Solo hasta hace pocas décadas, el uso de humedales construidos para tratamiento de aguas residuales se tecnificó y expandió a escala mundial. Este tipo de sistemas posee varias ventajas sobre otros, convirtiéndose en ideales para determinadas condiciones. El tratamiento de aguas por medio de humedales, representa una alternativa económica cuando se dispone de un área de trabajo amplia. Además ofrece ventajas de operación, puesto que no requiere personal altamente calificado de manera permanente (por ser un tratamiento de baja tecnología) así como ventajas estéticas y ecológicas.

El desarrollo de este trabajo permite adaptar y expandir una tecnología que ha sido investigada sólo en forma incipiente y para otras condiciones, a las condiciones del país. Esta investigación se presenta de acuerdo a la forma cronológica en que se desarrolló. El capítulo 2 muestra un compendio de toda la información recopilada hasta la fecha sobre este tipo de sistemas. El capítulo 3 resume la experiencia con el sistema de humedales implementado por la Universidad de lo Andes en la isla de San Andrés, los datos de diseño y operación, las eficiencias de remodelación encontradas y los problemas que se presentaron. Se determinó la existencia de un mecanismo importante que no era totalmente entendido. El capítulo 4 bosqueja los experimentos desarrollados para entender tal mecanismo de funcionamiento. Al final del capítulo, se plantea un modelo conceptual que explica el fenómeno de degradación de materia orgánica al interior del sistema. En el capítulo 5, se realiza el desarrollo matemático del modelo conceptual, y se plantean y solucionan las ecuaciones diferenciales que lo soportan. Se realiza la calibración de del modelo con los datos medidos en el laboratorio y directamente en el sistema de San Andrés.

En el capítulo 6 se presenta el uso del modelo matemático para explorar el comportamiento y la importancia relativa de variables que no se pueden medir directamente en el campo y que definen, al final, el rendimiento del humedal. Se buscó predecir el comportamiento del sistema bajo diversas situaciones, y explicar la información empírica existente.

En este punto de la investigación se vislumbró que era necesario realizar pruebas adicionales en lo referente al proceso de adsorción de materia orgánica sobre la matriz de suelo del humedal. El capitulo 7 presenta los resultados obtenidos de tales pruebas de adsorción. Se evaluó la influencia de diversas variables operacionales sobre el fenómeno de la adsorción en la matriz del suelo, encontrándose una baja dependencia dentro de los rangos normales de operación, lo que permite una gran flexibilidad en los diseños de los sistemas. Se planteó adicionalmente en modelo matemático para la sorción en la matriz de suelo, que finalmente aporta la pieza faltante para completar la descripción matemática global del metabolismo, completando el trabajo iniciado en los capítulos anteriores de este trabajo. El capítulo 8 compendia todos los resultados, presenta la discusión general, las implicaciones del modelo desarrollado y explica las observaciones empíricas.

La experiencia en la realización de esta investigación ha sido muy enriquecedora para los autores y para el Centro de Investigaciones de Ingeniería Ambiental de la Universidad de los Andes, por cuanto al recorrer el camino científico con rigurosidad y disciplina, se encontró la solución a problemas del conocimiento de interés ambiental nacional y mundial.