQO en el agua de entrada se registraron en los muestreos M6, M8
y M9, con valores de 727,0 mg/L, 1216,0 mg/L y 660,5 mg/L, respectivamente. Sin embargo, en
los muestreos M5, M6 y M9, el humedal con papiro alcanzó los mayores porcentajes de remoción
de este parámetro, con eficiencias de 79,79 %, 89,15 % y 91,14 %, respectivamente. Por otro
lado, en los muestreos M2, M3 y M7, la remoción de DQO fue mínima, e incluso en el segundo
muestreo, los valores en el efluente del humedal con papiro y del control fueron superiores a los
registrados en el ingreso.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 830
Figura 4
Concentración de DQO y porcentajes de remociónM1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Demanda química de oxígeno (DQO) mg L-1
muestra
Entrada
papiro
control
LMP (200 mg L-1
)
papiro
control91,14%
15,79%
70,39%
21,96%
2,43%
6,48%
82,12%
89,15%
79,79%
80,05%
23,08%
46,15%
-1,13%
12,83%
--24,00%
-38,55%
18,95%
20,00%
Análisis de oxígeno disuelto (OD)
La Figura 5 muestra los niveles de OD en los diferentes puntos de muestreo. El afluente
al HA presenta un valor promedio de 1,52 mg/L. Se observa un incremento en los niveles de OD
en los efluentes de ambos humedales, alcanzando 2,01 mg/L en el humedal con papiro y 1,39
mg/L en el humedal control, lo que indica una mejora en la oxigenación del agua tras su paso por
el sistema de tratamiento.
Figura 5
Concentración de OD1.2
1.8
1.4
2
0.5 0.5 0.5
2.2
3.6
0.5
1.5
2
2.9
1.4
0.5
3.2
3.8
2.3
0.7
1.4 1.5
1.7
2
0.5
0.9
2.5
1.3
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Demanda química de oxígeno (OD) mg L
-1
muestra
Entrada
Papiro
Control
Figura 4
Concentración de DQO y porcentajes de remociónM1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Demanda química de oxígeno (DQO) mg L-1
muestra
Entrada
papiro
control
LMP (200 mg L-1
)
papiro
control91,14%
15,79%
70,39%
21,96%
2,43%
6,48%
82,12%
89,15%
79,79%
80,05%
23,08%
46,15%
-1,13%
12,83%
--24,00%
-38,55%
18,95%
20,00%
Análisis de oxígeno disuelto (OD)
La Figura 5 muestra los niveles de OD en los diferentes puntos de muestreo. El afluente
al HA presenta un valor promedio de 1,52 mg/L. Se observa un incremento en los niveles de OD
en los efluentes de ambos humedales, alcanzando 2,01 mg/L en el humedal con papiro y 1,39
mg/L en el humedal control, lo que indica una mejora en la oxigenación del agua tras su paso por
el sistema de tratamiento.
Figura 5
Concentración de OD1.2
1.8
1.4
2
0.5 0.5 0.5
2.2
3.6
0.5
1.5
2
2.9
1.4
0.5
3.2
3.8
2.3
0.7
1.4 1.5
1.7
2
0.5
0.9
2.5
1.3
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
Demanda química de oxígeno (OD) mg L
-1
muestra
Entrada
Papiro
Control
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 831
Prueba de Hipótesis
Solo la concentración de DBO presenta una distribución normal al ingreso, humedal
control y papiro del HA, por lo que se emplea estadística paramétrica, específicamente ANOVA.
En el resto de los parámetros, al menos uno de los valores no sigue una distribución normal, lo
que justifica el uso de estadística no paramétrica, aplicándose la prueba de Kruskal-Wallis.
