Estanques Naturales y Humedales Construidos

omar ramos
2025

Estanques Naturales y Humedales Construidos

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Estanques Naturales y Humedales Construidos

Introducción
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El agua, fuente de vida y motor de los ecosistemas, enfrenta una de las crisis más graves de la historia contemporánea. La ONU estima que para 2050 la escasez de agua afectará a la mitad de la población mundial. Las causas son varias: urbanización desordenada, hábitos de consumo, prácticas de saneamiento, agricultura altamente industrializada, entre otras.

En México, la situación no es muy distinta. La disponibilidad per cápita de agua pasó de más de 17,000 m³ por habitante en 1950 a apenas 3,200 m³ en 2020, y se prevé que en 2030 descienda por debajo de 3,000 m³. De los 653 acuíferos del país, al menos 115 están sobreexplotados. Además, alrededor del 30% de las aguas residuales colectadas en el país no recibe ningún tipo de tratamiento, y las plantas de tratamiento existentes presentan problemas de eficiencia, mantenimiento y abandono.

Frente a este panorama, los estanques naturales y los humedales construidos se perfilan como soluciones basadas en la naturaleza que pueden contribuir a enfrentar el deterioro cuantitativo y cualitativo del agua, reducir costos de tratamiento y generar beneficios ambientales, sociales y económicos.

En este Ebook se hace una exploración por esta solución basada en la naturaleza, se conocerán sus componentes, se verán los pasos a seguir para su implementación, una revisión de la normatividad principal y finalmente algunas aplicaciones tecnológicas que están vinculadas con dicha solución.

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Humedal natural

Fuente: Ministerio de Medio Ambiente, 2016

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Capítulo 1. ¿Qué son los estanques naturales y humedales construidos?
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Un estanque natural es un cuerpo de agua diseñado para replicar los procesos ecológicos de lagos y lagunas, manteniendo el agua en equilibrio sin el uso de químicos, a través de plantas acuáticas, microorganismos y sustratos minerales. Además de ser estéticamente atractivos, sirven como reservorios de agua, espacios recreativos, hábitats de biodiversidad o componentes de un sistema de depuración.

Un humedal construido, por su parte, es una infraestructura ecológica creada para tratar aguas residuales (domésticas, rurales, industriales ligeras o agrícolas). Funciona replicando los procesos naturales de un pantano o humedal, donde las raíces de las plantas, los microorganismos asociados y los materiales filtrantes actúan como un sistema de purificación biológica. Existen dos principales tipos: de flujo superficial y de flujo subsuperficial (horizontal o vertical).

Ambos conceptos pueden integrarse. Un estanque puede incluir un humedal para mejorar la calidad de su agua, y un humedal puede diseñarse con apariencia de estanque para aportar valor paisajístico, recreativo o turístico.

Principales ideas

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Preguntas de reflexión

  1. ¿Qué diferencias percibes entre un estanque ornamental y un humedal construido?
  2. ¿Cómo podrían integrarse estas soluciones en proyectos comunitarios o turísticos?
  3. ¿Qué papel juegan las plantas acuáticas en el funcionamiento de estos sistemas?

Fuente: Rodríguez, 2016

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Capítulo 2. Componentes y funcionamiento
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El diseño de un humedal construido o estanque natural incluye varios componentes esenciales:

El buen diseño busca que el agua permanezca el tiempo suficiente (3–5 días) para que se dé el tratamiento completo.

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Principales ideas

Preguntas de reflexión

  1. ¿Por qué es importante el pretratamiento antes de ingresar al humedal?
  2. ¿Qué especies nativas podrían utilizarse en tu región para estos sistemas?
  3. ¿Qué diferencia existe entre flujo superficial y subsuperficial?

Fuente: Millison, 2023

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Capítulo 3. Cómo construir un estanque natural o humedal
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El proceso de construcción requiere planeación cuidadosa. De acuerdo con los manuales técnicos del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA, 2025) y experiencias en América Latina, los pasos principales son:

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  1. Selección del sitio: preferir zonas bajas, planas, con pendiente menor a 5%.
  2. Trazo y excavación: definir dimensiones según caudal y usuarios; profundidad entre 60 cm y 1.5 m.
  3. Impermeabilización: geomembrana de 1.4 mm mínimo o arcilla compactada. En ocasiones se emplea geotextil (por debajo de la geomembrana) para evitar ponchaduras.
  4. Pretratamiento: tanques o fosas para retener sólidos y grasas.
  5. Colocación de sustratos: piedra grande en extremos, grava y arena en zona central.
  6. Instalación hidráulica: tuberías en función de la trayectoria y canalización del agua, asegurando que cuentan con registros ,ventilación y rebosadero.
  7. Vegetación: especies acuáticas considerando los tres estratos, flotantes, palustres y de aguas profundas, considerando 3 tipos de cada una por m2.
  8. Maduración: el sistema requiere 4–6 meses para que las raíces y la biopelícula alcancen eficacia.
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Principales ideas