Tabla 1
Test de normalidad con test de Shapiro-Wilk
parámetro Estadístico gl Sig.
pH
entrada 0,653 9 0,000
papiro 0,925 9 0,431
control 0,741 9 0,004
Temperatura
entrada 0,921 9 0,402
papiro 0,814 9 0,030
control 0,939 9 0,572
DQO entrada 0,772 9 0,010
papiro 0,909 9 0,308
control 0,804 9 0,023
DBO
entrada 0,939 9 0,572
papiro 0,949 9 0,684
control 0,929 9 0,476
OD
entrada 0,819 9 0,034
papiro 0,390 9 0,000
control 0,505 9 0,000
Para pH y temperatura
La Tabla 2 la Figura 6 y 7, presentan el análisis de la variación del pH y la temperatura
en los diferentes puntos de muestreo del humedal artificial. Según la prueba de Kruskal-Wallis,
no se encontraron diferencias significativas en los valores de pH (p = 0,190 > 0.05) ni en la
temperatura (p = 0,718 > 0,05) entre la entrada, el efluente del humedal con Cyperus papyrus y
el humedal control. La figura 7, representada por un diagrama de cajas y bigotes, muestra que la
dispersión de los datos de pH fue similar en todas las categorías, con una mediana más alto en la
entrada (8,53), seguido por la salida del humedal control (8,04) y el menor valor en la salida del
humedal con Cyperus papyrus (7.97), donde se observó una distribución asimétrica positiva. En
cuanto a la temperatura, la figura evidencia una mayor variabilidad en la salida del humedal con
papiro, seguida del control y la entrada, con medianas de 28,21°C, 27,78°C y 26,58°C,
respectivamente. En general, los resultados indican que el proceso de tratamiento no generó
cambios significativos en el pH, manteniéndose estable a lo largo del sistema, mientras que la
Prueba de Hipótesis
Solo la concentración de DBO presenta una distribución normal al ingreso, humedal
control y papiro del HA, por lo que se emplea estadística paramétrica, específicamente ANOVA.
En el resto de los parámetros, al menos uno de los valores no sigue una distribución normal, lo
que justifica el uso de estadística no paramétrica, aplicándose la prueba de Kruskal-Wallis.
Tabla 1
Test de normalidad con test de Shapiro-Wilk
parámetro Estadístico gl Sig.
pH
entrada 0,653 9 0,000
papiro 0,925 9 0,431
control 0,741 9 0,004
Temperatura
entrada 0,921 9 0,402
papiro 0,814 9 0,030
control 0,939 9 0,572
DQO entrada 0,772 9 0,010
papiro 0,909 9 0,308
control 0,804 9 0,023
DBO
entrada 0,939 9 0,572
papiro 0,949 9 0,684
control 0,929 9 0,476
OD
entrada 0,819 9 0,034
papiro 0,390 9 0,000
control 0,505 9 0,000
Para pH y temperatura
La Tabla 2 la Figura 6 y 7, presentan el análisis de la variación del pH y la temperatura
en los diferentes puntos de muestreo del humedal artificial. Según la prueba de Kruskal-Wallis,
no se encontraron diferencias significativas en los valores de pH (p = 0,190 > 0.05) ni en la
temperatura (p = 0,718 > 0,05) entre la entrada, el efluente del humedal con Cyperus papyrus y
el humedal control. La figura 7, representada por un diagrama de cajas y bigotes, muestra que la
dispersión de los datos de pH fue similar en todas las categorías, con una mediana más alto en la
entrada (8,53), seguido por la salida del humedal control (8,04) y el menor valor en la salida del
humedal con Cyperus papyrus (7.97), donde se observó una distribución asimétrica positiva. En
cuanto a la temperatura, la figura evidencia una mayor variabilidad en la salida del humedal con
papiro, seguida del control y la entrada, con medianas de 28,21°C, 27,78°C y 26,58°C,
respectivamente. En general, los resultados indican que el proceso de tratamiento no generó
cambios significativos en el pH, manteniéndose estable a lo largo del sistema, mientras que la
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 832
temperatura presentó ligeras variaciones sin diferencias significativas entre las condiciones
evaluadas.
Tabla 2
Prueba de Kruskal – Wallis para variación de pH y temperatura
pH Temperatura
H de Kruskal 3,321 0,663
gl 2 2
Sig. asin 0,190 0,718
Figura 6
Diagrama de cajas y bigotes para variación de pH
Figura 7
Diagrama de cajas y bigotes para variación de temperatura en tratamiento
Comparación de resultados con estándares de calidad ambiental
La Tabla 3 resume los resultados del tratamiento de aguas residuales en humedales
artificiales y su comparación con los Límites Máximos Permisibles (LMP) para riego. Se
evaluaron pH, temperatura, DBO₅, DQO y OD en tres puntos: entrada, salida del humedal con
Cyperus papyrus y salida del humedal control.
temperatura presentó ligeras variaciones sin diferencias significativas entre las condiciones
evaluadas.
Tabla 2
Prueba de Kruskal – Wallis para variación de pH y temperatura
pH Temperatura
H de Kruskal 3,321 0,663
gl 2 2
Sig. asin 0,190 0,718
Figura 6
Diagrama de cajas y bigotes para variación de pH
Figura 7
Diagrama de cajas y bigotes para variación de temperatura en tratamiento
Comparación de resultados con estándares de calidad ambiental
La Tabla 3 resume los resultados del tratamiento de aguas residuales en humedales
artificiales y su comparación con los Límites Máximos Permisibles (LMP) para riego. Se
evaluaron pH, temperatura, DBO₅, DQO y OD en tres puntos: entrada, salida del humedal con
Cyperus papyrus y salida del humedal control.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 833
Los resultados muestran que solo el humedal con Cyperus papyrus cumplió con los
valores establecidos en los LMP. El pH se mantuvo dentro del rango permitido (6,5 – 8,5) tanto
en el efluente con papiro (7,97) como en el control (8,03). La temperatura también fue adecuada,
con valores por debajo de 35°C en ambos casos. En cuanto a la DBO₅, el humedal con papiro
redujo la concentración de 177,73 a 89,37 mg/L, cumpliendo con el límite de 100 mg/L, mientras
que el control alcanzó 116,43 mg/L, excediendo lo permitido. Algo similar ocurrió con la DQO:
el humedal con papiro disminuyó de 484,72 a 195,51 mg/L (dentro del límite de 200 mg/L),
mientras que el control llegó a 330,42 mg/L, por encima del valor permitido. Finalmente, el
oxígeno disuelto aumentó en el humedal con papiro (2,01 mg/L) y disminuyó en el control (1,39
mg/L), aunque este parámetro no tiene un límite establecido.
En síntesis, el humedal con Cyperus papyrus fue el único que logró mejorar de manera
efectiva la calidad del agua, cumpliendo con los estándares de DBO₅ y DQO, mientras que el
humedal control no alcanzó los niveles requeridos.
Tabla 3
Promedio de los resultados y comparación con LMP
Media aritmética LMP
Parámetro Unidades Ingreso Papiro Control Agua para
riego Observación
pH pH 8,53 7,97 8,03 6,5-8,5 Cumple
Temperatura °C 26,58 27,77 28,21 < 35 Cumple
DBO5 mg L-1 177,73 89,37 116,43 100 Cumple
DQO mg L-1 484,72 195,51 330,42 200 Cumple
OD mg L-1 1,52 2,01 1,39 - No existe
DISCUSIÓN
Los resultados muestran que el humedal con Cyperus papyrus contribuyó a estabilizar el
pH (7,97) y la temperatura (27,77°C), manteniéndolos dentro de los rangos óptimos para la
actividad microbiana, aunque sin diferencias estadísticas significativas (p > 0,05). Este
comportamiento coincide con estudios que señalan cómo las macrófitas regulan el pH y la
temperatura mediante procesos de mineralización, absorción de nutrientes y fotosíntesis
(Coleman et al., 2001; Hussein & Scholz, 2017; García-Ávila et al., 2019; Khan et al., 2020;
Vymazal, 2019; Effendi et al., 2020).