Preguntas de reflexión

  1. ¿Qué ventajas tiene usar geomembrana frente a arcilla?
  2. ¿Cómo asegurarías accesibilidad y bajo costo en comunidades rurales?
  3. ¿Qué sucedería si se omite el pretratamiento?
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Capítulo 4. Normatividad clave en México
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Con el objetivo de tener una guía normativa y de política pública relacionada con este tema, enseguida los principales ordenamientos, planes y programas que es importante tener en cuenta:

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Principales ideas

Preguntas de reflexión

  1. ¿Qué riesgos implica no cumplir con la NOM-001?
  2. ¿Cómo puede la normatividad impulsar la adopción de humedales construidos?
  3. ¿Qué estrategias locales se podrían generar para el reúso seguro de agua tratada?
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Capítulo 5. Beneficios y retos
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Los estanques y humedales ofrecen múltiples beneficios: reducción de contaminantes, mejora paisajística, creación de hábitats para fauna, educación ambiental, resiliencia hídrica y bajo costo operativo frente a plantas mecánicas. También contribuyen a la captura de carbono y a la infiltración de agua subterránea.

Sin embargo, enfrentan retos: requieren espacio disponible, mantenimiento constante del pretratamiento y manejo social adecuado para evitar que sean percibidos como “focos de infección”.

Principales ideas

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Preguntas de reflexión

  1. ¿Cómo comunicarías a una comunidad que un humedal no es un charco contaminado?
  2. ¿Qué actores sociales deben involucrarse en la gestión de estos proyectos?
  3. ¿Qué beneficios serían más relevantes para convencer a una comunidad de adoptarlos?
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Capítulo 6. Innovación digital, sensores e inteligencia artificial en humedales y estanques naturales
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Naturaleza y tecnología: una alianza necesaria

Los estanques naturales y los humedales construidos son ecosistemas vivos que depuran y regeneran agua. Sin embargo, para potenciar su eficiencia y asegurar su operación a largo plazo, cada vez más proyectos están integrando tecnologías de la información, sensores, automatización y herramientas de inteligencia artificial (IA). Estos avances permiten monitorear en tiempo real parámetros clave como pH, turbidez, nutrientes y oxígeno disuelto, generando datos que se transforman en diagnósticos, predicciones y decisiones más informadas.

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La digitalización de los sistemas de agua es parte de una tendencia global hacia el monitoreo inteligente, la automatización de procesos y la participación ciudadana a través de datos abiertos. Con ello, los humedales pasan de ser infraestructuras “silenciosas” a sistemas vivos e inteligentes.

Tecnologías aplicadas a humedales y estanques

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Algunas experiencias

  1. Humedal artificial Las Arenitas (Sonora, México)
    Construido en 2007 en el Río Hardy, cerca de Puerto Peñasco, este humedal artificial fue diseñado para mejorar la calidad del agua antes de su llegada al Golfo de California. Tras 15 años de operación, se ha convertido en un modelo exitoso de restauración ambiental y conservación de biodiversidad acuática.
  2. Humedal comunitario de Pastorías, Actopan (Veracruz, México)
    Este humedal, apoyado por la SEDEMA en 2022, trata aguas residuales de una comunidad rural. Incluye tanques de pretratamiento y un sistema de flujo subsuperficial, mostrando cómo los humedales pueden mejorar la calidad de descarga en localidades sin acceso a plantas convencionales.
  1. Ecoducto Río de la Piedad (Ciudad de México, México)
    Proyecto urbano que integra humedales artificiales, corredores verdes y captación pluvial sobre el Viaducto Río de la Piedad. Busca reducir contaminantes del escurrimiento urbano y ofrecer un espacio verde en medio de la ciudad. Es un ejemplo de cómo estas soluciones pueden tener un impacto paisajístico y social, además de ambiental.
  2. Humedales de flujo vertical tipo francés (Cuba)
    En Cuba se han implementado variantes de humedales verticales tipo francés para tratar aguas residuales domésticas. Los estudios muestran altas eficiencias de remoción de contaminantes, y son una referencia en el Caribe sobre cómo adaptar diseños europeos a contextos tropicales.
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  1. Prototipo de humedal construido en el sur de México
    Investigadores desarrollaron un humedal subsuperficial a escala piloto, midiendo en campo real su eficiencia bajo distintas cargas. Este prototipo demuestra cómo los sistemas pueden ajustarse para condiciones locales de caudal, clima y calidad de afluente.
  2. Vehículo autónomo para monitoreo (Sevilla, España)
    Se probó un vehículo de superficie autónomo (ASV) en el Lago Mayor de Sevilla, equipado con sensores y visión artificial. El sistema mide parámetros de calidad del agua e identifica macroplásticos, lo cual muestra el potencial de la robótica aplicada a cuerpos de agua y humedales.
  3. Biosensor microbiano CW-MFC (aplicación piloto)
    Investigadores probaron celdas de combustible microbianas acopladas a humedales construidos para estimar demanda química de oxígeno (COD). Se encontró correlación entre el voltaje generado y la concentración de materia orgánica, mostrando que es posible un monitoreo económico y continuo de contaminantes.

Beneficios de la integración tecnológica

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Principales ideas

Preguntas de reflexión

  1. ¿Qué tecnología sería más útil instalar en un humedal de tu comunidad y por qué?
  2. ¿Cómo podría garantizarse energía y conectividad en zonas rurales para sistemas de monitoreo?
  3. ¿Qué factores sociales o económicos pueden limitar la adopción de inteligencia artificial en proyectos comunitarios?
  4. ¿Cómo crees que cambiaría la relación de la comunidad con el agua si existiera un tablero público de datos en tiempo real?
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Conclusión
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Los estanques naturales y humedales construidos representan una forma de reconciliarnos con el agua y crear espacios naturizados que aporten además de una función de tratamiento, provean un valor estético, y, de considerarlo, un aporte de vegetación que puede emplearse en procesos como alimento de aves de crianza, materia orgánica para compostaje, entre otros.

Al integrar flora, fauna, tecnología y participación social, estos sistemas se convierten en motores de resiliencia, educación y sostenibilidad, ofreciendo una alternativa viable y replicable para México y el mundo.

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Referencias
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Álvarez, J., & Torres, P. (2024). Autonomous surface vehicle for water quality monitoring and macroplastic detection. arXiv preprint. https://arxiv.org/abs/2410.05892

Andrew Millison en Español. (2023, September 1). Estanques permaculturales: por qué, dónde y cómo. [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=sKeoJskiIMA

Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). (2020). Programa Nacional Hídrico 2020-2024. Gobierno de México. https://www.gob.mx/conagua

Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA). (2020). Sistemas de humedales para el tratamiento de aguas residuales. Jiutepec, Morelos: IMTA.

Ecoagua. (2021). Tratamiento de aguas residuales en México: humedales construidos. Ciudad de México: Ecoagua.

García, R., Pérez, J., & Martínez, A. (2020). Evaluación del desempeño de humedales verticales tipo francés en Cuba. Revista Ingeniería Hidráulica y Ambiental, 41(3), 365-375. https://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S2224-54212020000300365&script=sci_arttext

Liu, H., et al. (2020). Coupling constructed wetlands with microbial fuel cells for organic matter monitoring: A biosensor approach. arXiv preprint. https://arxiv.org/abs/2003.14078

López, D., et al. (2024). Pilot-scale constructed wetlands for wastewater treatment under real conditions in southern Mexico. Journal of Water Process Engineering, 73, 102054. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214714424020543

Ministerio de Medio Ambiente. (2019, May 7). ¿Sabes que es un humedal? [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=96ArEHK3Iug

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Ministerio de Salud de Costa Rica. (2010). Manual para la construcción de biojardineras. San José, Costa Rica.

Pronatura Noroeste. (2022). Las Arenitas: 15 años de humedal artificial en el río Hardy. Pronatura Noroeste A.C. https://pronatura-noroeste.org/las-arenitas-humedal-artificial-rio-hardy/

Revista Líder México. (2023, septiembre 20). Humedales de tratamiento comunitario en Veracruz. Revista Líder México. https://revistalidermexico.com/2023/09/20/humedales-de-tratamiento/

Renzo Rodriguez. (2016, March 15). Cómo funcionan los humedales artificiales [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=La5NXpH2X0c

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (1997). Norma Oficial Mexicana NOM-003-SEMARNAT-1997, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se reúsen en servicios al público con contacto directo. Diario Oficial de la Federación.

Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). (2021). Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-2021, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en cuerpos receptores nacionales. Diario Oficial de la Federación.

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Universidad Autónoma Metropolitana (UAM). (2020, marzo 12). Ecoducto en el Viaducto Río de la Piedad: corredor verde y humedal urbano. Comunicación Social UAM. https://www.comunicacionsocial.uam.mx/boletinesuam/125-20.html

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Estanques y humedales

"Estanques Naturales y Humedales Construidos" explora soluciones innovadoras para el tratamiento de aguas residuales, destacando la importancia de estos sistemas ecológicos en la restauración del equilibrio hídrico y la biodiversidad. A través de un enfoque práctico y normativo, el libro detalla la implementación, el diseño y los beneficios ambientales, sociales y económicos de los humedales construidos y estanques naturales. Con ejemplos concretos y la integración de tecnologías avanzadas, se presenta una alternativa sostenible y replicable para enfrentar la crisis del agua en México y el mundo.