En cuanto a la carga orgánica, el humedal con Cyperus papyrus mostró mayor eficiencia
que el control, logrando una reducción del 50% en DBO₅ (89,37 mg/L) y del 60% en DQO (195,51
mg/L), mientras que el control no alcanzó los Límites Máximos Permisibles (LMP). Además, se
observó un incremento en el oxígeno disuelto (2,01 mg/L), lo que favorece la depuración del agua.
Estos resultados coinciden con investigaciones que destacan la capacidad de los humedales
Los resultados muestran que solo el humedal con Cyperus papyrus cumplió con los
valores establecidos en los LMP. El pH se mantuvo dentro del rango permitido (6,5 – 8,5) tanto
en el efluente con papiro (7,97) como en el control (8,03). La temperatura también fue adecuada,
con valores por debajo de 35°C en ambos casos. En cuanto a la DBO₅, el humedal con papiro
redujo la concentración de 177,73 a 89,37 mg/L, cumpliendo con el límite de 100 mg/L, mientras
que el control alcanzó 116,43 mg/L, excediendo lo permitido. Algo similar ocurrió con la DQO:
el humedal con papiro disminuyó de 484,72 a 195,51 mg/L (dentro del límite de 200 mg/L),
mientras que el control llegó a 330,42 mg/L, por encima del valor permitido. Finalmente, el
oxígeno disuelto aumentó en el humedal con papiro (2,01 mg/L) y disminuyó en el control (1,39
mg/L), aunque este parámetro no tiene un límite establecido.
En síntesis, el humedal con Cyperus papyrus fue el único que logró mejorar de manera
efectiva la calidad del agua, cumpliendo con los estándares de DBO₅ y DQO, mientras que el
humedal control no alcanzó los niveles requeridos.
Tabla 3
Promedio de los resultados y comparación con LMP
Media aritmética LMP
Parámetro Unidades Ingreso Papiro Control Agua para
riego Observación
pH pH 8,53 7,97 8,03 6,5-8,5 Cumple
Temperatura °C 26,58 27,77 28,21 < 35 Cumple
DBO5 mg L-1 177,73 89,37 116,43 100 Cumple
DQO mg L-1 484,72 195,51 330,42 200 Cumple
OD mg L-1 1,52 2,01 1,39 - No existe
DISCUSIÓN
Los resultados muestran que el humedal con Cyperus papyrus contribuyó a estabilizar el
pH (7,97) y la temperatura (27,77°C), manteniéndolos dentro de los rangos óptimos para la
actividad microbiana, aunque sin diferencias estadísticas significativas (p > 0,05). Este
comportamiento coincide con estudios que señalan cómo las macrófitas regulan el pH y la
temperatura mediante procesos de mineralización, absorción de nutrientes y fotosíntesis
(Coleman et al., 2001; Hussein & Scholz, 2017; García-Ávila et al., 2019; Khan et al., 2020;
Vymazal, 2019; Effendi et al., 2020).
En cuanto a la carga orgánica, el humedal con Cyperus papyrus mostró mayor eficiencia
que el control, logrando una reducción del 50% en DBO₅ (89,37 mg/L) y del 60% en DQO (195,51
mg/L), mientras que el control no alcanzó los Límites Máximos Permisibles (LMP). Además, se
observó un incremento en el oxígeno disuelto (2,01 mg/L), lo que favorece la depuración del agua.
Estos resultados coinciden con investigaciones que destacan la capacidad de los humedales
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 834
vegetados para remover contaminantes y mejorar la oxigenación (Zidan et al., 2015; Dadban
Shahamat et al., 2018; García-Ávila et al., 2019; Khan et al., 2020; Effendi et al., 2020).
Finalmente, solo el humedal con Cyperus papyrus cumplió con los estándares de calidad
ambiental para efluentes tratados, en concordancia con estudios que reconocen a los humedales
construidos como tecnologías verdes eficaces, sostenibles y de bajo impacto para el tratamiento
de aguas residuales (Nuamah et al., 2020; Kataki et al., 2021). En conjunto, los hallazgos
reafirman que Cyperus papyrus es una alternativa efectiva para mejorar la calidad del agua,
consolidando su utilidad en la reducción de DBO₅, DQO y en la estabilización de parámetros
fisicoquímicos.
CONCLUSIONES
El humedal artificial con Cyperus papyrus demostró ser una solución muy efectiva para
tratar aguas residuales domésticas. A diferencia del humedal control, este sistema logró reducir
de manera notable la materia orgánica: un 50% en la DBO₅ y un 60% en la DQO, alcanzando los
estándares exigidos por la normativa. El humedal control, en cambio, no consiguió cumplir con
estos límites.
Además, el Cyperus papyrus ayudó a mantener estables parámetros como el pH y la
temperatura, creando un ambiente más favorable para los procesos biológicos. Otro aspecto clave
fue el aumento del oxígeno disuelto en el agua tratada, lo que potencia la actividad de los
microorganismos encargados de la depuración.
Estos resultados confirman lo que ya habían señalado otros estudios: el Cyperus papyrus
no solo es eficiente, sino también una alternativa sostenible y económica frente a tecnologías más
costosas. En pocas palabras, se trata de una opción prometedora para mejorar la calidad del agua
y proteger el medio ambiente de forma práctica y accesible.
vegetados para remover contaminantes y mejorar la oxigenación (Zidan et al., 2015; Dadban
Shahamat et al., 2018; García-Ávila et al., 2019; Khan et al., 2020; Effendi et al., 2020).
Finalmente, solo el humedal con Cyperus papyrus cumplió con los estándares de calidad
ambiental para efluentes tratados, en concordancia con estudios que reconocen a los humedales
construidos como tecnologías verdes eficaces, sostenibles y de bajo impacto para el tratamiento
de aguas residuales (Nuamah et al., 2020; Kataki et al., 2021). En conjunto, los hallazgos
reafirman que Cyperus papyrus es una alternativa efectiva para mejorar la calidad del agua,
consolidando su utilidad en la reducción de DBO₅, DQO y en la estabilización de parámetros
fisicoquímicos.
CONCLUSIONES
El humedal artificial con Cyperus papyrus demostró ser una solución muy efectiva para
tratar aguas residuales domésticas. A diferencia del humedal control, este sistema logró reducir
de manera notable la materia orgánica: un 50% en la DBO₅ y un 60% en la DQO, alcanzando los
estándares exigidos por la normativa. El humedal control, en cambio, no consiguió cumplir con
estos límites.
Además, el Cyperus papyrus ayudó a mantener estables parámetros como el pH y la
temperatura, creando un ambiente más favorable para los procesos biológicos. Otro aspecto clave
fue el aumento del oxígeno disuelto en el agua tratada, lo que potencia la actividad de los
microorganismos encargados de la depuración.
Estos resultados confirman lo que ya habían señalado otros estudios: el Cyperus papyrus
no solo es eficiente, sino también una alternativa sostenible y económica frente a tecnologías más
costosas. En pocas palabras, se trata de una opción prometedora para mejorar la calidad del agua
y proteger el medio ambiente de forma práctica y accesible.
Vol. 12/ Núm. 3 2025 pág. 835
REFERENCIAS
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wastewater treatment plant by using wetland method, Babol, Iran. Data in Brief, 16,
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orthophosphate removal of tilapia cultivation wastewater with Vetiveria zizanioides.
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& Avilés-Añazco, A. (2019). Performance of Phragmites australis and Cyperus papyrus
in the treatment of municipal wastewater by vertical flow subsurface constructed
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cuantitativa, cualitativa y mixta (1a ed.). McGraw Hill.
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& Rafiqah, S. A. (2023). Starch-based polymer materials as advanced adsorbents for
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treated and components of the technology (macrophyte, biofilm and substrate). Journal
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